一、前言
Java集合主要分为三种类型：Set（集）、List（列表）和Map（映射）。
先简单说下集合和数组的区别：
数组是大小固定的，并且同一个数组只能存放类型一样的数据（基本类型/引用类型），而JAVA集合可以存储和操作数目不固定的一组数据。所有的JAVA集合都位于java.util包中。 JAVA集合只能存放引用类型的的数据，不能存放基本数据类型。
再来说说集合产生的原因：世间上本来没有集合，只有数组（c语言）。
有人想有可以自动扩展的数组，所以有了List。
有的人想有没有不重复的数组，所以有了set。
有人想有自动排序的组数，所以有了TreeSet、TreeList、Tree**。
而几乎所有的集合都是基于数组来实现的。因为集合是对数组做的封装，所以数组永远比任何一个集合要快。但任何一个集合，比数组提供的功能要多。
1、数组声明了它容纳的元素的类型，而集合不声明。这是由于集合以Object形式来存储它们的元素。
2、一个数组实例具有固定的大小，不能伸缩。集合则可根据需要动态改变大小。
3、数组是一种可读/可写数据结构，没有办法创建一个只读数组。然而可以使用集合提供的ReadOnly方法，以只读方式来使用集合。该方法将返回一个集合的只读版本。
下面具体说下集合（Collection：List、Set，Map：HashMap、TreeMap）
Set、List、Map
二、细说Java集合
2.1、Collection接口
Collection是最基本的集合接口，声明了适用于JAVA集合（只包括Set和List）的通用方法。 Set 和List 都继承了Conllection。
2.1.1、Collection接口的方法：
boolean add(Object o) ：向集合中加入一个对象的引用
void clear()：删除集合中所有的对象，即不再持有这些对象的引用
boolean isEmpty()：判断集合是否为空
boolean contains(Object o) ：判断集合中是否持有特定对象的引用
Iterartor iterator() ：返回一个Iterator对象，可以用来遍历集合中的元素
boolean remove(Object o) ：从集合中删除一个对象的引用
int size() ：返回集合中元素的数目
Object[] toArray()：返回一个数组，该数组中包括集合中的所有元素
注意：Iterator() 和toArray() 方法都用于集合的所有的元素，前者返回一个Iterator对象，后者返回一个包含集合中所有元素的数组。
Iterator接口声明了如下方法：
hasNext()：判断集合中元素是否遍历完毕，如果没有，就返回true
next() ：返回下一个元素
remove()：从集合中删除上一个有next()方法返回的元素
2.2、Set(集合)
Set是最简单的一种集合。集合中的对象不按特定的方式排序，并且没有重复对象。 Set接口主要实现了两个实现类：
HashSet： HashSet类按照哈希算法来存取集合中的对象，存取速度比较快
TreeSet ：TreeSet类实现了SortedSet接口，能够对集合中的对象进行排序。
Set 的用法：存放的是对象的引用，没有重复对象。
Set set = newHashSet();
String s1=newString("hello");
String s2 = s1;
String s3 = newString("world");
set.add(s1);
set.add(s2);
set.add(s3);
System.out.println(set.size()); // 打印集合中对象的数目 为 2。
Set 的add()方法是如何判断对象是否已经存放在集合中？
booleanisExists = false;
Iterator iterator = set.iterator();
while(it.hasNext()) {
String oldStr = it.next();
if(newStr.equals(oldStr)){
isExists=true;
}
}
Set的功能方法：
Set具有与Collection完全一样的接口，因此没有任何额外的功能，不像前面有两个不同的List。实际上Set就是Collection，只是行为不同(这是继承与多态思想的典型应用：表现不同的行为)。Set不保存重复的元素。
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。
HashSet：为快速查找设计的Set。存入HashSet的对象必须定义hashCode()。
TreeSet： 保存次序的Set, 底层为树结构。使用它可以从Set中提取有序的序列。
LinkedHashSet：具有HashSet的查询速度，且内部使用链表维护元素的顺序(插入的次序)。于是在使用迭代器遍历Set时，结果会按元素插入的次序显示。
2.3、List(列表)
List的特征是其元素以线性方式存储，集合中可以存放重复对象。
List接口主要实现类包括：
ArrayList() : 代表长度可以改变得数组。可以对元素进行随机的访问，向ArrayList()中插入与删除元素的速度慢。
LinkedList(): 在实现中采用链表数据结构。插入和删除速度快，访问速度慢。
对于List的随机访问来说，就是只随机来检索位于特定位置的元素。 List 的 get(int index) 方法放回集合中由参数index指定的索引位置的对象，下标从“0” 开始。最基本的两种检索集合中的所有对象的方法：
1、for循环和get()方法：
for(int i=0; i<list.size(); i++){
System.out.println(list.get(i));
}
2、使用 迭代器（Iterator）:
Iterator it = list.iterator();
while(it.hashNext()){
System.out.println(it.next());
}
两种List的功能方法：一种是基本的ArrayList，其优点在于随机访问元素；另一种是更强大的LinkedList，它并不是为快速随机访问设计的，而是具有一套更通用的方法。
List：次序是List最重要的特点，它保证维护元素特定的顺序。List为Collection添加了许多方法，使得能够向List中间插入与移除元素。一个List可以生成ListIterator，使用它可以从两个方向遍历List，也可以从List中间插入和移除元 素。
