java集合(list,set,map)

集合

集合與數組

數組(能夠存儲基本數據類型)是用來存現對象的一種容器,可是數組的長度固定,不適合在對象數量未知的狀況下使用。數組

集合(只能存儲對象,對象類型能夠不同)的長度可變,可在多數狀況下使用。
注:數組我在前面的博客講了你們能夠看下安全

集合中接口和類的關係

Collection接口是集合類的根接口,Java中沒有提供這個接口的直接的實現類。可是卻讓其被繼承產生了兩個接口,就是Set和List。Set中不能包含重複的元素。List是一個有序的集合,能夠包含重複的元素,提供了按索引訪問的方式。數據結構

Map是Java.util包中的另外一個接口,它和Collection接口沒有關係,是相互獨立的,可是都屬於集合類的一部分。Map包含了key-value對。Map不能包含重複的key,可是能夠包含相同的value。異步

Iterator全部的集合類,都實現了Iterator接口,這是一個用於遍歷集合中元素的接口,主要包含如下三種方法:
1.hasNext()是否還有下一個元素。
2.next()返回下一個元素。
3.remove()刪除當前元素。性能

層次圖

圖一這個比較簡單測試

這裏寫圖片描述

圖二完整優化

這裏寫圖片描述

list,set,map對比

接口 子接口 是否有序 是否容許元素重複
Collection             
List    ArrayList
       LinkedList
       Vector
Set AbstractSet
   HashSet
   TreeSet 是(用二叉排序樹)
Map AbstractMap 使用key-value來映射和存儲數據,key必須惟一,value能夠重複
   HashMap
   TreeMap 是(用二叉排序樹) 使用key-value來映射和存儲數據,key必須惟一,value能夠重複

list(有序、可重複)

List裏存放的對象是有序的,同時也是能夠重複的,List關注的是索引,擁有一系列和索引相關的方法,查詢速度快。由於往list集合裏插入或刪除數據時,會伴隨着後面數據的移動,全部插入刪除數據速度慢。線程

ArrayList

  ArrayList是基於數組的,在初始化ArrayList時,會構建空數組(Object[] elementData={})。ArrayList是一個無序的,它是按照添加的前後順序排列,固然,他也提供了sort方法,若是須要對ArrayList進行排序,只須要調用這個方法,提供Comparator比較器便可指針

add操做:

  1)若是是第一次添加元素,數組的長度被擴容到默認的capacity,也就是10.code

  2) 當發覺同時添加一個或者是多個元素,數組長度不夠時,就擴容,這裏有兩種狀況:

  只添加一個元素,例如:原來數組的capacity爲10,size已經爲10,不能再添加了。須要擴容,新的capacity=old capacity+old capacity>>1=10+10/2=15.即新的容量爲15。

  當同時添加多個元素時,原來數組的capacity爲10,size爲10,當同時添加6個元素時。它須要的min capacity爲16,而按照capacity=old capacity+old capacity>>1=10+10/2=15。new capacity小於min capacity,則取min capacity。

  對於添加,若是不指定下標,就直接添加到數組後面,不涉及元素的移動,若是要添加到某個特定的位置,那須要將這個位置開始的元素日後挪一個位置,而後再對這個位置設置。

Remove操做:

 Remove提供兩種,按照下標和value。

  1)remove(int index):首先須要檢查Index是否在合理的範圍內。其次再調用System.arraycopy將index以後的元素向前移動。

  2)remove(Object o):首先遍歷數組,獲取第一個相同的元素,獲取該元素的下標。其次再調用System.arraycopy將index以後的元素向前移動。

Get操做:

  這個比較簡單,直接對數組進行操做便可。

LinkedList

  LinkedList是基於鏈表的,它是一個雙向鏈表,每一個節點維護了一個prev和next指針。同時對於這個鏈表,維護了first和last指針,first指向第一個元素,last指向最後一個元素。LinkedList是一個無序的鏈表,按照插入的前後順序排序,不提供sort方法對內部元素排序。

Add元素:

  LinkedList提供了幾個添加元素的方法:addFirst、addLast、addAll、add等,時間複雜度爲O(1)。

Remove元素:

  LinkedList提供了幾個移除元素的方法:removeFirst、removeLast、removeFirstOccurrence、remove等,時間複雜度爲O(1)。

Get元素:

  根據給定的下標index,判斷它first節點、last直接距離,若是index<size(數組元素個數)/2,就從first開始。若是大於,就從last開始。這個和咱們日常思惟不太同樣,也許按照咱們的習慣,從first開始。這也算是一點當心的優化吧。

遍歷

在類集中提供瞭如下四種的常見輸出方式:

1)Iterator:迭代輸出,是使用最多的輸出方式。

2)ListIterator:是Iterator的子接口,專門用於輸出List中的內容。

3)foreach輸出:JDK1.5以後提供的新功能,能夠輸出數組或集合。

4)for循環

代碼示例以下:

for的形式:for(int i=0;i<arr.size();i++){...}

foreach的形式: for(int i:arr){...}

iterator的形式:
Iterator it = arr.iterator();
while(it.hasNext()){ object o =it.next(); ...}

