1.数组（array）

概念：同一种类型数据的集合。其实数组就是一个容器。
定义格式1：
元素类型[] 数组名 = new 元素类型[元素个数或数组长度];
示例：int[] arr = new int[5];
定义格式2：
元素类型[] 数组名 = new 元素类型[]{元素，元素，……};
int[] arr = new int[]{3,5,1,7};
int[] arr = {3,5,1,7};
数组的内存分析：
栈（Stack）：存放的都是方法中的局部变量，方法的运行一定要在栈中运行
堆（Heap）:凡是new出来的东西都在堆中，堆内存里面的东西都有一个地址值
方法区（Method Area）:存储.class相关信息，包含方法的信息
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注意：
1.给数组分配空间时，必须指定数组能够存储的元素个数来确定数组大小。创建数组之后不能修改数组的大小。
2.数组可以装任意类型的数据，虽然可以装任意类型的数据,但是定义好的数组只能装一种元素，也就是数组一旦定义，那么里边存储的数据类型也就确定了。
3.数组静态分配内存，在内存中连续
4. 数组下标从0开始

补充：
1.数组的优点：
随机访问性强（通过下标进行快速定位）
查找速度快
2.数组的缺点：
插入和删除效率低（插入和删除需要移动数据）
内存空间要求高，必须有足够的连续内存空间。
数组大小固定，不能动态拓展

2.集合

2.1.集合（Collection）

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List下有ArrayList，Vector，LinkedList
Set下有HashSet，LinkedHashSet，TreeSet
Collection接口下还有个Queue接口，有PriorityQueue类

集合中只能存储引用类型的对象，所以集合元素不能是基本数据类型（基本数据类型不是对象），但是可以存放对应的包装类。

2.1.1.List

List 接口存储一组不唯一，有序（插入顺序）的对象。
ArrayList: 底层数据结构是数组，查询快，增删慢，线程不安全，效率高，可以存储重复元素
LinkedList: 底层数据结构是链表，查询慢，增删快，线程不安全，效率高，可以存储重复元素
Vector:底层数据结构是数组，查询快，增删慢，线程安全，效率低，可以存储重复元素
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2.1.2.Set

Set 接口存储一组唯一，无序的对象。
HashSet:底层数据结构采用哈希表实现，元素无序且唯一，线程不安全，效率高，允许包含值为null的元素，但最多只能一个。
元素的唯一性是靠所存储元素类型是否重写hashCode()和equals()方法来保证的，如果没有重写这两个方法，则无法保证元素的唯一性。
LinkedHashSet：底层数据结构采用链表和哈希表共同实现，链表保证了元素的顺序与存储顺序一致，哈希表保证了元素的唯一性。线程不安全，效率高。
TreeSet：底层数据结构采用二叉树来实现，元素唯一且已经排好序；唯一性同样需要重写hashCode和equals()方法，二叉树结构保证了元素的有序性。
小结：Set 存入Set的每个元素都必须是唯一的，因为Set不保存重复元素。加入Set的元素必须定义equals()方法以确保对象的唯一性。Set与Collection有完全一样的接口。Set接口不保证维护元素的次序。

2.1.3.List和Set的区别

List 接口实例存储的是有序的，可以重复的元素。Set 接口实例存储的是无序的，不重复的数据。
List和数组类似，可以动态增长，根据实际存储的数据的长度自动增长List的长度。查找元素效率高，插入删除效率低，因为会引起其他元素位置改变 <实现类有ArrayList,LinkedList,Vector>
Set 接口存储一组唯一，无序的对象。
Set检索效率低下，删除和插入效率高，插入和删除不会引起元素位置改变 <实现类有HashSet,TreeSet>。

2.2.图（Map）

Map 接口存储一组键值对象，提供key（键）到value（值）的映射。尽管 Map 不是集合，但是它们完全整合在集合中。
Map 的内容可以被当作一组 key 集合，一组 value 集合，或者一组 key-value 映射。
Map下有Hashtable，LinkedHashMap，HashMap，TreeMap
HashMap：效率较高，不是线程安全的，允许null值（key和value都允许）
Hashtable：效率较低，是线程安全的，不允许null值
TreeMap：通过红黑树（R-B tree）实现，TreeMap中的元素默认按照keys的自然排序排列。（对Integer来说，其自然排序就是数字的升序；对String来说，其自然排序就是按照字母表排序）

2.3.HashMap和HashSet的区别

HashSet是通过HasMap来实现的，HashMap的输入参数有Key、Value两个组成，在实现HashSet的时候，保持HashMap的Value为常量，相当于在HashMap中只对Key对象进行处理。
区别：
HashMap存储键值对，HashSet仅存储对象。
HashMap使用put方法将元素添加到Map中，HashSet使用add方法将元素添加到Set中。
存储对象的过程不同：HashMap（数组+链表/红黑树），HashSet（数组）。

3.数组和集合的区别

1.数组：数组的大小是固定的，并且只能存放同一种类型的数据（基本类型数据或引用类型数据）
2.集合：可以对数据数量不固定的数组进行存储和操作。如果程序中不清楚到底有多少对象，需要在容量不足的时候进行自动扩充，则需要使用集合，而不选择数组。

4.总结

在集合中常见的数据结构

ArrayXxx:底层数据结构是数组，查询快，增删慢
LinkedXxx:底层数据结构是链表，查询慢，增删快
TreeXxx:底层数据结构是二叉树。两种方式排序：自然排序和比较器排序
HashXxx:底层数据结构是哈希表。依赖两个方法：hashCode()和equals()

数组： 采用一段连续的存储单元来存储数据。对于指定下标的查找，时间复杂度为O(1)；通过给定值进行查找，需要遍历数组，逐一比对给定关键字和数组元素，时间复杂度为O(n)，当然，对于有序数组，则可采用二分查找，插值查找，斐波那契查找等方式，可将查找复杂度提高为O(logn)；对于一般的插入删除操作，涉及到数组元素的移动，其平均复杂度也为O(n)

线性链表： 对于链表的新增，删除等操作（在找到指定操作位置后），仅需处理结点间的引用即可，时间复杂度为O(1)，而查找操作需要遍历链表逐一进行比对，复杂度为O(n)

二叉树： 对一棵相对平衡的有序二叉树，对其进行插入，查找，删除等操作，平均复杂度均为O(logn)。

哈希表： 相比上述几种数据结构，在哈希表中进行添加，删除，查找等操作，性能十分之高，不考虑哈希冲突的情况下（后面会探讨下哈希冲突的情况），仅需一次定位即可完成，时间复杂度为O(1)。

数据结构的物理存储结构只有两种：顺序存储结构和链式存储结构（像栈，队列，树，图等是从逻辑结构去抽象的，映射到内存中，也这两种物理组织形式）

java基础篇—数组与集合

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