ArrayList：由数组实现的List。允许对元素进行快速随机访问，但是向List中间插入与移除元素的速度很慢。ListIterator只应该用来由后向前遍历 ArrayList，而不是用来插入和移除元素，因为那比LinkedList开销要大很多。
LinkedList：对顺序访问进行了优化，向List中间插入与删除的开销并不大。随机访问则相对较慢。(使用ArrayList代替。)还具有下列方 法：addFirst(), addLast(), getFirst(), getLast(), removeFirst() 和 removeLast(),，这些方法 (没有在任何接口或基类中定义过)使得LinkedList可以当作堆栈、队列和双向队列使用。
2.4、Map(映射)
Map 是一种把键对象和值对象映射的集合，它的每一个元素都包含一对键对象和值对象。 Map没有继承于Collection接口。从Map集合中检索元素时，只要给出键对象，就会返回对应的值对象。
Map的常用方法：
1、添加，删除操作：
Object put(Object key, Object value)： 向集合中加入元素
Object remove(Object key)： 删除与KEY相关的元素
void putAll(Map t)： 将来自特定映像的所有元素添加给该映像
void clear()：从映像中删除所有映射
2、查询操作：
Object get(Object key)：获得与关键字key相关的值 。Map集合中的键对象不允许重复，也就说，任意两个键对象通过equals()方法比较的结果都是false，但是可以将任意多个键独享映射到同一个值对象上。
3、Map的功能方法：
方法put(Object key, Object value)添加一个“值”(想要得东西)和与“值”相关联的“键”(key)(使用它来查找)。方法get(Object key)返回与给定“键”相关联的“值”。
标准的Java类库中包含了几种不同的Map：HashMap，TreeMap、LinkedHashMap、WeakHashMap、IdentityHashMap。它们都有同样的基本接口Map，但是行为、效率、排序策略、保存对象的生命周期和判定“键”等价的策略等各不相同。
提高执行效率是Map的一个大优势。看看get()要做哪些事，就会明白为什么在ArrayList中搜索“键”是相当慢的。而这正是HashMap提高速度的地方。HashMap使用了特殊的值，称为“散列码”(hash code)，来取代对键的缓慢搜索。“散列码”是“相对唯一”用以代表对象的int值，它是通过将该对象的某些信息进行转换而生成的。所有Java对象都能产生散列码，因为hashCode()是定义在基类Object中的方法。
HashMap就是使用对象的hashCode()进行快速查询的。此方法能够显着提高性能。
Map：维护“键值对”的关联性，使你可以通过“键”查找“值”。
HashMap：Map基于散列表的实现。插入和查询“键值对”的开销是固定的。可以通过构造器设置容量capacity和负载因子load factor，以调整容器的性能。
LinkedHashMap：类似于HashMap，但是迭代遍历它时，取得“键值对”的顺序是其插入次序，或者是最近最少使用(LRU)的次序。只比HashMap慢一点。而在迭代访问时发而更快，因为它使用链表维护内部次序。
TreeMap：基于红黑树数据结构的实现。查看“键”或“键值对”时，它们会被排序(次序由Comparabel或Comparator决定)。TreeMap的特点在 于，你得到的结果是经过排序的。TreeMap是唯一的带有subMap()方法的Map，它可以返回一个子树。
WeakHashMao ：弱键(weak key)Map，Map中使用的对象也被允许释放: 这是为解决特殊问题设计的。如果没有map之外的引用指向某个“键”，则此“键”可以被垃圾收集器回收。
IdentifyHashMap：使用==代替equals()对“键”作比较的hash map。专为解决特殊问题而设计。
三、它们的区别
3.1、Collection和Map的区别
容器内每个为之所存储的元素个数不同。Collection类型，每个位置只有一个元素。Map类型，持有 key-value pair，像个小型数据库（比如现在很火的MongoDB就是key-value）。
3.2、特征说明
List，Set，Map将持有对象一律视为Object型别。
Collection、List、Set、Map都是接口，不能实例化。
继承自它们的 ArrayList、Vector、HashTable、HashMap是具象class，这些才可被实例化。vector容器确切知道它所持有的对象隶属什么型别。vector不进行边界检查。
List：将以特定次序存储元素，所以取出来的顺序可能和放入顺序不同。
Set ： 不能含有重复的元素。
四、总结
1、如果涉及到堆栈，队列等操作，应该考虑用List，对于需要快速插入，删除元素，应该使用LinkedList，如果需要快速随机访问元素，应该使用ArrayList。
2、如果程序在单线程环境中，或者访问仅仅在一个线程中进行，考虑非同步的类，其效率较高，如果多个线程可能同时操作一个类，应该使用同步的类。
3、在除需要排序时使用TreeSet、TreeMap外，都应使用HashSet、HashMap，因为他们的效率更高。
4、要特别注意对哈希表的操作，作为key的对象要正确复写equals和hashCode方法。
5、容器类仅能持有对象引用（指向对象的指针），而不是将对象信息copy一份至数列某位置。一旦将对象置入容器内，便损失了该对象的型别信息。
6、尽量返回接口而非实际的类型，如返回List而非ArrayList，这样如果以后需要将ArrayList换成LinkedList时，客户端代码不用改变。这就是针对抽象编程。
注意：
1、Collection没有get()方法来取得某个元素。只能通过iterator()遍历元素。
2、Set和Collection拥有一模一样的接口。
3、List可以通过get()方法来一次取出一个元素。
4、一般使用ArrayList。用LinkedList构造堆栈stack、队列queue。
5、Map用 put(k,v) / get(k)，还可以使用containsKey()/containsValue()来检查其中是否含有某个key/value。HashMap会利用对象的hashCode来快速找到key。
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