Java集合List和Set，Map区别详解看完吊打面试官

你只管努力，

——剩下的交给时光。

先上图看得直观点：

从上图很明显可以看出List集合和Set集合均继承自Collection接口，但是Map是独立的，并且他们都是import java.util.List/Set/Map；

1.List （L是重点，圈起来会考）

从文档中我们可以看到List是有序的集合也称为序列（L）。

这里给大家抽象个快速牢记的办法：

List集合有序可重复，上体育课的时候老师是不是会让我们排好队。来晚的童鞋也要排好队，我们有好多个同学不是一个是不是。童鞋们是不是要有序的排成2队男女各一队。然后老师吹着哨子喊道：立(L)正！稍(S)息。脑子里有没有画面？下次想到List就会自然而然就会想到上PE课。

so ，List下常用的实现类：ArrayList，LinkedList，Vector 是不是都有是有序可重复的？ OK 下面我们来具体了解ArrayList。

1.1、ArrayList

ArrayList的底层数据结构是数组，查询快，增删慢。 

可以把ArrayList想象成体育委员，老师查人数的时候他不可能每个同学都记住名字是不是？但是体育委员都认识你们呀，瞄一眼就知道哪个同学没来是不是?如果老师要查点人数，是不是要一个一个点名再对号。有时候人没点完就下课了。哈哈
至于线程不安全，如上图，ArrayList是非同步的，自然不安全。效率高仅限查询效率。

ArrayList总结：

优点: 底层数据结构是数组，查询快，增删慢。
缺点: 线程不安全，效率高。

1.2、LinkedList

 

同样：LinkedList也是非同步的，自然也不安全。效率高仅限增删操作。

举个栗子：围绕操场跑步的时候都是体育委员在一侧领着大家跑操场的，如果老师让他归队，不管他站到谁在后面，他后面的同学是不是都要后移一个位置?但是如果他直接去最后一个同学那是不是大家都不要换位置了。OK

LinkedList总结：

优点: 底层数据结构是链表（双向链表），查询慢，增删快。
缺点: 线程不安全，效率高

 

1.3、Vector

 

Vector和ArrayList很类似，唯一的区别就是它是同步的且Vector的大小可以根据需要增长或缩小。同步的线程自然安全。而且同步的一般效率都较低，记住，这里的效率都是相对而言。ArrayList查询效率高，LinkedList增删效率高，没有对比就没有伤害。

这里还要提到一点，数组的扩容，就不在这讲了，感兴趣的同学可以关注后续更新或自行研究。

Vector总结：
优点: 底层数据结构是数组，查询快，增删慢。
缺点: 线程安全，效率低

ArrayList、LinkedList、Vector对比：

Arraylist和LinkedList区别上文有提到，这里就不多说了。它们的区别一般主要用在遍历数据的查询插入顺序的时候。

而ArrayList和Vector的底层都是用数组实现的。

Arraylist：

优点：ArrayList是实现了基于动态数组的数据结构，查询操作效率较高（体育课还能记得吗哈哈）。

缺点：因为地址连续， ArrayList要移动数据,所以插入和删除操作效率比较低（体育委员插队还插在最前面好烦 = = #）。   

LinkedList：

优点：LinkedList基于双向链表的数据结构,地址随机（射气球），增删操作较高。

缺点：因为LinkedList要移动指针,所以查询效率性能较低。

适用场景分析：

 当需要对数据进行对此访问的情况下选用ArrayList，当需要对数据进行多次增加删除修改时采用LinkedList。

ArrayList与Vector的区别和适用场景

ArrayList有三个构造方法：

Java代码  
public ArrayList(int initialCapacity)//构造一个具有指定初始容量的空列表。    
public ArrayList()//构造一个初始容量为10的空列表。    
public ArrayList(Collection<? extends E> c)//构造一个包含指定 collection 的元素的列表   

Vector有四个构造方法：

Java代码  
public Vector()//使用指定的初始容量和等于零的容量增量构造一个空向量。    
public Vector(int initialCapacity)//构造一个空向量，使其内部数据数组的大小，其标准容量增量为零。    
public Vector(Collection<? extends E> c)//构造一个包含指定 collection 中的元素的向量    
public Vector(int initialCapacity,int capacityIncrement)//使用指定的初始容量和容量增量构造一个空的向量    

ArrayList和Vector都是用数组实现的，主要有三个区别：

1.Vector是多线程安全的（同步的还记得吗），线程安全就是说多线程访问同一代码，不会产生不确定的结果。而ArrayList不是，这个可以从源码中看出，Vector类中的方法很多有synchronized进行修饰，这样就导致了Vector在效率上无法与ArrayList相比；

