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Java集合框架结构
为什么要有集合？
集合是用来存放数据的，大部分集合底层都是使用数组来进行实现的。但是数组有一个缺点，就是数组一旦初始化后，就无法改变数组的长度，那么我们在存放未知个数的数据的时候，数组就已经无法满足我们的需求了。
于是就有了集合，它的底层虽然是数组实现，但是却对底层数组进行了动态维护，使得集合可以动态进行扩容操作，而且提供公有的操作数组的方法，免去了使用索引下标在操作数组时而引起的各种问题。
集合主要有Collection和Map两种体系。
Collection
Collection是java.util包下的集合类的顶级接口，它的子类有List和Set。Java中的集合框架都是围绕这一个接口标准而设计实现的。
Map
Map是Java.util包下的集合类顶级接口，和Collection同级，它的实现类主要有HashMap，HashTable，ConcurrentHashMap。它存放的数据是key-value形式的。
List集合
List是Collection接口下的一个集合接口，是所有List类的规范接口，它的实现类主要有ArrayList，LinkedList，Vector等实现类。
- List集合存放元素有顺序，可以存放重复的元素。
ArrayList
- ArrayList是最为常用的集合之一，底层使用数组实现，线程不安全，查找效率快，增删效率慢。
- 扩容机制：ArrayList扩容后的容量为原来的容量的1.5倍。
- ArrayList在使用无参构造创建对象的时候，不会开辟数组空间，在进行第一次添加操作的时候，才进行数组空间的开辟，默认初始化值为10。
LinkedList
- LinkedList底层使用的是Node节点的链表实现，线程不安全，查找效率慢，增删效率快。
Vector
- Vector的功能和ArrayList基本相似，不过Vector是线程安全的集合，底层使用synchronized关键字进行同步。
- 扩容机制：Vector扩容后的容量为原来的容量的2倍。
List集合实现类的区别
| ArrayList | Vector | LinkedList | |
| 相同之处 | 存放元素有顺序，元素可重复 | ||
| 底层实现 | 数组 | 数组 | 链表 |
| 是否同步 | 不同步，线程不安全 | 同步，线程安全 | 不同步，线程不安全 |
| 效率 | 查找快，增删慢 | 查找快，增删慢 | 查找慢，增删快 |
| 扩容机制 | 扩容后的容量为原来的容量的1.5倍 | 扩容后的容量为原来的容量的2倍 | 链表，不需要扩容 |
Set集合
Set接口的实现类主要有HashSet和TreeSet。
HashSet
- HashSet底层使用的是HashMap实现，元素存取无顺序，元素不可重复，可以存放null值。
TreeSet
- TreeSet底层使用的是二叉树实现。
List集合和Set集合的区别
| List | Set |
|---|---|
| 元素可重复 | 元素不可重复 |
| 元素存取有顺序 | 元素存取无顺序 |
Map集合
Map集合是哈希类型的集合，也就是散列表结构，用于存放key-value类型的键值对，保证key唯一性。
HashMap（重点）
- HashMap存放key-value键值对，可以存放null值 ，线程不安全。
- HashMap默认初始化容量大小为16，默认负载因子为0.75。
- HashMap第一次创建的时候不会开辟数组空间，只有第一次进行put操作的时候，才会进行数组空间的开辟。
- HashMap在扩容的时候，JDK7及以前的版本先扩容再插入元素，JDK8之后先插入元素再扩容。
- HashMap在JDK7及以前版本的时候，使用数组+链表实现，JDK8之后使用数组+链表+红黑树实现。
- HashMap在JDK7及以前版本，在发生哈希碰撞的时候，使用头插法插入元素，JDK8之后，使用尾插法插入元素。
- HashMap的链表长度大于等于8，会转换为红黑树，红黑树长度小于等于6，会转换为链表。
HashTable
- HashTable的功能基本和HashMap相似，不过HashTable是线程安全的，使用了synchronized关键字进行同步，HashTable的key-value值不可以存放null值。
ConcurrentHashMap
- ConcurrentHashMap是HashTable的替代类，扩展性和性能比HashTable较好，线程安全。
HashMap和HashTable的区别
| HashMap | HashTable |
|---|---|
| JDK1.2出现的集合类 | JDK1.1出现的集合类 |
| 线程不安全，不同步 | 线程安全，底层使用synchronized关键字同步 |
| key和value可以存放null值 | key和value不可以存放null值 |
HashMap不同版本的区别
| JDK7及以前的版本 | JDK8 | |
|---|---|---|
| 底层实现 | 数组+链表 | 数组+链表+红黑树 |
| 扩容 | 先扩容再插入键值对 | 先插入键值对，再进行扩容 |
| 链表插入的方法 | 头插法 | 尾插法 |
思维导图
