Java中List Set Map 是否有序等总结

墨蓝 2022-09-30 12:50 107阅读 0赞

1.Collection List Set Map 区别记忆

这些都代表了[Java][]中的集合，这里主要从其元素是否有序，是否可重复来进行区别记忆，以便恰当地使用，当然还存在同步方面的差异，见上一篇相关文章。

<table style="margin:0px; border-collapse:collapse; border:1px solid rgb(187,187,187); outline:none; color:rgb(51,51,51); font-family:Arial; font-size:14px; widows:2; line-height:26px"> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td colspan="2" style="padding:4px 8px; border-collapse:collapse; border:1px solid rgb(187,187,187); height:28px; word-break:break-all; outline:none"> &nbsp; </td> 
 <td style="padding:4px 8px; border-collapse:collapse; border:1px solid rgb(187,187,187); height:28px; word-break:break-all; outline:none"> 有序否 </td> 
 <td style="padding:4px 8px; border-collapse:collapse; border:1px solid rgb(187,187,187); height:28px; word-break:break-all; outline:none"> 允许元素重复否 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td colspan="2" style="padding:4px 8px; border-collapse:collapse; border:1px solid rgb(187,187,187); height:28px; word-break:break-all; outline:none"> Collection </td> 
 <td style="padding:4px 8px; border-collapse:collapse; border:1px solid rgb(187,187,187); height:28px; word-break:break-all; outline:none"> 否 </td> 
 <td style="padding:4px 8px; border-collapse:collapse; border:1px solid rgb(187,187,187); height:28px; word-break:break-all; outline:none"> 是 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td colspan="2" style="padding:4px 8px; border-collapse:collapse; border:1px solid rgb(187,187,187); height:28px; word-break:break-all; outline:none"> List </td> 
 <td style="padding:4px 8px; border-collapse:collapse; border:1px solid rgb(187,187,187); height:28px; word-break:break-all; outline:none"> 是 </td> 
 <td style="padding:4px 8px; border-collapse:collapse; border:1px solid rgb(187,187,187); height:28px; word-break:break-all; outline:none"> 是 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="padding:4px 8px; border-collapse:collapse; border:1px solid rgb(187,187,187); height:28px; word-break:break-all; outline:none"> Set </td> 
 <td style="padding:4px 8px; border-collapse:collapse; border:1px solid rgb(187,187,187); height:28px; word-break:break-all; outline:none"> AbstractSet </td> 
 <td style="padding:4px 8px; border-collapse:collapse; border:1px solid rgb(187,187,187); height:28px; word-break:break-all; outline:none"> 否 </td> 
 <td style="padding:4px 8px; border-collapse:collapse; border:1px solid rgb(187,187,187); height:28px; word-break:break-all; outline:none"> 否 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="padding:4px 8px; border-collapse:collapse; border:1px solid rgb(187,187,187); height:28px; word-break:break-all; outline:none"> HashSet </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="padding:4px 8px; border-collapse:collapse; border:1px solid rgb(187,187,187); height:28px; word-break:break-all; outline:none"> TreeSet </td> 
 <td style="padding:4px 8px; border-collapse:collapse; border:1px solid rgb(187,187,187); height:28px; word-break:break-all; outline:none"> 是（用二叉树排序） </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="padding:4px 8px; border-collapse:collapse; border:1px solid rgb(187,187,187); height:28px; word-break:break-all; outline:none"> Map </td> 
 <td style="padding:4px 8px; border-collapse:collapse; border:1px solid rgb(187,187,187); height:28px; word-break:break-all; outline:none"> AbstractMap </td> 
 <td style="padding:4px 8px; border-collapse:collapse; border:1px solid rgb(187,187,187); height:28px; word-break:break-all; outline:none"> 否 </td> 
 <td style="padding:4px 8px; border-collapse:collapse; border:1px solid rgb(187,187,187); height:28px; word-break:break-all; outline:none"> 使用key-value来映射和存储数据，Key必须惟一，value可以重复 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="padding:4px 8px; border-collapse:collapse; border:1px solid rgb(187,187,187); height:28px; word-break:break-all; outline:none"> HashMap </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="padding:4px 8px; border-collapse:collapse; border:1px solid rgb(187,187,187); height:28px; word-break:break-all; outline:none"> TreeMap </td> 
 <td style="padding:4px 8px; border-collapse:collapse; border:1px solid rgb(187,187,187); height:28px; word-break:break-all; outline:none"> 是（用二叉树排序） </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

