Java基础之集合体系,ArrayList, LinkedList和Voctor区别, List 和 Map、Set 的区别

╰半橙微兮° 2023-06-21 12:25 64阅读 0赞

# 1. Java中的集合 #

集合类存放于 Java.util 包中，主要有 3 种：**set(集）、list(列表包含Queue）和 map(映射)**。

*  Iterator：迭代器，可以通过迭代器遍历集合中的数据
 *  Collection：Collection 是集合 List、Set、Queue 的最基本的接口。
 *  Map：是映射表的基础接口  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjY0MTkwOQ_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
    **接下来我们详细介绍下每个接口和实现类~**

## 1.1 Iterator接口 ##

Iterator接口是一个用于遍历集合中元素的接口,主要包含hashNext(),next(),remove()三种方法.如果实现Iterator接口,那么在遍历集合中元素的时候,只能**往后遍历**,被遍历后的元素不会在遍历到.通常**无序集合实现的都是这个接口**, 比如HashSet,HashMap.

## 1.2 LinkedIterator接口 ##

LinkedIterator 在 Iterator 的基础上又添加了 add(),previous(),hasPrevious() 三种方法，那些**元素有序的集合**，**实现的一般都是 LinkedIterator 接口**，实现这个接口的集合可以双向遍历，既可以通过**next()访问下一个元素，又可以通过 previous()访问前一 个元素**，比如 ArrayList

## 1.3 Collection(集合的最大接口)继承关系 ##

*  **List** 可以存放重复的内容
 *  **Set** 不能存放重复的内容,所有的重复内容靠\*\*hashCode()**和**equals()\*\*两个方法区分.
 *  **Queue** 队列接口
 *  **SortedSet** 可以对集合中的数据进行排序.  
    Collection定义了集合框架的共性功能  
    ![在这里插入图片描述][20191214102653338.png]  
    add()方法的参数类型是Object,以便接受任意类型对象.  
    **集合中存储的都是对象的引用(地址)**

## 1.4 List ##

凡是可以操作角标的方法都是该体系特有的方法.  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjY0MTkwOQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

*  **ArrayList**底层是数组,查询速度快, 线程不安全.
 *  **Vector**线程安全,但速度慢,已被**ArrayList**替代
 *  **LinkedList**底层链表结果,增删速度快, 线程不安全.
 *  **TreeList** 底层是二叉树型结构,保证增删复杂度都是0(log n), 增删性能远远高于**ArrayList**和**LinkedList**.但是稍微占用内存.

## 1.5 Set ##

*  **Set** 元素是**无序**(存入和取出的顺序不一定一致),元素**不可以重复**.
    
     *  **HashSet** **底层**数据结构是**哈希表**.是**线程不安全的**,不同步.  
        **问题:** HashSet是如何**保证元素唯一性的呢?**  
        **答:是通过元素的两个方法,hashCode()和equals()方法来完成.  
        如果元素的hashCode值相同,才会判断equals是否为true.**  
        如果元素的**hashCode值不同**,不会调用**equals()方法**.  
        注意:对于判断元素是否存在,以及删除等操作,依赖的方法是元素的hashCode和equals方法.
     *  **TreeSet** **底层**数据结构是**二叉树**,存放**有序**, **TreeSet线程不安全**  
        可以对 Set 集合中的元素进行排序。  
        通过 compareTo 或者 compare 方法来 保证元素的唯一性。
     *  LinkedHashSet: 底层是链表+哈希表, 线程不安全.

## 1.5 Map ##

Correction、Set、List 接口都属于单值的操作，而 Map 中的每个元素都使用 key->value 的形式存储在集合中。  
Map 集合：该集合存储键值对。一对一对往里存。而且要保证键的唯一性.  
![在这里插入图片描述][2019121410462784.png]  
Map接口的常用子类

*  HashMap: **底层详见下篇hashmap底层介绍**，允许使用 null 值和 null 键，线程不安全.
 *  hashtable底层hash表, 已被concurrenthashmap代替.
 *  TreeMap：底层数据结构是**二叉树**, 线程不安全。可以用于给 map 集合中的键进行排序

# 2. ArrayList, LinkedList和Voctor区别 #

*  ArrayList 底层结构是数组,**底层查询快,增删慢**
 *  LinkedList 底层结构是链表型的,**增删快,查询慢**
 *  Voctor 底层结构是数组 线程安全的,增删慢,查询慢

# 3. List 和 Map、Set 的区别 #

## 3.1 结构特点 ##

*  List 和 Set 是存储单列数据的集合，Map 是存储键和值这样的双列数据的集合；
 *  List 中存储的数据是有顺序，并且允许重复；Map 中存储的数据是没有顺序的，其键是不能重复的，它的值是可以有重复的，Set 中存储的数据是无序的，且不允许有重复， 但元素在集合中的位置由元素的 hashcode 决定，位置是固定的（Set 集合根据 hashcode 来进行数据的存储，所以位置是固定的，但是位置不是用户可以控制的，所以对于用户来说 set 中的元素还是无序的）；

## 3.2 实现类 ##

*  List 接口有三个实现类（LinkedList：基于链表实现，链表内存是散乱的，每 一个元素存储本身内存地址的同时还存储下一个元素的地址。链表增删快，查找慢； ArrayList：基于数组实现，非线程安全的，效率高，便于索引，但不便于插入删除；Vector： 基于数组实现，线程安全的，效率低）。
 *  Map 接口有三个实现类（HashMap：基于 hash 表的 Map 接口实现，非线程安全， 高效，支持 null 值和 null 键；HashTable：线程安全，低效，不支持 null 值和 null 键； LinkedHashMap：是 HashMap 的一个子类，保存了记录的插入顺序；SortMap 接口：TreeMap， 能够把它保存的记录根据键排序，默认是键值的升序排序）。
 *  **Set 接口有两个实现类**（HashSet：底层是由 HashMap 实现，不允许集合中有重复 的值，使用该方式时需要重写 equals()和 hashCode()方法；LinkedHashSet：继承与 HashSet，同时又基于 LinkedHashMap 来进行实现，底层使用的是 LinkedHashMp）。

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