在編寫java程序中,我們最常用的除了八種基本數(shù)據(jù)類型,String對象外還有一個集合類,在我們的的程序中到處充斥著集合類的身影!java中集合大家族的成員實在是太豐富了,有常用的ArrayList、HashMap、HashSet,也有不常用的Stack、Queue,有線程安全的Vector、HashTable,也有線程不安全的LinkedList、TreeMap等等!

上面的圖展示了整個集合大家族的成員以及他們之間的關(guān)系。下面就上面的各個接口、基類做一些簡單的介紹(主要介紹各個集合的特點。區(qū)別),更加詳細(xì)的介紹會在不久的將來一一講解。
Collection接口是最基本的集合接口,它不提供直接的實現(xiàn),Java SDK提供的類都是繼承自Collection的“子接口”如List和Set。Collection所代表的是一種規(guī)則,它所包含的元素都必須遵循一條或者多條規(guī)則。如有些允許重復(fù)而有些則不能重復(fù)、有些必須要按照順序插入而有些則是散列,有些支持排序但是有些則不支持。
在Java中所有實現(xiàn)了Collection接口的類都必須提供兩套標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)造函數(shù),一個是無參,用于創(chuàng)建一個空的Collection,一個是帶有Collection參數(shù)的有參構(gòu)造函數(shù),用于創(chuàng)建一個新的Collection,這個新的Collection與傳入進(jìn)來的Collection具備相同的元素。
List接口為Collection直接接口。List所代表的是有序的Collection,即它用某種特定的插入順序來維護(hù)元素順序。用戶可以對列表中每個元素的插入位置進(jìn)行精確地控制,同時可以根據(jù)元素的整數(shù)索引(在列表中的位置)訪問元素,并搜索列表中的元素。實現(xiàn)List接口的集合主要有:ArrayList、LinkedList、Vector、Stack。
ArrayList是一個動態(tài)數(shù)組,也是我們最常用的集合。它允許任何符合規(guī)則的元素插入甚至包括null。每一個ArrayList都有一個初始容量(10),該容量代表了數(shù)組的大小。隨著容器中的元素不斷增加,容器的大小也會隨著增加。在每次向容器中增加元素的同時都會進(jìn)行容量檢查,當(dāng)快溢出時,就會進(jìn)行擴(kuò)容操作。所以如果我們明確所插入元素的多少,最好指定一個初始容量值,避免過多的進(jìn)行擴(kuò)容操作而浪費時間、效率。
size、isEmpty、get、set、iterator 和 listIterator 操作都以固定時間運行。add 操作以分?jǐn)偟墓潭〞r間運行,也就是說,添加 n 個元素需要 O(n) 時間(由于要考慮到擴(kuò)容,所以這不只是添加元素會帶來分?jǐn)偣潭〞r間開銷那樣簡單)。
ArrayList擅長于隨機(jī)訪問。同時ArrayList是非同步的。
同樣實現(xiàn)List接口的LinkedList與ArrayList不同,ArrayList是一個動態(tài)數(shù)組,而LinkedList是一個雙向鏈表。所以它除了有ArrayList的基本操作方法外還額外提供了get,remove,insert方法在LinkedList的首部或尾部。
由于實現(xiàn)的方式不同,LinkedList不能隨機(jī)訪問,它所有的操作都是要按照雙重鏈表的需要執(zhí)行。在列表中索引的操作將從開頭或結(jié)尾遍歷列表(從靠近指定索引的一端)。這樣做的好處就是可以通過較低的代價在List中進(jìn)行插入和刪除操作。
與ArrayList一樣,LinkedList也是非同步的。如果多個線程同時訪問一個List,則必須自己實現(xiàn)訪問同步。一種解決方法是在創(chuàng)建List時構(gòu)造一個同步的List: List list = Collections.synchronizedList(new LinkedList(...));
與ArrayList相似,但是Vector是同步的。所以說Vector是線程安全的動態(tài)數(shù)組。它的操作與ArrayList幾乎一樣。
Stack繼承自Vector,實現(xiàn)一個后進(jìn)先出的堆棧。Stack提供5個額外的方法使得Vector得以被當(dāng)作堆棧使用?;镜膒ush和pop 方法,還有peek方法得到棧頂?shù)脑兀琫mpty方法測試堆棧是否為空,search方法檢測一個元素在堆棧中的位置。Stack剛創(chuàng)建后是空棧。