Set(無序、不能重複)

Set裏存放的對象是無序,不能重複的,集合中的對象不按特定的方式排序,只是簡單地把對象加入集合中。

HashSet

  HashSet是基於HashMap來實現的,操做很簡單,更像是對HashMap作了一次「封裝」,並且只使用了HashMap的key來實現各類特性,而HashMap的value始終都是PRESENT。

  HashSet不容許重複(HashMap的key不容許重複,若是出現重複就覆蓋),容許null值,非線程安全。

構造方法

HashSet()
  構造一個新的空 set,其底層 HashMap 實例的默認初始容量是 16,加載因子是 0.75。
HashSet(Collection<? extends E> c)
  構造一個包含指定 collection 中的元素的新 set。
HashSet(int initialCapacity)
  構造一個新的空 set,其底層 HashMap 實例具備指定的初始容量和默認的加載因子(0.75)。
HashSet(int initialCapacity, float loadFactor)
  構造一個新的空 set,其底層 HashMap 實例具備指定的初始容量和指定的加載因子。

方法

boolean add(E e)
  若是此 set 中還沒有包含指定元素,則添加指定元素。
void clear()
  今後 set 中移除全部元素。
** Object clone()
  返回此 HashSet 實例的淺表副本:並無複製這些元素自己。
boolean contains(Object o)
  若是此 set 包含指定元素,則返回 true。
boolean isEmpty()**
  若是此 set 不包含任何元素,則返回 true。
** Iterator iterator()
  返回對此 set 中元素進行迭代的迭代器。
boolean remove(Object o)
  若是指定元素存在於此 set 中,則將其移除。
int size()**
  返回此 set 中的元素的數量(set 的容量)。

TreeSet

  基於 TreeMap 的 NavigableSet 實現。使用元素的天然順序對元素進行排序,或者根據建立 set 時提供的 Comparator進行排序,具體取決於使用的構造方法。

  構造方法和方法比較相似就不說了

遍歷(和list類似)

對 set 的遍歷

1.迭代遍歷:

Set<String> set = new HashSet<String>();  
Iterator<String> it = set.iterator();  
while (it.hasNext()) {  
  String str = it.next();  
  System.out.println(str);  
}

2.for(foreach)循環遍歷:

for (String str : set) {  
      System.out.println(str);  
}

Map(鍵值對、鍵惟1、值不惟一)

  Map集合中存儲的是鍵值對,鍵不能重複,值能夠重複。根據鍵獲得值,對map集合遍歷時先獲得鍵的set集合,對set集合進行遍歷,獲得相應的值。

HashMap

  數組方式存儲key/value,線程非安全容許null做爲key和value,key不能夠重複,value容許重複,不保證元素迭代順序是按照插入時的順序,key的hash值是先計算key的hashcode值,而後再進行計算,每次容量擴容會從新計算因此key的hash值,會消耗資源,要求key必須重寫equals和hashcode方法

  默認初始容量16,加載因子0.75,擴容爲舊容量乘2,查找元素快,若是key同樣則比較value,若是value不同,則按照鏈表結構存儲value,就是一個key後面有多個value;

方法

一、添加:

  V put(K key, V value) (能夠相同的key值,可是添加的value值會覆蓋前面的,返回值是前一個,若是沒有就返回null)

  putAll(Map<? extends K,? extends V> m) 從指定映射中將全部映射關係複製到此映射中(可選操做)。

二、刪除

  remove() 刪除關聯對象,指定key對象

  clear() 清空集合對象

三、獲取

  value get(key) 能夠用於判斷鍵是否存在的狀況。當指定的鍵不存在的時候,返回的是null。

4、判斷:

  boolean isEmpty() 長度爲0返回true不然false

  boolean containsKey(Object key) 判斷集合中是否包含指定的key

  boolean containsValue(Object value) 判斷集合中是否包含指定的value

四、長度:

 Int size()

  map的主要的方法就這幾個

Hashtable

  Hashtable與HashMap相似,是HashMap的線程安全版,它支持線程的同步,即任一時刻只有一個線程能寫Hashtable,所以也致使了Hashtale在寫入時會比較慢,它繼承自Dictionary類,不一樣的是它不容許記錄的鍵或者值爲null,同時效率較低。

LinkedHashMap

LinkedHashMap保存了記錄的插入順序,在用Iteraor遍歷LinkedHashMap時,先獲得的記錄確定是先插入的,在遍歷的時候會比HashMap慢,有HashMap的所有特性。

TreeMap

  基於紅黑二叉樹的NavigableMap的實現,線程非安全,不容許null,key不能夠重複,value容許重複,存入TreeMap的元素應當實現Comparable接口或者實現Comparator接口,會按照排序後的順序迭代元素,兩個相比較的key不得拋出classCastException。主要用於存入元素的時候對元素進行自動排序,迭代輸出的時候就按排序順序輸出

遍歷

第一種:KeySet()
  將Map中全部的鍵存入到set集合中。由於set具有迭代器。全部能夠迭代方式取出全部的鍵,再根據get方法。獲取每個鍵對應的值。 keySet():迭代後只能經過get()取key 。
  取到的結果會亂序,是由於取得數據行主鍵的時候,使用了HashMap.keySet()方法,而這個方法返回的Set結果,裏面的數據是亂序排放的。

