浅谈Java数组与集合

1. 数组与集合的区别

（1）数组声明了它容纳的元素的类型，而集合不声明。
（2）数组是静态的，一个数组实例具有固定的大小，一旦创建了就无法改变容量了。而集合是可以动态扩展容量，可以根据需要动态改变大小，集合提供更多的成员方法，能满足更多的需求。
（3）数组的存放的类型只能是一种（基本类型/引用类型）,集合存放的类型可以不是一种(不加泛型时添加的类型是Object)。
（4）数组是java语言中内置的数据类型，是线性排列的，执行效率或者类型检查都是最快的。

2. 数组

2.1 概念

数组是java语言内置的数据类型，属于引用类型，是一个线性的序列，可以快速访问其他的元素。数组在创建的时候容量是不变的，而且在生命周期都不会改变。

2.2 声明与赋值

2.2.1 声明

int arr[];  // 方式一，以int为例
int[] var;  // 方式二

2.2.2 赋值

arr = {1,2,3};  // 方式一
arr = new int[]{1,2,3};  // 方式二
arr = new int[3];  // 方式三
arr[0] = 0;
arr[1] = 1;
arr[2] = 2;

3. 集合

List、Set、Map是集合体系中最主要的三个接口。 List和Set继承自Collection接口，Map是Java.util包中的另一个接口。

3.1 List、Set、Map

3.1.1 List（有序、可重复、允许存在多个null元素）

List里存放的对象是有序的，同时也是可以重复的，List关注的是索引，拥有一系列和索引相关的方法，查询速度快。因为往list集合里插入或删除数据时，会伴随着后面数据的移动，所有插入删除数据速度慢。

3.1.2 Set（无序、不能重复、只允许存在一个null元素）

Set里存放的对象是无序，不能重复的，集合中的对象不按特定的方式排序，只是简单地把对象加入集合中。

3.1.3 Map（键值对、键唯一、值不唯一、只允许存在一个Key为null元素 ）

Map集合中存储的是键值对，键不能重复，值可以重复。根据键得到值，对map集合遍历时先得到键的set集合，对set集合进行遍历，得到相应的值。

4. 集合中的实现类

4.1 List实现类

4.1.1 ArrayList

（1）ArrayList底层采用数组实现，具有较高的查询速度。
（2）ArrayList允许添加相同元素和null。
（3）ArrayList是线程不安全的。
（4）ArrayList是非同步的。

4.1.2 LinkedList

（1）LinkedList底层采用双向循环链表实现，进行插入和删除操作时具有较高的速度，可以使用LinkedList来实现队列和栈。
（2）LinkedList允许添加相同元素和null。
（3）LinkedList是线程不安全的。
（4）LinkedList是非同步的。

4.1.3 Vector

（1）Vector底层采用数组实现。
（2）Vector允许添加相同元素和null。
（3）Vector是线程安全的。
（4）Vector是同步的。

【注1】线程不安全
  线程安全就是多线程访问时，采用了加锁机制，当一个线程访问该类的某个数据时，进行保护，其他线程不能进行访问直到该线程读取完，其他线程才可使用。不会出现数据不一致或者数据污染。线程不安全就是不提供数据访问保护，有可能出现多个线程先后更改数据造成所得到的数据是脏数据。
【注2】线程同步与异步
  同步是指A线程要请求某个资源，但是此资源正在被B线程使用中，因为同步机制存在，A线程请求不到，怎么办，A线程只能等待下去。
  异步是指A线程要请求某个资源，但是此资源正在被B线程使用中，因为没有同步机制存在，A线程仍然请求的到，A线程无需等待。
  同步最最安全，最保险的。而异步不安全，容易导致死锁，这样一个线程死掉就会导致整个进程崩溃，但没有同步机制的存在，性能会有所提升。
更多参考：https://blog.csdn.net/l__my/article/details/89505259

4.2 Map实现类

4.2.1 HashMap和TreeMap

（1）HashMap通过hashcode对其内容进行快速查找，而 TreeMap中所有的元素都保持着某种固定的顺序，如果你需要得到一个有序的结果你就应该使用TreeMap（HashMap中元素的排列顺序是不固定的）。
（2）HashMap和TreeMap都是线程不安全的。
（3）HashMap基于哈希表实现的，TreeMap基于红黑树实现的。
（4）HashMap中key和value都允许为null，TreeMap中key不允许为null，而value允许为null。

4.2.2 Hashtable

（1）线程安全。
（2）不允许有null的键和值。
（3）底层是基于哈希表实现的，哈希表是基于数组+链表实现的。

4.3 Set实现类

4.3.1 HashSet

（1）集合中的元素是唯一的，不能保证元素的排列顺序。
（2）集合元素可以是null,但只能放入一个null。
（3）非同步的（线程不安全）。
（4）底层结构是哈希表。

4.3.2 TreeSet

（1）集合中的元素是唯一的，并且元素是自动排序的。
（2）不允许放入null。
（3）非同步（线程不安全）。
（4）底层结构是二叉树。

参考文献

1. https://blog.csdn.net/qq_27088383/article/details/50468779?utm_medium=distribute.pc_relevant.none-task-blog-BlogCommendFromMachineLearnPai2-2.channel_param&depth_1-utm_source=distribute.pc_relevant.none-task-blog-BlogCommendFromMachineLearnPai2-2.channel_param
2. https://www.cnblogs.com/wslook/p/9385502.html
3. https://blog.csdn.net/wdsdads/article/details/80789096?utm_medium=distribute.pc_relevant.none-task-blog-title-1&spm=1001.2101.3001.4242
4. https://www.cnblogs.com/xiaoqv/archive/2011/11/24/2262142.html
5. https://www.jianshu.com/p/6ec71dc930a6