java集合（list,set,map)_ZenDei技術網路在線

[toc] 集合集合與數組數組（可以存儲基本數據類型）是用來存現對象的一種容器，但是數組的長度固定，不適合在對象數量未知的情況下使用。集合（只能存儲對象，對象類型可以不一樣）的長度可變，可在多數情況下使用。註：數組我在前面的博客講了大家可以看下集合中介面和類的關係 Collection ...

[toc] # 集合 # ## 集合與數組 ## **數組**（可以存儲基本數據類型）是用來存現對象的一種容器，但是數組的長度固定，不適合在對象數量未知的情況下使用。 **集合**（只能存儲對象，對象類型可以不一樣）的長度可變，可在多數情況下使用。註：數組我在前面的博客講了大家可以看下 ## 集合中介面和類的關係 ## **Collection**介面是集合類的根介面，Java中沒有提供這個介面的直接的實現類。但是卻讓其被繼承產生了兩個介面，就是Set和List。Set中不能包含重覆的元素。List是一個有序的集合，可以包含重覆的元素，提供了按索引訪問的方式。 **Map**是Java.util包中的另一個介面，它和Collection介面沒有關係，是相互獨立的，但是都屬於集合類的一部分。Map包含了key-value對。Map不能包含重覆的key，但是可以包含相同的value。 **Iterator**所有的集合類，都實現了Iterator介面，這是一個用於遍歷集合中元素的介面，主要包含以下三種方法： 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。 ### 層次圖 ### 圖一這個比較簡單 ![這裡寫圖片描述](http://img.blog.csdn.net/20170905084526091?watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQvTGl2ZW9yX0RpZQ==/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/gravity/SouthEast) 圖二完整 ![這裡寫圖片描述](http://img.blog.csdn.net/20170905084554470?watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQvTGl2ZW9yX0RpZQ==/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/gravity/SouthEast) ### list,set,map對比 ### | 介面 | 子介面 | 是否有序|是否允許元素重覆| |------------|-------------|----------|--------------| |Collection　|　　　　　　　　　|否|　 |List 　　|ArrayList |否|是| |　　　　　　|LinkedList |否|是| |　　　　　　|Vector |否|是| |Set|AbstractSet |否|否| |　　|HashSet |否|否| |　　|TreeSet |是（用二叉排序樹）|否| |Map|AbstractMap |否|使用key-value來映射和存儲數據，key必須唯一，value可以重覆 |　　|HashMap||否|使用key-value來映射和存儲數據，key必須唯一，value可以重覆 |　　|TreeMap|是（用二叉排序樹）|使用key-value來映射和存儲數據，key必須唯一，value可以重覆 ## list（有序、可重覆） ## List里存放的對象是有序的，同時也是可以重覆的，List關註的是索引，擁有一系列和索引相關的方法，查詢速度快。因為往list集合里插入或刪除數據時，會伴隨著後面數據的移動，所有插入刪除數據速度慢。 ### 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，它是按照添加的先後順序排列，當然，他也提供了sort方法，如果需要對ArrayList進行排序，只需要調用這個方法，提供Comparator比較器即可 #### add操作： #### 　　1）如果是第一次添加元素，數組的長度被擴容到預設的capacity，也就是10. 　　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，這裡有兩種情況：　　只添加一個元素，例如：原來數組的capacity為10，size已經為10，不能再添加了。需要擴容，新的capacity=old capacity+old capacity>>1=10+10/2=15.即新的容量為15。　　當同時添加多個元素時，原來數組的capacity為10，size為10，當同時添加6個元素時。它需要的min capacity為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，如果不指定下標，就直接添加到數組後面，不涉及元素的移動，如果要添加到某個特定的位置，那需要將這個位置開始的元素往後挪一個位置，然後再對這個位置設置。 #### Remove操作： #### 　Remove提供兩種，按照下標和value。　　1）**remove(int index)**：首先需要檢查Index是否在合理的範圍內。其次再調用System.arraycopy將index之後的元素向前移動。　　2）**remove(Object o)**：首先遍曆數組，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之後的元素向前移動。 #### Get操作： #### 　　這個比較簡單，直接對數組進行操作即可。 ### LinkedList ### 　　LinkedList是基於鏈表的，它是一個雙向鏈表，每個節點維護了一個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，按照插入的先後順序排序，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，時間複雜度為O(1)。 #### Remove元素： #### 　　LinkedList提供了幾個移除元素的方法：removeFirst、removeLast、removeFirstOccurrence、remove等，時間複雜度為O(1)。 #### Get元素： #### 　　根據給定的下標index，判斷它first節點、last直接距離，如果index 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 實例具有指定的初始容量和預設的載入因數（0.75）。 **HashSet(int initialCapacity, float loadFactor)** 　　構造一個新的空 set，其底層 HashMap 實例具有指定的初始容量和指定的載入因數。 #### 方法 #### **boolean add(E e) ** 　　如果此 set 中尚未包含指定元素，則添加指定元素。 **void clear()** 　　從此 set 中移除所有元素。 ** Object clone() ** 　　返回此 HashSet 實例的淺表副本：並沒有複製這些元素本身。 ** boolean contains(Object o) ** 　　如果此 set 包含指定元素，則返回 true。 ** boolean isEmpty()** 　　如果此 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) ** 　　如果指定元素存在於此 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。使用元素的自然順序對元素進行排序，或者根據創建 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類似就不說了** ### 遍歷（和list相似） ### 對 set 的遍歷 1.迭代遍歷： ``` Set set = new HashSet(); Iterator it = set.iterator(); while (it.hasNext()) { String str = it.next(); System.out.println(str); } ``` 2.for(foreach)迴圈遍歷： ``` for (String str : set) { System.out.println(str); } ``` ## Map（鍵值對、鍵唯一、值不唯一） ## 　　Map集合中存儲的是鍵值對，鍵不能重覆，值可以重覆。