Set是一種不包括重復(fù)元素的Collection。它維持它自己的內(nèi)部排序,所以隨機(jī)訪問沒有任何意義。與List一樣,它同樣運行null的存在但是僅有一個。由于Set接口的特殊性,所有傳入Set集合中的元素都必須不同,同時要注意任何可變對象,如果在對集合中元素進(jìn)行操作時,導(dǎo)致e1.equals(e2)==true,則必定會產(chǎn)生某些問題。實現(xiàn)了Set接口的集合有:EnumSet、HashSet、TreeSet。
是枚舉的專用Set。所有的元素都是枚舉類型。
HashSet堪稱查詢速度最快的集合,因為其內(nèi)部是以HashCode來實現(xiàn)的。它內(nèi)部元素的順序是由哈希碼來決定的,所以它不保證set 的迭代順序;特別是它不保證該順序恒久不變。
基于TreeMap,生成一個總是處于排序狀態(tài)的set,內(nèi)部以TreeMap來實現(xiàn)。它是使用元素的自然順序?qū)υ剡M(jìn)行排序,或者根據(jù)創(chuàng)建Set 時提供的Comparator 進(jìn)行排序,具體取決于使用的構(gòu)造方法。
Map與List、Set接口不同,它是由一系列鍵值對組成的集合,提供了key到Value的映射。同時它也沒有繼承Collection。在Map中它保證了key與value之間的一一對應(yīng)關(guān)系。也就是說一個key對應(yīng)一個value,所以它不能存在相同的key值,當(dāng)然value值可以相同。實現(xiàn)map的有:HashMap、TreeMap、HashTable、PRoperties、EnumMap。
以哈希表數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實現(xiàn),查找對象時通過哈希函數(shù)計算其位置,它是為快速查詢而設(shè)計的,其內(nèi)部定義了一個hash表數(shù)組(Entry[] table),元素會通過哈希轉(zhuǎn)換函數(shù)將元素的哈希地址轉(zhuǎn)換成數(shù)組中存放的索引,如果有沖突,則使用散列鏈表的形式將所有相同哈希地址的元素串起來,可能通過查看HashMap.Entry的源碼它是一個單鏈表結(jié)構(gòu)。
鍵以某種排序規(guī)則排序,內(nèi)部以red-black(紅-黑)樹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實現(xiàn),實現(xiàn)了SortedMap接口
也是以哈希表數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的,解決沖突時與HashMap也一樣也是采用了散列鏈表的形式,不過性能比HashMap要低
隊列,它主要分為兩大類,一類是阻塞式隊列,隊列滿了以后再插入元素則會拋出異常,主要包括ArrayBlockQueue、PriorityBlockingQueue、LinkedBlockingQueue。另一種隊列則是雙端隊列,支持在頭、尾兩端插入和移除元素,主要包括:ArrayDeque、LinkedBlockingDeque、LinkedList。
出處:http://blog.csdn.net/softwave/article/details/4166598
1,vector是線程同步的,所以它也是線程安全的,而arraylist是線程異步的,是不安全的。如果不考慮到線程的安全因素,一般用arraylist效率比較高。 2,如果集合中的元素的數(shù)目大于目前集合數(shù)組的長度時,vector增長率為目前數(shù)組長度的100%,而arraylist增長率為目前數(shù)組長度的50%.如過在集合中使用數(shù)據(jù)量比較大的數(shù)據(jù),用vector有一定的優(yōu)勢。 3,如果查找一個指定位置的數(shù)據(jù),vector和arraylist使用的時間是相同的,都是0(1),這個時候使用vector和arraylist都可以。而如果移動一個指定位置的數(shù)據(jù)花費的時間為0(n-i)n為總長度,這個時候就應(yīng)該考慮到使用linklist,因為它移動一個指定位置的數(shù)據(jù)所花費的時間為0(1),而查詢一個指定位置的數(shù)據(jù)時花費的時間為0(i)。
ArrayList 和Vector是采用數(shù)組方式存儲數(shù)據(jù),此數(shù)組元素數(shù)大于實際存儲的數(shù)據(jù)以便增加和插入元素,都允許直接序號索引元素,但是插入數(shù)據(jù)要設(shè)計到數(shù)組元素移動等內(nèi)存操作,所以索引數(shù)據(jù)快插入數(shù)據(jù)慢,Vector由于使用了synchronized方法(線程安全)所以性能上比ArrayList要差,LinkedList使用雙向鏈表實現(xiàn)存儲,按序號索引數(shù)據(jù)需要進(jìn)行向前或向后遍歷,但是插入數(shù)據(jù)時只需要記錄本項的前后項即可,所以插入數(shù)度較快!
