在Java開發(fā)中，會經(jīng)常使用到集合，那么何為集合呢？
集合是用于存儲批量數(shù)據(jù)的容器工具阴绢，可以將其看做一個(gè)可變長度的數(shù)組。
在Java的API中集合被包含在java.util包中艰躺，被稱作collection框架呻袭。
Collection
我們先從Collection接口說起，接口Collection是collection層次結(jié)構(gòu)的根接口腺兴，表示一組對象左电，一些collection是允許重復(fù)，一些則不可以含长。一些是有序的券腔，而一些則是無序的伏穆。
所有通用的Collection實(shí)現(xiàn)類（通常通過它的一個(gè)子接口間接實(shí)現(xiàn)Collection）應(yīng)該提供兩個(gè)“標(biāo)準(zhǔn)”構(gòu)造方法：一個(gè)是 void（無參數(shù)）構(gòu)造方法拘泞，用于創(chuàng)建空 collection；另一個(gè)是帶有Collection類型單參數(shù)的構(gòu)造方法枕扫，用于創(chuàng)建一個(gè)具有與其參數(shù)相同元素新的 collection陪腌。實(shí)際上，后者允許用戶復(fù)制任何 collection烟瞧，以生成所需實(shí)現(xiàn)類型的一個(gè)等效 collection诗鸭。盡管無法強(qiáng)制執(zhí)行此約定（因?yàn)榻涌诓荒馨瑯?gòu)造方法），但是 Java 平臺庫中所有通用的Collection實(shí)現(xiàn)都遵從它参滴∏堪叮——官網(wǎng)介紹
下圖是常用Collection集合的簡化UML類圖：
Set接口
Set類型的集合存儲的元素是無序的且不可重復(fù)。
HashSet
對于HashSet砾赔，是基于HashMap（我們將會在后面介紹）實(shí)現(xiàn)的蝌箍。HashSet底層采用HashMap來保存所有元素。主要用來做高性能的集運(yùn)算暴心，為快速查找而設(shè)計(jì)妓盲。存入HashSet的對象必須重寫hashCode()方法。
當(dāng)我們向HashSet集合添加元素時(shí)专普，它是按照hash算法來存儲集合中的元素悯衬。首先HashSet會調(diào)用該對象的hashCode()方法來獲取到該對象的hashCode值，然后根據(jù)hashCode值決定該對象在Set集合中的存儲位置檀夹。HashSet集合判斷兩個(gè)元素相等的標(biāo)準(zhǔn)是兩個(gè)對象通過equals方法比較相等筋粗，同時(shí)兩個(gè)元素的hashCode()方法返回值也相等策橘。因此如果兩個(gè)元素通過equals方法比較返回為true，但它們通過hashCode()方法返回的值的比較不相等娜亿，那么HashSet會將這兩個(gè)元素存儲在不同的位置役纹，仍然能夠添加成功。
TreeSet
TreeSet是一種可指定排序方式的Set集合暇唾。其底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是二叉樹促脉。通過比較兩元素的結(jié)果是否為0來保證元素的唯一性。
對于TreeSet的指定排序方式的方法有兩種：
方式一：讓元素自身具備比較性策州。只要讓元素實(shí)現(xiàn)Comparable接口瘸味，并覆蓋compareTo方法即可馍驯，當(dāng)compareT方法的返回值為0時(shí)帆锋，就是相同元素。
方式二：讓集合自身具備比較性嫡秕。該方式通過自定義比較器來實(shí)現(xiàn)孽糖，自定義類實(shí)現(xiàn)Comparator接口枯冈，覆蓋compare方法，將該Comparator接口實(shí)現(xiàn)類的對象作為參數(shù)傳遞給TreeSet的構(gòu)造方法即可办悟。
List接口
List類型的集合存儲的元素時(shí)有序且可重復(fù)尘奏。
ArrayList
ArrayList底層采用一個(gè)可變長度的數(shù)組實(shí)現(xiàn)，可存儲所有的元素病蛉，包括null炫加。由于其實(shí)現(xiàn)了Serializable接口，所以其支持序列化铺然。又由于其實(shí)現(xiàn)了RandomAccess接口俗孝，所以支持快速隨機(jī)訪問。ArrayList集合存儲的元素按照存入的先后順序排列元素魄健，也就是說先進(jìn)先出赋铝。
每個(gè)ArrayList實(shí)例都有一個(gè)容量，即用于存儲元素的數(shù)組的大小沽瘦，這個(gè)容量可隨著不斷添加新元素而自動(dòng)增加革骨，。但是增長算法并沒有定義其垄。當(dāng)需要插入大量元素的時(shí)候苛蒲，再插入前可以調(diào)用ensureCapacity方法來增加ArrayList的容量以提高插入效率。
ArrayList歲支持快速隨機(jī)訪問绿满，但向集合中插入與移除元素的操作速度很慢臂外。
LinkedList
LinkList在的底層是一個(gè)鏈表結(jié)構(gòu)，因此LinkList對于集合增刪操作來說會更加占有優(yōu)勢，只需要對指針（注：在Java中沒有指針的概念漏健，這里是可以更形象地進(jìn)行說明）操作即可嚎货。又因?yàn)殒湵淼慕Y(jié)構(gòu)，LinkList可以被用作堆棧蔫浆，隊(duì)列或雙向隊(duì)列殖属。
Vector
Vector同ArrayList一樣底層是一個(gè)可變長度的數(shù)組。（下文有詳細(xì)的介紹）
Stack
Stack集合繼承于Vector類瓦盛，Stack底層是一個(gè)堆棧結(jié)構(gòu)洗显，遵循后進(jìn)先出（LIFO）原則，只能在一端執(zhí)行插入操作（稱為入棧）或刪除操作（稱為出棧）
