Java 集合 总体框架

概述

在Java中有一套设计优良的接口和类组成了Java集合框架，其实这些类就是对集合、链表、队列、栈、数组、映射等数据接口的封装，并规定了统一的访问接口和迭代模式，使程序员操作成批的数据或对象元素极为方便。集合每种类，都根据不同的数据结构实现了不同的功能，在开发的时候根据具体情况使用。

先来一张集合的类图：

1.png

Collection
├List
│├LinkedList
│├ArrayList
│└Vector
│　└Stack
└Set
Map
├Hashtable
├HashMap
└WeakHashMap
集合类的接口分为两大类：Collection和Map，都位于java.utils.*包下，规定了基本的操作数据的接口。

List集合

List接口及其实现类是容量可变的列表，可按索引访问集合中的元素查询速度快，但是因为往集合中插入数据的时候伴随着集合的复制和移动，效率会比较低。集合中的元素有序，可重复。

• ArrayList:本质上是一个数组，可以根据索引进行快速存取，用于查询比较多而插入比较少的情况。它是线程不安全的，而Vector是同步的。
• LinkedList：本质上一个双向链表，也是非线程安全。由于是链表，每次查询需要从第一个遍历，查找慢，插入快。由于它也事先了Deque 接口也可以当做队列来使用。

Set集合

Set集合是无序、不重复的，只是简单的把成员放入集合中，对Set中的成员的访问操作是通过应用进行的，所以不能有重复的对象。Set集合中也有TreeSet可以事先排序功能。

• HashSet ：能够快速定位一个元素，要注意的是：存入HashSet中的对象必须实现HashCode()方法
• TreeSet ： 将放入其中的元素按序存放

Map:map集合是一个独立的集合接口，和Collection没多大关系。
Map是以键值对的方式存储，键值不允许重复，内部通过散列技术，把简直映射到一个hash表，根据键值的hash值来进行hash表定位，然后再进行成员的操作。

• HashMap ： 以键值对方式存储，允许有空的键。
• HashTable: 所有键值都不能为空，而且存储的对象必须实现hashcode()和equal()方法
• TreeMap:TreeMap实现SortMap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（自然顺序），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。不允许key值为空，非同步的

当元素的顺序很重要时选用TreeMap，当元素不必以特定的顺序进行存储时，使用HashMap。Hashtable的使用不被推荐，因为HashMap提供了所有类似的功能，并且速度更快。当你需要在多线程环境下使用时，HashMap也可以转换为同步的（ConcurrentHashMap/Collections.synchronizedMap（））。
Properties 一般是把属性文件读入流中后，以键-值对的形式进行保存，以方便读取其中的数据

Vector和ArrayList

1，vector是线程同步的，所以它也是线程安全的，而arraylist是线程异步的，是不安全的。如果不考虑到线程的安全因素，一般用arraylist效率比较高(可以使用Collections.sychronizedList来装饰一个集合)。
2，如果集合中的元素的数目大于目前集合数组的长度时，vector增长率为目前数组长度的100%，而arraylist增长率为目前数组长度的50%。如果在集合中使用数据量比较大的数据，用vector有一定的优势。
3，如果查找一个指定位置的数据，vector和arraylist使用的时间是相同的，如果频繁的访问数据，这个时候使用vector和arraylist都可以。而如果移动一个指定位置会导致后面的元素都发生移动，这个时候就应该考虑到使用linklist,因为它移动一个指定位置的数据时其它元素不移动。
ArrayList 和Vector是采用数组方式存储数据，此数组元素数大于实际存储的数据以便增加和插入元素，都允许直接序号索引元素，但是插入数据要涉及到数组元素移动等内存操作，所以索引数据快，插入数据慢，Vector由于使用了synchronized方法（线程安全）所以性能上比ArrayList要差，LinkedList使用双向链表实现存储，按序号索引数据需要进行向前或向后遍历，但是插入数据时只需要记录本项的前后项即可，所以插入数度较快。

Arraylist和linkedlist

1.ArrayList是实现了基于动态数组的数据结构，LinkedList基于链表的数据结构。
2.对于随机访问get和set，ArrayList觉得优于LinkedList，因为LinkedList要移动指针。
3.对于新增和删除操作add和remove，LinedList比较占优势，因为ArrayList要移动数据。 这一点要看实际情况的。若只对单条数据插入或删除，ArrayList的速度反而优于LinkedList。但若是批量随机的插入删除数据，LinkedList的速度大大优于ArrayList. 因为ArrayList每插入一条数据，要移动插入点及之后的所有数据。

Collections 和Array

• Collections:主要的是对于一些常见的集合的操作，都是一些静态的处理方法，可以用到，如下

java.util.Collections.addAll(l, "d", "qwe", "asd");
    java.util.Collections.reverse(l);
    java.util.Collections.replaceAll(l,"d","ddd");
    java.util.Collections.binarySearch(l,"qwe");
    java.util.Collections.sort(l);
    java.util.Collections.swap(l,2,3);