1.ArrayList是實現(xiàn)了基于動態(tài)數(shù)組的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),LinkedList基于鏈表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 2.對于隨機(jī)訪問get和set,ArrayList覺得優(yōu)于LinkedList,因為LinkedList要移動指針。 3.對于新增和刪除操作add和remove,LinedList比較占優(yōu)勢,因為ArrayList要移動數(shù)據(jù)。 這一點要看實際情況的。若只對單條數(shù)據(jù)插入或刪除,ArrayList的速度反而優(yōu)于LinkedList。但若是批量隨機(jī)的插入刪除數(shù)據(jù),LinkedList的速度大大優(yōu)于ArrayList. 因為ArrayList每插入一條數(shù)據(jù),要移動插入點及之后的所有數(shù)據(jù)。
1、HashMap通過hashcode對其內(nèi)容進(jìn)行快速查找,而TreeMap中所有的元素都保持著某種固定的順序,如果你需要得到一個有序的結(jié)果你就應(yīng)該使用TreeMap(HashMap中元素的排列順序是不固定的)。HashMap中元素的排列順序是不固定的)。
2、 HashMap通過hashcode對其內(nèi)容進(jìn)行快速查找,而TreeMap中所有的元素都保持著某種固定的順序,如果你需要得到一個有序的結(jié)果你就應(yīng)該使用TreeMap(HashMap中元素的排列順序是不固定的)。集合框架”提供兩種常規(guī)的Map實現(xiàn):HashMap和TreeMap (TreeMap實現(xiàn)SortedMap接口)。
3、在Map 中插入、刪除和定位元素,HashMap 是最好的選擇。但如果您要按自然順序或自定義順序遍歷鍵,那么TreeMap會更好。使用HashMap要求添加的鍵類明確定義了hashCode()和 equals()的實現(xiàn)。 這個TreeMap沒有調(diào)優(yōu)選項,因為該樹總處于平衡狀態(tài)。
1、歷史原因:Hashtable是基于陳舊的Dictionary類的,HashMap是Java 1.2引進(jìn)的Map接口的一個實現(xiàn) 。
2、同步性:Hashtable是線程安全的,也就是說是同步的,而HashMap是線程序不安全的,不是同步的 。
3、值:只有HashMap可以讓你將空值作為一個表的條目的key或value 。
1、對于隨機(jī)查詢與迭代遍歷操作,數(shù)組比所有的容器都要快。所以在隨機(jī)訪問中一般使用ArrayList
2、LinkedList使用雙向鏈表對元素的增加和刪除提供了非常好的支持,而ArrayList執(zhí)行增加和刪除元素需要進(jìn)行元素位移。
3、對于Vector而已,我們一般都是避免使用。
4、將ArrayList當(dāng)做首選,畢竟對于集合元素而已我們都是進(jìn)行遍歷,只有當(dāng)程序的性能因為List的頻繁插入和刪除而降低時,再考慮LinkedList。
1、HashSet由于使用HashCode實現(xiàn),所以在某種程度上來說它的性能永遠(yuǎn)比TreeSet要好,尤其是進(jìn)行增加和查找操作。
3、雖然TreeSet沒有HashSet性能好,但是由于它可以維持元素的排序,所以它還是存在用武之地的。
1、HashMap與HashSet同樣,支持快速查詢。雖然HashTable速度的速度也不慢,但是在HashMap面前還是稍微慢了些,所以HashMap在查詢方面可以取代HashTable。
2、由于TreeMap需要維持內(nèi)部元素的順序,所以它通常要比HashMap和HashTable慢。
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