List、Set、Map的区别和关系

三者的关系图:

一、超级接口

Iterable:

该接口中会返回一个迭代器,实现该接口的类都能作为forEach的对象。

二、Collection:继承了Iterable接口,并且可以被以下类实现。

collection是集合listst和set的接口。

(一)List接口(有序)

1、LinkedList实现类:

注:A、LinkedList底层使用双向链表实现的,因此它对于数据的增加删除操作效率较ArrayList要高;

       B、对数据的查询需要操作指针,所以查询操作效率较低;

       C、LinkedList不是线程安全的;

       D、数据可重复;

2、ArrayList实现类:

底层是用数组实现的,并且默认长度(容量)为10:

private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;

注:A、ArrayList底层是用数组实现的,通过索引下标可以快速的查到数据,所以它对数据的查询操作效率高的多;

       B、ArrayList不是线程安全的。

       C、数据可重复性

3、vector:

注:A、vector是线程安全的;

       B、数据可重复

       C、通过数组来实现的,但是效率一般比ArrayList低,如果不考虑线程安全问题,一般使用ArrayList

(二)Set接口(无序)

1、HashSet实现类:

注:A、HashSet不是线程安全的;

       B、HashSet允许有空值;

       C、HashSet中不允许有相同值得存在;

2、TreeSet实现类:

注:A、TreeSet是线程不安全的

       B、该类实现了SortedSet接口,通过Comparator或者Comparable维护了一个排序顺序(二叉树)。

3、LinkedHashSet类:

注:A、通过数据的插入顺序对其进行顺序存储。

三、Map

Map只是一个接口,不是collection的子接口或者实现类,它是以键值对的形式进行存储的。

1、Map接口的一些实现类:

HashMap、TreeMap、LinkedHashMap和HashTable。

2、HashMap:

A、HashMap是基于哈希表的Map接口的非同步实现,允许使用null值和null键,但不保证映射的顺序。

B、底层使用数组实现,数组中每一项是个单向链表,即数组和链表的结合体;当链表长度大于一定阈值时,链表转换为红黑树,这样减少链表查询时间。

C、HashMap在底层将key-value当成一个整体进行处理,这个整体就是一个Node对象。HashMap底层采用一个Node[]数组来保存所有的key-value对,当需要存储一个Node对象时,会根据key的hash算法来决定其在数组中的存储位置,在根据equals方法决定其在该数组位置上的链表中的存储位置;当需要取出一个Node时,也会根据key的hash算法找到其在数组中的存储位置,再根据equals方法从该位置上的链表中取出该Node。

D、HashMap进行数组扩容需要重新计算扩容后每个元素在数组中的位置,很耗性能

E、采用了Fail-Fast机制,通过一个modCount值记录修改次数,对HashMap内容的修改都将增加这个值。迭代器初始化过程中会将这个值赋给迭代器的expectedModCount,在迭代过程中,判断modCount跟expectedModCount是否相等,如果不相等就表示已经有其他线程修改了Map,马上抛出异常

3、HashTable:

A、Hashtable是基于哈希表的Map接口的同步实现,不允许使用null值和null键

B、底层使用数组实现,数组中每一项是个单链表,即数组和链表的结合体

C、Hashtable在底层将key-value当成一个整体进行处理,这个整体就是一个Entry对象。Hashtable底层采用一个Entry[]数组来保存所有的key-value对,当需要存储一个Entry对象时,会根据key的hash算法来决定其在数组中的存储位置,在根据equals方法决定其在该数组位置上的链表中的存储位置;当需要取出一个Entry时,也会根据key的hash算法找到其在数组中的存储位置,再根据equals方法从该位置上的链表中取出该Entry。

D、synchronized是针对整张Hash表的,即每次锁住整张表让线程独占

4、TreeMap:

A、底层是二叉树的结构

B、线程不同步

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三者的关系图:

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