2.两个都是采用的线性连续空间存储元素，但是当空间不足的时候，两个类的增加方式是不同。

3.Vector可以设置增长因子，而ArrayList不可以。

4.Vector是一种老的动态数组，是线程同步的，效率很低，一般不赞成使用。

适用场景分析：

1.Vector是线程同步的，所以它也是线程安全的，而ArrayList是线程异步的，是不安全的。如果不考虑到线程的安全因素，一般用ArrayList效率比较高。
2.如果集合中的元素的数目大于目前集合数组的长度时，在集合中使用数据量比较大的数据，用Vector有一定的优势。

2.Set

老规矩先上图：

如图所述：Set集合唯一且无序。再举个栗子吧，希望大家要学会举一反三，相信大家都玩过射气球吧，一圈气球无序排列，我们是不是都是乱射的，只要能打中就有小礼物，而且是每个气球对应的都是不同的礼物是不是。（set 记住射气球就完事了。biubiubiu，，，）

Set下常用的有实现类有HashSet，LinkedHashSet，TreeSet

2.1、HashSet

哈希两个字圈起来，重点，会考，记住凡是和哈希沾边的效率普遍都较高，hash是一个效率很高的封装算法。非同步非线程安全

总结：HashSet

底层数据结构是哈希表。(无序,唯一，记住Set是什么来。射气球。)
如何来保证元素唯一性?
1.依赖两个方法：hashCode()和equals()

2.2、LinkedHashSet

总结：LikedHashSet

底层数据结构：双向链表类似LinkedList 。可重复，无序。（set：射气球。）
1.由链表保证元素有序
2.由哈希表保证元素唯一

 

2.3、TreeSet

总结：TreeSet（特殊）

底层数据结构是红黑树，(唯一，有序)非同步，非线程安全。
1. 如何保证元素排序的呢?
自然排序
比较器排序
2.如何保证元素唯一性的呢?
根据比较的返回值是否是0来决定

小结：List和Set区别：

2、List特点：元素有放入顺序，元素可重复 ，

Set特点：元素无放入顺序，元素不可重复，重复元素会覆盖掉，（注意：元素虽然无放入顺序，但是元素在set中的位置是有该元素的HashCode决定的，其位置其实是固定的，加入Set 的Object必须定义equals()方法 ，另外list支持for循环，也就是通过下标来遍历，也可以用迭代器，但是set只能用迭代，因为他无序，无法用下标来取得想要的值。） 

3.Set和List对比： 
Set：检索元素效率低下，删除和插入效率高，插入和删除不会引起元素位置改变。 
List：和数组类似，List可以动态增长，查找元素效率高，插入删除元素效率低，因为会引起其他元素位置改变。 

HashSet与Treeset的适用场景

1.TreeSet 是二叉树（红黑树的树据结构）实现的,Treeset中的数据是自动排好序的，不允许放入null值 

2.HashSet 是哈希表实现的,HashSet中的数据是无序的，可以放入null，但只能放入一个null，两者中的值都不能重复，就如数据库中唯一约束 

3.HashSet要求放入的对象必须实现HashCode()方法，放入的对象，是以hashcode码作为标识的，而具有相同内容的String对象，hashcode是一样，所以放入的内容不能重复。但是同一个类的对象可以放入不同的实例

   适用场景分析:HashSet是基于Hash算法实现的，其性能通常都优于TreeSet。为快速查找而设计的Set，我们通常都应该使用HashSet，在我们需要排序的功能时，我们才使用TreeSet。

Arraylist和Vector区别：

1、Vector多线程是安全的，而ArrayList不是。Vector类中的方法很多有synchronized进行修饰，这样就导致了Vector在效率上无法与ArrayList相比；

2、两个都是采用的线性连续空间存储元素，但是当空间不足的时候，两个类的增加方式是不同的。

（很多网友说Vector增加原来空间的一倍，ArrayList增加原来空间的50%，其实也差不多是这个意思。）

3、Vector可以设置增长因子，而ArrayList不可以。

4、ArrayList有三个构造方法，Vector有四个构造方法。

5、Vector比Arraylist多一个构造方法，public Vector(int initialCapacity,int capacityIncrement)这个构造方法，capacityIncrement就是容量增长，前面所说的增长因子，ArrayList中是没有的。

6、Vector是同步的，ArrayList非同步，所以效率上ArrayList要比Vector高一些。
没有一个ArrayList的方法具有同步执行的能力；相反，Vector的大多数方法具有同步能力，或直接或间接。
所以，Vector线程安全，ArrayList线程不安全。因此ArrayList要比Vector快速。

应用场景：

在不需要同步时应该使用ArrayList，反之使用Vector。

其实Set和List这2个没可比性，面试很少问到，都是问具体的，但是也不排除有的面试官上来就从底层问起。

List和Set，Map有什么区别？那么如果你看完这篇文章肯定一点不慌，吊打面试官！

那么我们继续Map之旅，

3.Map（映射）

首先Map是独立的，独立与List、Set的抽象类（接口）别晕，说它是抽象类或者接口都行。

相同点上面有提到，都import java.util.XXX

其次Map是一种把键对象和值对象映射的集合，它的每一个元素都包含一对键对象和值对象。 Map是通过“键”来查找“值”