根據鍵得到值，對map集合遍歷時先得到鍵的set集合，對set集合進行遍歷，得到相應的值。 ### HashMap ### 　　數組方式存儲key/value，**線程非安全**，**允許null作為key和value**，key不可以重覆，value允許重覆，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，然後再進行計算，每次容量擴容會重新計算所以key的hash值，會消耗資源，要求key必須重寫equals和hashcode方法　　預設初始容量16，載入因數0.75，擴容為舊容量乘2，查找元素快，如果key一樣則比較value，如果value不一樣，則按照鏈表結構存儲value，就是一個key後面有多個value； #### 方法 #### **1、添加：** 　　**V put(K key, V value)** （可以相同的key值，但是添加的value值會覆蓋前面的，返回值是前一個，如果沒有就返回null）　　**putAll(Map m)** 從指定映射中將所有映射關係複製到此映射中（可選操作）。 **2、刪除** 　　**remove()** 刪除關聯對象，指定key對象　　**clear()** 清空集合對象 **3、獲取** 　　**value get(key)** 可以用於判斷鍵是否存在的情況。當指定的鍵不存在的時候，返回的是null。 **４、判斷：** 　　**boolean isEmpty()** 長度為0返回true否則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 4、長度：　**Int size（）** 　　map的主要的方法就這幾個 ### Hashtable ### 　　Hashtable與HashMap類似，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，因此也導致了Hashtale在寫入時會比較慢，它繼承自Dictionary類，不同的是它不允許記錄的鍵或者值為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，先得到的記錄肯定是先插入的，在遍歷的時候會比HashMap慢，有HashMap的全部特性。 ### TreeMap ### 　　基於紅黑二叉樹的NavigableMap的實現，線程非安全，不允許null，key不可以重覆，value允許重覆，存入TreeMap的元素應當實現Comparable介面或者實現Comparator介面，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中所有的鍵存入到set集合中。因為set具備迭代器。所有可以迭代方式取出所有的鍵，再根據get方法。獲取每一個鍵對應的值。 keySet():迭代後只能通過get()取key 。　　取到的結果會亂序，是因為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，裡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集合的所有鍵的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()** 獲取所有的值. Collection values()**不能獲取到key對象** ``` Collection vs = map.values(); Iterator it = vs.iterator(); while (it.hasNext()) { String value = it.next(); System.out.println(" value=" + value); } ``` **第三種：entrySet（）** Set> 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)作為一個整體一對一對地存放到Set集合當中的。Map.Entry表示映射關係。entrySet()：迭代後可以e.getKey()，e.getValue()兩種方法來取key和value。返回的是Entry介面。典型用法如下： ``` // 返回的Map.Entry對象的Set集合 Map.Entry包含了key和value對象 Set> es = map.entrySet(); Iterator> 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 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其實是遍歷了2次，一次是轉為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，所以快了。兩種遍歷的遍歷時間相差還是很明顯的。 ## 總結： ## ### Vector和ArrayList ### 　　1，vector是線程同步的，所以它也是線程安全的，而arraylist是線程非同步的，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目大於目前集合數組的長度時，vector增長率為目前數組長度的100%，而arraylist增長率為目前數組長度的50%。如果在集合中使用數據量比較大的數據，用vector有一定的優勢。　　3，如果查找一個指定位置的數據，vector和arraylist使用的時間是相同的，如果頻繁的訪問數據，這個時候使用vector和arraylist都可以。而如果移動一個指定位置會導致後面的元素都發生移動，這個時候就應該考慮到使用linklist,因為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加和插入元素，都允許直接序號索引元素，但是插入數據要涉及到數組元素移動等記憶體操作，所以索引數據快，插入數據慢，Vector由於使用了synchronized方法（線程安全）所以性能上比ArrayList要差，LinkedList使用雙向鏈表實現存儲，按序號索引數據需要進行向前或向後遍歷，但是插入數據時只需要記錄本項的前後項即可，所以插入數度較快。 ### 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覺得優於LinkedList，因為LinkedList要移動指針。　　3.對於新增和刪除操作add和remove，LinedList比較占優勢，因為ArrayList要移動數據。這一點要看實際情況的。若只對單條數據插入或刪除，ArrayList的速度反而優於LinkedList。但若是批量隨機的插入刪除數據，LinkedList的速度大大優於ArrayList. 因為ArrayList每插入一條數據，要移動插入點及之後的所有數據。 ### HashMap與TreeMap ### 　　1、 HashMap通過hashcode對其內容進行快速查找，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果你就應該使用TreeMap（HashMap中元素的排列順序是不固定的）。　　2、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，那麼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。　　兩個map中的元素一樣，但順序不一樣，導致hashCode()不一樣。　　同樣做測試：　　　　在HashMap中，同樣的值的map,順序不同，equals時，false; 　　　　而在treeMap中，同樣的值的map,順序不同,equals時，true，說明，treeMap在equals()時是整理了順序了的。 ### HashTable與HashMap ### 　　1、同步性:Hashtable是線程安全的，也就是說是同步的，而HashMap是線程式不安全的，不是同步的。　　2、HashMap允許存在一個為null的key，多個為null的value 。　　3、hashtable的key和value都不允許為null。