List接口对Collection进行了简单的扩充，它的具体实现类常用的有ArrayList和LinkedList。你可以将任何东西放到一个List容器中，并在需要时从中取出。ArrayList从其命名中可以看出它是一种类似数组的形式进行存储，因此它的随机访问速度极快，而LinkedList的内部实现是链表，它适合于在链表中间需要频繁进行插入和删除操作。在具体应用时可以根据需要自由选择。前面说的Iterator只能对容器进行向前遍历，而ListIterator则继承了Iterator的思想，并提供了对List进行双向遍历的方法。   
  
Set接口也是Collection的一种扩展，而与List不同的时，在Set中的对象元素不能重复，也就是说你不能把同样的东西两次放入同一个Set容器中。它的常用具体实现有HashSet和TreeSet类。HashSet能快速定位一个元素，但是你放到HashSet中的对象需要实现hashCode()方法，它使用了前面说过的哈希码的[算法][Link 1]。而TreeSet则将放入其中的元素按序存放，这就要求你放入其中的对象是可排序的，这就用到了集合框架提供的另外两个实用类Comparable和Comparator。一个类是可排序的，它就应该实现Comparable接口。有时多个类具有相同的排序算法，那就不需要在每分别重复定义相同的排序算法，只要实现Comparator接口即可。集合框架中还有两个很实用的公用类：Collections和Arrays。Collections提供了对一个Collection容器进行诸如排序、复制、查找和填充等一些非常有用的方法，Arrays则是对一个数组进行类似的操作。   
  
  
Map是一种把键对象和值对象进行关联的容器，而一个值对象又可以是一个Map，依次类推，这样就可形成一个多级映射。对于键对象来说，像Set一样，一个Map容器中的键对象不允许重复，这是为了保持查找结果的一致性;如果有两个键对象一样，那你想得到那个键对象所对应的值对象时就有问题了，可能你得到的并不是你想的那个值对象，结果会造成混乱，所以键的唯一性很重要，也是符合集合的性质的。当然在使用过程中，某个键所对应的值对象可能会发生变化，这时会按照最后一次修改的值对象与键对应。对于值对象则没有唯一性的要求。你可以将任意多个键都映射到一个值对象上，这不会发生任何问题（不过对你的使用却可能会造成不便，你不知道你得到的到底是那一个键所对应的值对象）。Map有两种比较常用的实现：HashMap和TreeMap。HashMap也用到了哈希码的算法，以便快速查找一个键，TreeMap则是对键按序存放，因此它便有一些扩展的方法，比如firstKey(),lastKey()等，你还可以从TreeMap中指定一个范围以取得其子Map。键和值的关联很简单，用pub(Object key,Object value)方法即可将一个键与一个值对象相关联。用get(Object key)可得到与此key对象所对应的值对象。

2.List、vector、set、map的区别与联系

在使用Java的时候，我们都会遇到使用集合（Collection）的时候，但是Java API提供了多种集合的实现，我在使用和面试的时候频频遇到这样的“抉择” 。 :）（主要还是面试的时候） 
久而久之，也就有了一点点的心得体会，写出来以供大家讨论。 
总的说来，Java API中所用的集合类，都是实现了Collection接口，他的一个类继承结构如下： 
 
Collection<--List<--Vector 
Collection<--List<--ArrayList 
Collection<--List<--LinkedList 
Collection<--Set<--HashSet 
Collection<--Set<--HashSet<--LinkedHashSet 
Collection<--Set<--SortedSet<--TreeSetVector : 基于Array的List，其实就是封装了Array所不具备的一些功能方便我们使用，它不可能走入Array的限制。性能也就不可能超越Array。所以，在可能的情况下，我们要多运用Array。另外很重要的一点就是Vector“sychronized”的，这个也是Vector和ArrayList的唯一的区别。 
 
ArrayList：同Vector一样是一个基于Array上的链表，但是不同的是ArrayList不是同步的。所以在性能上要比Vector优越一些，但是当运行到多线程环境中时，可需要自己在管理线程的同步问题。 
 
LinkedList：LinkedList不同于前面两种List，它不是基于Array的，所以不受Array性能的限制。它每一个节点（Node）都包含两方面的内容：1.节点本身的数据（data）；2.下一个节点的信息（nextNode）。所以当对LinkedList做添加，删除动作的时候就不用像基于Array的List一样，必须进行大量的数据移动。只要更改nextNode的相关信息就可以实现了。这就是LinkedList的优势。 
 