就是使用对象的hashCode()进行快速查询的。此方法能够显着提高性能。

Map没有继承于Collection接口 从Map集合中检索元素时，只要给出键对象，就会返回对应的值对象。 

 

Map接口有三个比较重要的实现类，分别是HashMap、TreeMap和HashTable。

HashMap：

Map基于散列表的实现。插入和查询“键值对”的开销是固定的。可以通过构造器设置容量capacity和负载因子load factor，以调整容器的性能。 

HsahTable：

TreeMap ：

基于红黑树数据结构的实现。查看“键”或“键值对”时，它们会被排序(次序由Comparabel或Comparator决定)。TreeMap的特点在 于，你得到的结果是经过排序的。TreeMap是唯一的带有subMap()方法的Map，它可以返回一个子树。 

 

LinkedHashMap： 类似于HashMap，但是迭代遍历它时，取得“键值对”的顺序是其插入次序，或者是最近最少使用(LRU)的次序。只比HashMap慢一点。而在迭代访问时发而更快，因为它使用链表维护内部次序。 

WeakHashMao ：弱键(weak key)Map，Map中使用的对象也被允许释放: 这是为解决特殊问题设计的。如果没有map之外的引用指向某个“键”，则此“键”可以被垃圾收集器回收。 

IdentifyHashMap： : 使用==代替equals()对“键”作比较的hash map。专为解决特殊问题而设计。

TreeMap是有序的，HashMap和HashTable是无序的。
Hashtable的方法是同步的，HashMap的方法不是同步的。这是两者最主要的区别。
这就意味着:

Hashtable是线程安全的，HashMap不是线程安全的。
HashMap效率较高，Hashtable效率较低。
如果对同步性或与遗留代码的兼容性没有任何要求，建议使用HashMap。 查看Hashtable的源代码就可以发现，除构造函数外，Hashtable的所有 public 方法声明中都有 synchronized关键字，而HashMap的源码中则没有。
Hashtable不允许null值，HashMap允许null值（key和value都允许）
父类不同：Hashtable的父类是Dictionary，HashMap的父类是AbstractMap 

 

应用场景总结：
1. 如果涉及到堆栈，队列等操作，应该考虑用List，对于需要快速插入，删除元素，应该使用LinkedList，如果需要快速随机访问元素，应该使用ArrayList。
2. 如果程序在单线程环境中，或者访问仅仅在一个线程中进行，考虑非同步的类，其效率较高，如果多个线程可能同时操作一个类，应该使用同步的类。
3. 在除需要排序时使用TreeSet,TreeMap外,都应使用HashSet,HashMap,因为他们的效率更高。
4. 要特别注意对哈希表的操作，作为key的对象要正确复写equals和hashCode方法。
5. 容器类仅能持有对象引用（指向对象的指针）,而不是将对象信息copy一份至数列某位置。一旦将对象置入容器内，便损失了该对象的型别信息。
6. 尽量返回接口而非实际的类型，如返回List而非ArrayList，这样如果以后需要将ArrayList换成LinkedList时，客户端代码不用改变。这就是针对抽象编程。

注意：
1、Collection没有get()方法来取得某个元素。只能通过iterator()遍历元素。
2、Set和Collection拥有一模一样的接口。
3、List，可以通过get()方法来一次取出一个元素。使用数字来选择一堆对象中的一个，get(0)...。(add/get)
4、一般使用ArrayList。用LinkedList构造堆栈stack、队列queue。
5、Map用 put(k,v) / get(k)，还可以使用containsKey()/containsValue()来检查其中是否含有某个key/value。
      HashMap会利用对象的hashCode来快速找到key。
6、Map中元素，可以将key序列、value序列单独抽取出来。
使用keySet()抽取key序列，将map中的所有keys生成一个Set。
使用values()抽取value序列，将map中的所有values生成一个Collection。
为什么一个生成Set，一个生成Collection？那是因为，key总是独一无二的，value允许重复。

HashMap和HashTable:HashMap去掉了HashTable的contains方法，但是加上了containsValue()和containsKey()方法。HashTable同步的，而HashMap是非同步的，效率上比HashTable要高。HashMap允许空键值，而HashTable不允许。

HashMap：适用于Map中插入、删除和定位元素。 

Treemap：适用于按自然顺序或自定义顺序遍历键(key)。

扩展：Collection和Collections的区别？

 

7.线程安全集合类与非线程安全集合类对比 
LinkedList、ArrayList、HashSet是非线程安全的，Vector是线程安全的;
HashMap是非线程安全的，HashTable是线程安全的;
StringBuilder是非线程安全的，StringBuffer是线程安全的。