JAVA集合的一些特点

缺乏、安全感 2023-10-02 13:38 45阅读 0赞

## JAVA集合 ##

### 简单介绍 ###

*  集合类存放在Java.util包里面
 *  Collection接口是集合的根接口，Map是另一个接口，与Collection是相互独立的
 *  Collection中包括List、Set、和Queue，Map主要包括HashMap和TreeMap

### 数组与集合的区别 ###

1.  数组的长度是固定的，而集合的长度是可以自动扩容的
2.  集合可以存储不同的类型元素，二数组只能存放单一的类型元素
3.  数组中可以存放基本类型（8种）和引用类型，而集合中只能存放引用类型

### List集合 ###

#### ArrayList ####

1.  默认的构造方法是创建一个初始容量为10的空数组，扩容机制：1.5倍
2.  基于数组实现的，查询快，增删慢，线程不安全，效率高，可存储重复元素

#### LinkedList ####

1.  基于链表（双向链表）实现的，查询慢，增删快，线程不安全，效率高，可以存储重复元素
2.  特有的方法：addFirst()，addLast()，removeFirst()，removeLast()，getFirst()，getLast()

#### Vector ####

1.  基于数组实现的，查询慢，增删快，线程安全，效率低
2.  特有方法：addElement()（相当于add），elementAt()（相当于get）

#### ArrayList、LinkedList、Vector的区别 ####

1.  ArrayList扩容后的容量是之前的1.5倍，然后把之前的数据拷贝到新建的数组中去。而Vector默认情况下扩容后的容量是之前的2倍。
2.  Vector可以设置容量增量，而ArrayList不可以。
3.  扩容与capacityIncrement（容量增量）参数相关，若此参数大于0，则按该值扩增容量，否则，成倍扩增

### Set集合 ###

#### HashSet ####

1.  按照Hash算法来存储集合中的元素，根据对象的哈希码确定对象的存储位置，具有良好的存取和查找性能。
2.  元素无序且唯一，线程不安全，效率高，可以存储null元素，元素的唯一性是靠所存储元素类型是否重写hashCode()和equals()方法来保证的，如果没有重写这两个方法，则无法保证元素的唯一性。

*  实现唯一性的过程：  
    存储元素首先会使用hash()算法函数生成一个int类型hashCode散列值，然后已经的所存储的元素的hashCode值比较，如果hashCode不相等，则所存储的两个对象一定不相等，此时存储当前的新的hashCode值处的元素对象；如果hashCode相等，存储元素的对象还是不一定相等，此时会调用equals()方法判断两个对象的内容是否相等，如果内容相等，那么就是同一个对象，无需存储；如果比较的内容不相等，那么就是不同的对象，就该存储了

1.  HashSet中的元素是不重复的， HashSet采用哈希算法，底层用数组存储数据。默认初始化容量16，加载因子0.75。

#### LinkedHashSet ####

1.  底层数据结构采用链表和哈希表共同实现，链表保证了元素的顺序与存储顺序一致，哈希表保证了元素的唯一性。线程不安全，效率高。
2.  根据元素hashCode值来决定元素存储位置，但它同时使用链表维护元素的次序，这样使得元素看起来是以插入的顺序保存的。

#### TreeSet ####

1.  TreeSet集合中的元素处于排序状态，主要按照红黑树的数据结构来存储对象
2.  TreeSet根据元素的实际大小进行排序，不同于List是按照元素插入顺序进行排序。

### Queue ###

Queue接口是一个先入先出(FIFO)的数据结构，继承Collection接口，LinkedList(双向链表)实现了List和Deque接口。

#### Deque接口和ArrayDeque类 ####

1.  Deque接口是Queue接口的子接口， Deque接口的实现类主要是LinkedList类(前面已学习)和ArrayDeque类。
2.  ArrayDeque类是使用可变循环数组来实现双端队列，该容器不允许放入null元素。
3.  ArrayDeque是Deque接口的一个实现，使用了可变数组，所以没有容量上的限制。
4.  ArrayDeque是线程不安全的，在没有外部同步的情况下，不能再多线程环境下使用。
5.  ArrayDeque是Deque的实现类，可以作为栈来使用，效率高于Stack；也可以作为队列来使用，效率高于LinkedList。
6.  需要注意的是，ArrayDeque不支持null值。

#### PriorityQueue类 ####

1.  PriorityQueue(优先队列)是Queue接口的实现类，其底层是堆实现的。每次插入或删除元素后都对队列进行调整，队列始终构成最小堆或最大堆。
2.  优先队列不允许空值，而且不支持non-comparable（不可比较）的对象，比如用户自定义的类。优先队列要求使用Java Comparable和Comparator接口给对象排序，并且在排序时会按照优先级处理其中的元素。
3.  优先队列的头是基于自然排序或者Comparator排序的最小元素。如果有多个对象拥有同样的排序，那么就可能随机地取其中任意一个。当我们获取队列时，返回队列的头对象。
4.  优先队列的大小是不受限制的，但在创建时可以指定初始大小。当我们向优先队列增加元素的时候，队列大小会自动增加。
5.  PriorityQueue是非线程安全的，所以Java提供了PriorityBlockingQueue（实现BlockingQueue接口）用于Java多线程环境。

### Map ###

1.  Map 没有继承 Collection 接口， Map 提供 key 到 value 的映射，你可以通过“键”查找“值”。
2.  一个 Map 中不能包含相同的 key ，每个 key 只能映射一个 value

#### HashMap ####

1.  HashMap 最多只允许一条记录的键为 null，允许多条记录的值为 null。
2.  HashMap 根据键的 hashCode 值存储数据，大多数情况下可以直接定位到它的值，因而具有很快  
    的访问速度，但遍历顺序却是不确定的。
3.  HashMap 非线程安全，即任一时刻可以有多个线程同时写 HashMap，可能会导  
    致数据的不一致。如果需要满足线程安全，可以用 Collections 的 synchronizedMap 方法使  
    HashMap 具有线程安全的能力，或者使用 ConcurrentHashMap。
4.  详解：[HashMap详解][HashMap]

#### HashTable ####

1.  HashTable是同步的，这个类中的方法中添加了synchronized关键字，保证了HashTable是线程安全的
2.  HashTable不能存放空值，性能较差
3.  Hashtable 不建议在新代码中使用，不需要线程安全的场合可以用 HashMap 替换，需要线程安全的场合可以用 ConcurrentHashMap 替换

#### TreeMap ####

1.  TreeMap 实现 SortedMap 接口，能够把它保存的记录根据键排序，默认是按键值的升序排序，也可以指定排序的比较器，当用 Iterator 遍历 TreeMap 时，得到的记录是排过序的。
2.  如果使用排序的映射，建议使用 TreeMap。
3.  在使用 TreeMap 时， key 必须实现 Comparable 接口或者在构造 TreeMap 传入自定义的Comparator，否则会在运行时抛出 java.lang.ClassCastException 类型的异常。

#### LinkedHashMap ####

1.  使用双向链表来维护键值对的次序
2.  LinkedHashMap 是 HashMap 的一个子类，保存了记录的插入顺序，在用 Iterator 遍历LinkedHashMap 时，先得到的记录肯定是先插入的，也可以在构造时带参数，按照访问次序排序。

[HashMap]: https://blog.csdn.net/ilvjiale/article/details/115254396?spm=1001.2014.3001.5501