List总结： 
 
1. 所有的List中只能容纳单个不同类型的对象组成的表，而不是Key－Value键值对。例如：\[ tom,1,c \]； 
 
2. 所有的List中可以有相同的元素，例如Vector中可以有 \[ tom,koo,too,koo \]； 
 
3. 所有的List中可以有null元素，例如\[ tom,null,1 \]； 
 
4. 基于Array的List（Vector，ArrayList）适合查询，而LinkedList（链表）适合添加，删除操作。 
 
HashSet：虽然Set同List都实现了Collection接口，但是他们的实现方式却大不一样。List基本上都是以Array为基础。但是Set则是在HashMap的基础上来实现的，这个就是Set和List的根本区别。HashSet的存储方式是把HashMap中的Key作为Set的对应存储项。看看HashSet的add（Object obj）方法的实现就可以一目了然了。 
 
public boolean add(Object obj) 
\{ 
return map.put(obj, PRESENT) == null; 
\} 
这个也是为什么在Set中不能像在List中一样有重复的项的根本原因，因为HashMap的key是不能有重复的。 
 
LinkedHashSet：HashSet的一个子类，一个链表。 
 
TreeSet：SortedSet的子类，它不同于HashSet的根本就是TreeSet是有序的。它是通过SortedMap来实现的。 
 
Set总结： 
 
1. Set实现的基础是Map（HashMap）； 
 
2. Set中的元素是不能重复的，如果使用add(Object obj)方法添加已经存在的对象，则会覆盖前面的对象；

3.Java基本概念：集合类 List/Set/Map... 的区别和联系

Collection：List、Set  
Map：HashMap、HashTable

如何在它们之间选择

一、Array ， Arrays

Java所有“存储及随机访问一连串对象”的做法，array是最有效率的一种。

1、  
效率高，但容量固定且无法动态改变。  
array还有一个缺点是，无法判断其中实际存有多少元素，length只是告诉我们array的容量。

2、Java中有一个Arrays类，专门用来操作array。  
arrays中拥有一组static函数，  
equals()：比较两个array是否相等。array拥有相同元素个数，且所有对应元素两两相等。  
fill()：将值填入array中。  
sort()：用来对array进行排序。  
binarySearch()：在排好序的array中寻找元素。  
System.arraycopy()：array的复制。

二、Collection ， Map

若撰写程序时不知道究竟需要多少对象，需要在空间不足时自动扩增容量，则需要使用容器类库，array不适用。

1、Collection 和 Map 的区别

容器内每个为之所存储的元素个数不同。  
Collection类型者，每个位置只有一个元素。  
Map类型者，持有 key-value pair，像个小型[数据库][Link 2]。

2、各自旗下的子类关系

Collection --List： 将以特定次序存储元素。所以取出来的顺序可能和放入顺序不同。  
\--ArrayList / LinkedList / Vector --Set ： 不能含有重复的元素  
\--HashSet / TreeSet  
Map  
\--HashMap  
\--HashTable  
\--TreeMap

3、其他特征

\* List，Set，Map将持有对象一律视为Object型别。  
\* Collection、List、Set、Map都是接口，不能实例化。  
继承自它们的 ArrayList, Vector, HashTable, HashMap是具象class，这些才可被实例化。  
\* vector容器确切知道它所持有的对象隶属什么型别。vector不进行边界检查。

三、Collections

Collections是针对集合类的一个帮助类。提供了一系列静态方法实现对各种集合的搜索、排序、线程完全化等操作。  
相当于对Array进行类似操作的类——Arrays。  
如，Collections.max(Collection coll); 取coll中最大的元素。  
Collections.sort(List list); 对list中元素排序

四、如何选择？

1、容器类和Array的区别、择取  
\* 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。

2、  
\* 在各种Lists中，最好的做法是以ArrayList作为缺省选择。当插入、删除频繁时，使用LinkedList()；  
Vector总是比ArrayList慢，所以要尽量避免使用。  
\* 在各种Sets中，HashSet通常优于HashTree（插入、查找）。只有当需要产生一个经过排序的序列，才用TreeSet。  
HashTree存在的唯一理由：能够维护其内元素的排序状态。   
\* 在各种Maps中  
HashMap用于快速查找。  
\* 当元素个数固定，用Array，因为Array效率是最高的。

结论：最常用的是ArrayList，HashSet，HashMap，Array。

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。  
\* hashing 哈希码就是将对象的信息经过一些转变形成一个独一无二的int值，这个值存储在一个array中。  
我们都知道所有存储结构中，array查找速度是最快的。所以，可以加速查找。  
  
发生碰撞时，让array指向多个values。即，数组每个位置上又生成一个梿表。

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。

[Java]: http://lib.csdn.net/base/javase
[Link 1]: http://lib.csdn.net/base/datastructure
[Link 2]: http://lib.csdn.net/base/mysql