接口
List, Set, Queue, Map都是接口
List(有序,可重复), Set(无序,唯一), Queue 继承至Collection接口
Map 为独立接口
实现类
List 实现类 ArrayList,Vector,LinkedList
Set 实现类 HashSet,LinkedHashSet,TreeSet
Queue 实现类 PriorityQueue
Map 实现类 Hashtable,LinkedHashMap,HashMap,TreeMap
List 接口的实现类
ArrayList
原理:ArrayList继承AbstractList类,实现了List和RandomAccess,Cloneable, Serializable接口,底层是基于动态数组。底层使用数组实现,默认初始容量为10.当超出后,会自动扩容为原来的1.5倍,即自动扩容机制。List list = Collections.synchronizedList(new ArrayList(…))即可线程安全。
优点: 底层数据结构是数组,查询快,增删慢。
缺点: 线程不安全,效率高
LinkedList
原理:LinkedList继承AbstractList类,实现了List,Serializable,Queue接口,LinkedList是通过双向链表去实现的,既然是链表实现那么它的随机访问效率比ArrayList要低,顺序访问的效率要比较的高。每个节点都有一个前驱(之前前面节点的指针)和一个后继(指向后面节点的指针)。
优点: 底层数据结构是链表,查询慢,增删快。
缺点: 线程不安全,效率高
Vector
原理:在ArrayList中每个方法中添加了synchronized关键字来保证同步。
优点: 底层数据结构是数组,查询快,增删慢。
缺点: 线程安全,效率低
三种list的选择(元素可重复):要安全?
是:Vector
否:ArrayList或者LinkedList
查询多?:ArrayList
增删多?:LinkedList
知道要用List,但是不知道是哪个List,就用ArrayList。
ArrayList是基于动态的数组的数据结构 LinkedList是基于链表的数据结构
Set 接口的实现类
HashSet:底层数据结构是哈希表。(无序,唯一)
使用Set集合都是需要去掉重复元素的, 如果在存储的时候逐个equals()比较, 效率较低,哈希算法提高了去重复的效率, 降低了使用equals()方法的次数,HashSet调用add()方法存储对象的时候, 先调用对象的hashCode()方法得到一个哈希值, 然后在集合中查找是否有哈希值相同的对象,如果没有哈希值相同的对象就直接存入集合,如果有哈希值相同的对象, 就和哈希值相同的对象逐个进行equals()比较,比较结果为false就存入, true则不存
LinkedHashSet:底层数据结构是链表和哈希表。(FIFO插入有序,唯一),由链表保证元素有序,由哈希表保证元素唯一
TreeSet:底层数据结构是红黑树(唯一,有序);利用自然排序和比较器排序;根据比较的返回值是否是0来决定来保证元素的唯一性。
Set的选择(元素唯一):
排序?
是:TreeSet或LinkedHashSet
否:HashSet
知道要用Set,但是不知道是哪个Set,就用HashSet。
Map 接口的实现类
TreeMap,HashMap,HashTable的区别
1)TreeMap是有序的,HashMap和HashTable是无序的。
2)Hashtable的方法是同步的,HashMap的方法不是同步的。这是两者最主要的区别。
3)Hashtable是线程安全的,HashMap不是线程安全的。
4)HashMap效率较高,Hashtable效率较低。查看Hashtable的源代码就可以发现,除构造函数外,Hashtable的所有 public 方法声明中都有 synchronized关键字,而HashMap的源码中则没有。
5)Hashtable不允许null值,HashMap允许null值(key和value都允许)
6)父类不同:Hashtable的父类是Dictionary,HashMap的父类是AbstractMap
LinkedHashMap怎么实现有序的?
LinkedHashMap内部维护了一个单链表,有头尾节点,同时LinkedHashMap节点Entry内部除了继承HashMap的Node属性,还有before 和 after用于标识前置节点和后置节点。可以实现按插入的顺序或访问顺序排序。
TreeMap怎么实现有序的?
TreeMap是按照Key的自然顺序或者实现的Comprator接口的比较函数的顺序进行排序,内部是通过红黑树来实现。所以要么key所属的类实现Comparable接口,或者自定义一个实现了Comparator接口的比较器,传给TreeMap用于key的比较。
注意
由于Queue接口与List、Set同一级别,都是继承了Collection接口,所以LinkedList既可以实现Queue接口,也可以实现List接口。
但是Queue接口窄化了对LinkedList的方法的访问权限(即在方法中的参数类型如果是Queue时,就完全只能访问Queue接口所定义的方法 了,而不能直接访问 LinkedList的非Queue的方法)。
Vector与ArrayList、HashTable与HashMap对比
以前写法 List list = new Vector(); Map map = new HashTable();
现在写法 List list = new ArrayList(); Map map = new HashMap();
ArrayList和HashMap是异步的,Vector和HashTable是同步的,
所以ArrayList和HashMap并不是线程安全的 ,而Vector和HashTable是线程安全的,
因为同步需要花费机器时间,所以Vector和HashTable的执行效率要低于ArrayList和HashMap。
注意接口编程:
一般情况下,如果没有必要,推荐代码只同List,Map接口打交道.
例子1
比如:
List list = new ArrayList();
list相当于是一个泛型的实现,想改变list的类型,只需要:
List list = new LinkedList(); //LinkedList也是List的实现类,也是ArrayList的兄弟类
这样,就不需要修改其它代码,这就是接口编程的优雅之处.
例子2
在类的方法中,如下声明:
private void doMyAction(List list){}
这个方法能处理所有实现了List接口的类,一定程度上实现了泛型函数.