目录
- 1. 什么是集合？
- 2. 为什么要使用集合？
- 3. 3个接口介绍
- 3.1 `List` 接口包括以下实现
- 3.2 `Set` 接口包括以下实现
- 3.3 `Map` 接口包括以下实现
- 4. 如何选择集合？
- 5. 比较和区别一些接口或类
- 6. Collections 工具类有哪些常用方法？
- 6.1 排序
- 6.2 查找，替换
1. 什么是集合？
集合类是 Java 数据结构的实现。它允许以各种方式将元素分组，并定义了各种使这些元素更容易操作的方法。集合类是可以往里面保存多个对象的类，存放的是对象，不同的集合类有不同的功能和特点，适合不同的场合，用以解决一些实际问题。
Java中的集合类可以分为两大类：一类是实现Collection接口；另一类是实现Map接口。
Collection是一个基本的集合接口，Collection中可以容纳一组集合元素（Element）。Map没有继承Collection接口，与Collection是并列关系。Map提供键（key）到值（value）的映射。一个Map中不能包含相同的键，每个键只能映射一个值。
Collection 有两个重要的子接口 List 和 Set。List 是一个有序的集合，其中的每个元素都有索引，使用此接口能够准确的控制每个元素插入的位置。Set 接口的特点是不能包含重复的元素，最多有一个 null 元素。
在 Java 中，以 Map 结尾的类都实现了 Map 接口。除了以 Map 结尾的类之外， 其他类都实现了 Collection 接口。
2. 为什么要使用集合？
- 增加代码重用性。
- 提升程序的运行速度和质量。
- 降低编程难度。
3. 3个接口介绍
List, Set, Map 的区别
-
List：存储的元素是有序的、可重复的。 -
Set：存储的元素是无序的，不可重复的。 -
Map：使用键值对（Key-Value）存储。Key是无序的、不可重复的。
3.1 List 接口包括以下实现
-
ArrayList：Object[]类型的数组。适用于频繁的查找，线程不安全。 -
Vector：Object[]类型的数组。线程安全。 -
LinkedList：双向链表。适用于添加、删除。
3.2 Set 接口包括以下实现
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HashSet：基于HashMap实现，底层采用HashMap保存元素。 -
LinkedHashSet：LinkedHashSet是HashSet的子类，其内部是通过LinkedHashMap实现的。 -
TreeSet：是有序的、唯一的。通过红黑树（自平衡的排序二叉树）实现。
3.3 Map 接口包括以下实现
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HashMap：底层是基于拉链式散列结构（也就是数组和链表）或红黑树组成。当链表长度大于某一阈值（默认为8）时，会转换成红黑树，以减少搜索时间。如果当前数组的长度小于64，先进行数组扩容，而不是直接转换为红黑树。 -
LinkedHashMap：LinkedList继承于HashMap，所以它的底层是在HashMap结构的基础上，增加了一条双向链表，使得HashMap结构可以保持键值对的插入顺序。同时，通过堆链表进行相应的操作，实现了访问顺序的相关逻辑。 -
HashTable：由数组+链表组成，数组是HashMap的主体， 链表是为了解决哈希冲突。 -
TreeMap：红黑树（自平衡的二叉排序树）。
4. 如何选择集合？
根据集合的特点选取，比如，
- 根据键值获取元素值：
Map下的接口 - 需要排序：
TreeMap - 不需要排序：
HashMap - 需要保证线程安全：
ConcurrentHashMap - 只需要存放元素值：实现
Collection接口的集合 - 需要保证元素唯一：实现
Set接口的集合，如HashSet或TreeSet - 不需要保证元素唯一：实现
List接口的集合，如ArrayList或LinkedList
5. 比较和区别一些接口或类
1）比较 ArrayList , LinkedList , Vector
ArrayList | LinkedList | Vector | |
底层数据结构 | Object[] 数组 | 双向链表 | Object[] 数组 |
是否保证线程安全 | 不保证 | 不保证 | 保证 |
是否支持随机访问 | get(index) | 不支持 | get(index) |
内存空间占用 | 结尾预留一定的容量空间 | 每个元素比ArrayList的空间多 | 结尾预留一定的容量空间 |
2）比较 Collection 接口中的 Comparable , Comparator
接口 | Comparable | Comparator |
包 | java.lang | java.util |
排序的方法 | compareTo(Object obj) | compare(Object obj1, Object) obj2) |
怎么自定义排序 | 重写compareTo() | 自制 Comparator |
自制 Comparator
Comparator<Integer> comparator = new Comparator<Integer>(){
public int compare(int a, int b) {
return b-a;
}
}重写 compareTo()
public class Person implements Comparable<Person> {
private int age;
Person(){}
// 重写compareTo()
public int compareTo(Person p) {
if (this.age>p.age) return 1;
if (this.age<p.age) return -1;
return 0;
}
}3）比较 HashSet , LinkedHashList , TreeSet
HashSet | LinkedHashSet | TreeSet | |
底层 | HashMap | HashSet的子类 | 红黑树 |
是否有序 | 无序 | 有序 | 有序 |
线程是否安全 | 不安全，可以存 null 值 | 不安全 | 不安全 |
遍历 | — | 按照添加的顺序 | 按照添加的顺序 |
排序 | — | — | 自然排序、定制排序 |
4）比较 HashMap 和 HashTable
HashMap | HashTable | |
线程是否安全 | 不安全 | 安全 |
效率 | 较高 | 基本被淘汰 |
是否支持 Null Key 和 Null Value | Key 为空的只能有一个，Value 为空的可以有多个 | 不允许有空Key 和 空 Value，会抛出异常 |
初始容量 | 16/或者给定的大小） | 11 |
扩充容量 | 变为原来的2倍/扩充为2的幂次方 | 变为原来的 2n+1 |
5）比较 HashMap 和 HashSet
类 | HashMap | HashSet |
实现的接口 | Map | Set |
底层 | 基于拉链式散列结构 | HashMap |
存储对象 | 键值对 | 仅存储对象 |
添加元素的方法 | put() | add() |
计算哈希码 | 使用键Key计算Value | 两个成员的哈希码可以相同，用equals()判断对象是否相等 |
6）比较 HashMap 和 TreeMap
类 | HashMap | TreeMap |
父类 | AbstractMap | AbstractMap |
实现的接口 | — | NavigableMap 和 SortedMap |
搜索 | — | 对集合内元素搜索 |
排序 | — | 对集合内的元素根据键排序，默认升序 |
7）比较 == 和 equals
== | equals | |
基本类型 | 值是否相等 | — |
引用类型 | 两个引用是否指向同一个对象地址 | 没有被重写：比较的是地址是否相等。被重写（如String）：比较的是地址里的内容。 |
6. Collections 工具类有哪些常用方法？
6.1 排序
void reverse(List list); // 反转
void sort(List list); // 按自然排序的升序排序
void swap(List list, int i, int j); // 交换两个索引位置的元素
// 旋转。distance>0,把list后distance个元素整体移到前面。distance<0,把list前distance个元素整体移到后面。
void rotate(List list, int distance);6.2 查找，替换
int binarySearch(List list, Object key); // 对list进行二分查找，返回索引
int max(Collection coll); // 根据元素的自然顺序，返回最大的元素
int max(Collection coll, Comparator c); // 根据定制顺序，返回最大的元素
boolean replaceAll(List list, Object oldVal, Object newVal); // 用新元素替换旧元素参考链接：
