Java常用集合類功能左冬、區(qū)別和性能

面試時時被集合類各種虐,現(xiàn)在就來總結(jié)一下Java的集合類及其區(qū)別纸型。

Java集合框架的基本接口拇砰、類層級結(jié)果如下:
java.util.Collection[接口]
--java.util.List[接口]
--java.util.AarrayList
--java.util.LinkedList
--java.util.Vector
--java.util.Stack
--java.util.Set[接口]
--java.util.HashSet
--java.util.SortedSet[接口]
--java.util.TreeSet
--java.util.Queue
java.util.Map[接口]
--java.util.SortedMap[接口]
--java.util.TreeMap
--java.util.HashMap
--java.util.HashTable
--java.util.LinkedHashMap
--java.util.WeakHashMap

1.Collection

是最基本的集合類型,所有實現(xiàn)Collection接口的類都必須提供兩個標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)造函數(shù):無參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)用于創(chuàng)建一個共的Collection狰腌,有一個Collection參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)用于創(chuàng)建一個新的Collection除破,這個新的Collection與傳入的Collection有相同的元素。

若要檢查Collection中的元素琼腔,可以使用foreach進(jìn)行遍歷瑰枫,也可以使用迭代器,Collection支持iterator()方法丹莲,通過該方法可以訪問Collection中的每一個元素光坝。用法如下:

Iterator it=collection.iterator();  
while(it.hasNext()){  
   Object obj=it.next();  
}  

Set和List是由Collection派生的兩個接口

1.1 List接口

List是有序的Collection,使用此接口能夠精確的控制每個元素插入的位置甥材。用戶能夠使用索引的位置來訪問List中的元素教馆,類似于Java數(shù)組。
List允許有相同的元素存在擂达。
除了具有Collection接口必備的的iterator()方法外土铺,還提供了listIterator()方法,放回一個 ListIterator接口板鬓。
實現(xiàn)List接口的常用類有LinkedList悲敷、ArrayList、Vector和Stack
1.1.1 LinkedList類


LinkedList實現(xiàn)了List類接口俭令,允許null元素后德。此外LinkedList提供額外的get、remove抄腔、insert方法在LinkedList的首部或尾部瓢湃。這些操作使LinkedList可被用作堆棧(stack)理张,隊列(queue)或雙向隊列(deque)
LinkedList沒有同步方法。如果多個線程想訪問同一個List绵患,則必須自己實現(xiàn)訪問同步雾叭。一種解決辦法是在創(chuàng)建List時構(gòu)造一個同步的List:
List list=Collection。synchronizedList(new LinkedList(...))
1.1.2 ArrayList類


ArrayList實現(xiàn)了可變大小的數(shù)組落蝙。它允許所有元素织狐,包括null。ArrayList沒有同步筏勒。
size(),isEmpty(),get(),set()方法運行時間為常數(shù)移迫。但是add()方法開銷為分?jǐn)偟某?shù),添加n個元素需要O(n)的時間管行。其他的方法運行時間為線性厨埋。
每個ArrayList實例都有一個容量(Capactity),即用于存儲元素的數(shù)組的大小捐顷。這個容量可隨著不斷添加新元素而自動增加荡陷,但是增長算法并沒有定義。當(dāng)需要插入大量元素時套菜,在插入之前可以調(diào)用ensureCapacity()方法來增加ArrayList容量已提高插入效率
1.2Vector類


Vector非常類似ArrayList亲善,當(dāng)時Vector是同步的。由Vector創(chuàng)建的iterator逗柴,雖然和ArrayLsit創(chuàng)建的iterator是同一接口蛹头,但是,因為Vector是同步的戏溺,當(dāng)一個iterator被創(chuàng)建而且這在被使用渣蜗,另一個線程改變了Vector狀態(tài)拷窜,這時調(diào)用iterator的方法時將拋出ConcurrentModificationException玻熙,因此必須捕獲該異常。
1.3 Stack類


Stack繼承自Vector萧求,實現(xiàn)了一個后進(jìn)先出的堆棧托享。Stack提供了5個額外的方法使得Vector得以被當(dāng)做堆棧使用骚烧。基本的push和pop方法闰围,還有peek方法得到棧頂?shù)脑卦甙恚琫mpty方法測試堆棧是否為空,serach方法檢測一個元素在堆棧中的位置羡榴。Stack剛創(chuàng)建后是空棧碧查。

1.4 Set接口

Set是一種不包含重復(fù)元素的Collection,即任意的兩個元素e1和e2都有e1.equals(e2)=false,Set最多有一個null元素。
很明顯忠售,Set的構(gòu)造函數(shù)有一個約束條件传惠,傳入的Collection參數(shù)不能包含重復(fù)的元素。
請注意:必須小心操作可變對象稻扬。如果一個Set中的可變元素改變了自身的狀態(tài)導(dǎo)致Object.equals(Object)=true將導(dǎo)致一些問題

1.4.1 HashSet

HashSet調(diào)用對象的hashCode(),獲得哈希碼卦方,然后在集合中計算存放對象的位置。通過比較哈希碼與equals()方法來判別是否重復(fù)腐螟。所以愿汰,重載了equals()方法同時也要重載hashCode();

1.4.2 TreeSet

TreeSet 繼承SortedSet接口困后,能夠?qū)现袑ο笈判蚶种健DJ(rèn)排序方式是自然排序,但該方式只能對實現(xiàn)了Comparable接口的對象排序摇予,java中對Integer汽绢、Byte、Double侧戴、Character宁昭、String等數(shù)值型和字符型對象都實現(xiàn)了該接口。

2 Map接口

Map沒有繼承Collection接口酗宋,Map提供key到value的映射积仗。一個Map中不能包含相同的key,每個key只能映射一個value蜕猫。Map接口提供了3中集合的視圖寂曹,Map的內(nèi)容可以被當(dāng)作一組key集合,一組value集合回右,或者一組key--value映射隆圆。

2.1 HashTable類

HashTable繼承Map接口,實現(xiàn)了一個key--value映射的哈希表翔烁。任何非空的對象都可作為key或者value渺氧。
添加數(shù)據(jù)使用put(key,value),取出數(shù)據(jù)使用get(key),這兩個基本操作的時間開銷為常數(shù)蹬屹。
HashTable通過initial caoacity和load factor兩個參數(shù)調(diào)整性能侣背。通常缺省的load factor 0.75較好地實現(xiàn)了時間和空間的均衡。增大了load factor可以節(jié)省空間但相應(yīng)的查找時間將增大慨默,這回影響像get和put這樣的操作
HashTable是同步的

2.2 HashMap類

HashMap和HashTable類似贩耐,不同之處在于HashMap是非同步的,并且允許null业筏,即null value和null key憔杨,但是將HashMap視為Collection時,其迭子操作時間開銷和HahMap的容量成比例蒜胖。因此消别,如果迭代操作的性能相當(dāng)重要的話抛蚤,不要將HashMap的初始化容量設(shè)的過高,或者load factor過低

2.3 WeakHashMap類

WeakHashMap是一種改進(jìn)的HashMap寻狂,他對key實行弱引用岁经,如果一個key不再被外部所引用,那么該key可以被GC回收

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