Map map = new HashMap();
    map.put("key1","lisi1");
    map.put("key2","lisi2");
    map.put("key3","lisi3");
    map.put("key4","lisi4");  
    //先獲取map集合的全部鍵的set集合,keyset()
    Iterator it = map.keySet().iterator();
    //獲取迭代器
    while(it.hasNext()){
        Object key = it.next();
        System.out.println(map.get(key));
    }

第二種: values() 獲取全部的值.
Collection values() 不能獲取到key對象

Collection<String> vs = map.values();
        Iterator<String> it = vs.iterator();
        while (it.hasNext()) {
            String value = it.next();
            System.out.println(" value=" + value);
        }

第三種:entrySet()
Set<Map.Entry<K,V>> entrySet() //返回此映射中包含的映射關係的 Set 視圖。(一個關係就是一個鍵-值對),就是把(key-value)做爲一個總體一對一對地存放到Set集合當中的。Map.Entry表示映射關係。entrySet():迭代後能夠e.getKey(),e.getValue()兩種方法來取key和value。返回的是Entry接口。
典型用法以下:

// 返回的Map.Entry對象的Set集合 Map.Entry包含了key和value對象
        Set<Map.Entry<Integer, String>> es = map.entrySet();

        Iterator<Map.Entry<Integer, String>> it = es.iterator();

        while (it.hasNext()) {
            
            // 返回的是封裝了key和value對象的Map.Entry對象
            Map.Entry<Integer, String> en = it.next();

            // 獲取Map.Entry對象中封裝的key和value對象
            Integer key = en.getKey();
            String value = en.getValue();

            System.out.println("key=" + key + " value=" + value);
        }

  推薦使用第三種方式,即entrySet()方法,效率較高。
  對於keySet實際上是遍歷了2次,一次是轉爲iterator,一次就是從HashMap中取出key所對於的value。而entryset只是遍歷了第一次,它把key和value都放到了entry中,因此快了。兩種遍歷的遍歷時間相差仍是很明顯的。

總結:

Vector和ArrayList

  1,vector是線程同步的,因此它也是線程安全的,而arraylist是線程異步的,是不安全的。若是不考慮到線程的安全因素,通常用arraylist效率比較高。

  2,若是集合中的元素的數目大於目前集合數組的長度時,vector增加率爲目前數組長度的100%,而arraylist增加率爲目前數組長度的50%。若是在集合中使用數據量比較大的數據,用vector有必定的優點。

  3,若是查找一個指定位置的數據,vector和arraylist使用的時間是相同的,若是頻繁的訪問數據,這個時候使用vector和arraylist均可以。而若是移動一個指定位置會致使後面的元素都發生移動,這個時候就應該考慮到使用linklist,由於它移動一個指定位置的數據時其它元素不移動。

  ArrayList 和Vector是採用數組方式存儲數據,此數組元素數大於實際存儲的數據以便增長和插入元素,都容許直接序號索引元素,可是插入數據要涉及到數組元素移動等內存操做,因此索引數據快,插入數據慢,Vector因爲使用了synchronized方法(線程安全)因此性能上比ArrayList要差,LinkedList使用雙向鏈表實現存儲,按序號索引數據須要進行向前或向後遍歷,可是插入數據時只須要記錄本項的先後項便可,因此插入數度較快。

arraylist和linkedlist

  1.ArrayList是實現了基於動態數組的數據結構,LinkedList基於鏈表的數據結構。

  2.對於隨機訪問get和set,ArrayList以爲優於LinkedList,由於LinkedList要移動指針。

  3.對於新增和刪除操做add和remove,LinedList比較佔優點,由於ArrayList要移動數據。 這一點要看實際狀況的。若只對單條數據插入或刪除,ArrayList的速度反而優於LinkedList。但如果批量隨機的插入刪除數據,LinkedList的速度大大優於ArrayList. 由於ArrayList每插入一條數據,要移動插入點及以後的全部數據。

HashMap與TreeMap

  一、 HashMap經過hashcode對其內容進行快速查找,而TreeMap中全部的元素都保持着某種固定的順序,若是你須要獲得一個有序的結果你就應該使用TreeMap(HashMap中元素的排列順序是不固定的)。

  二、在Map 中插入、刪除和定位元素,HashMap是最好的選擇。但若是您要按天然順序或自定義順序遍歷鍵,那麼TreeMap會更好。使用HashMap要求添加的鍵類明肯定義了hashCode()和 equals()的實現。

  兩個map中的元素同樣,但順序不同,致使hashCode()不同。

  一樣作測試:
    在HashMap中,一樣的值的map,順序不一樣,equals時,false;
    而在treeMap中,一樣的值的map,順序不一樣,equals時,true,說明,treeMap在equals()時是整理了順序了的。

HashTable與HashMap

  一、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。

  二、HashMap容許存在一個爲null的key,多個爲null的value 。

  三、hashtable的key和value都不容許爲null。

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