peek()//查看棧頂元素 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? pop()//出棧原环，從棧頂移除一個(gè)元素 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? push(E Object)//入棧挠唆，將一個(gè)Object壓入棧頂 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? search(E Object)//查詢某個(gè)元素在棧中的位置
下圖是常用Map集合簡化的UML類圖
Map接口
Map類型的集合以鍵值對的形式存儲數(shù)據(jù)。不允許鍵的重復(fù)和從鍵到值的一對多映射嘱吗。
HashMap
在HashMao內(nèi)部通過一個(gè)哈希表來管理所有元素玄组，同上文敘述的HashSet類似（其實(shí)應(yīng)該說HashSet同HashMap類似），通過hashCode()方法和equals()方法來保證鍵的唯一性谒麦。也因此HashMap通過鍵的hashCode來快速的存取元素俄讹。
LinkedHashMap
LinkedHashMap繼承于HashMap，在底層是以哈希表和鏈接列表相結(jié)合而實(shí)現(xiàn)的.該集合類型保留插入順序绕德，如果需要輸入順序與輸出順序相同患膛，可以采用此集合。在LinkedHashMap內(nèi)部有兩種排序方式迁匠，一種是插入順序（默認(rèn)）剩瓶，一種是訪問順序（即近期訪問最少到近期訪問最多的順序）驹溃，這兩種方式通過一個(gè)布爾值accessOrder進(jìn)行切換城丧，在LinkedHashMap的構(gòu)造方法publicLinkedHashMap(intinitialCapacity,floatloadFactor,booleanaccessOrder)?{ ??super(initialCapacity,?loadFactor); ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??this.accessOrder?=?accessOrder;}?中，如果accessOrder為true豌鹤，表示按照訪問順序存儲元素亡哄，如果為false表示按照插入順序訪問元素。
Hashtable
同樣HashMap在底層是通過一個(gè)哈希表來實(shí)現(xiàn)的布疙。
Properties
Properties繼承于Hashtable蚊惯，該類表示一個(gè)持久的屬性值，可保存在流中或從流中加載灵临。屬性列表中每個(gè)鍵及其對應(yīng)值都是一個(gè)字符串截型。該類主要用于讀取Java中的配置文件，在Java中儒溉，其配置文件常為.properties文件宦焦，格式為文本文件，文件的內(nèi)容的格式是“鍵=值”的格式，文本注釋信息可以用"#"來注釋波闹。了解Properties的詳細(xì)用法酝豪，點(diǎn)我。
TreeMap
TreeMap實(shí)現(xiàn)了SortedMap接口精堕，該集合根據(jù)鍵的自然順序進(jìn)行排序孵淘，或根據(jù)創(chuàng)建集合時(shí)傳入的Comparator進(jìn)行排序，具體取決于使用的構(gòu)造方法歹篓。
各種集合的比較
1.同步性
以上介紹的集合中瘫证，除Vector、Stack庄撮、HashTable和Properties外痛悯，其他集合類型（HashSet、TreeSet重窟、ArrayList载萌、LinkedList、LinkedHashMap巡扇、TreeMap）都是非線程安全的扭仁。那么當(dāng)多個(gè)線程同時(shí)訪問這些非線程的集合類型時(shí)，我們必須自己實(shí)現(xiàn)訪問同步厅翔，一種解決方案是在構(gòu)造這些集合時(shí)構(gòu)造一個(gè)同步集合乖坠，通過Collections類的靜態(tài)方法synchronizedCollection() ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?synchronizedList() ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?synchronizedMap() ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?synchronizedSet() ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?synchronizedSortedMap() ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?synchronizedSortedSet()
2.ArrayList與Vector的比較
同步性方面，如1所述刀闷，Vector不需要自己實(shí)現(xiàn)同步方案熊泵，而ArrayList需要自己實(shí)現(xiàn)同步方案。ArrayList和Vector都是使用可變長數(shù)組來保存數(shù)據(jù)甸昏，當(dāng)數(shù)組空間不足時(shí)顽分，兩者就需要擴(kuò)展其大小，ArrayList增加50%的大小施蜜，而Vector在默認(rèn)情況下增長一倍的大小卒蘸，但Vector可以自己設(shè)定這個(gè)增長幅度，在這方面Vector確實(shí)是有優(yōu)勢的翻默，根據(jù)情況設(shè)定增長幅度缸沃，對程序的性能來說會更加友好。
3.LinkedList與ArrayList修械、Vector的比較
這三種集合類型都支持快速隨機(jī)訪問趾牧，在集合的首或末對元素進(jìn)行更重操作，三者并沒有什么的區(qū)別肯污，但當(dāng)從其他任意位置對元素進(jìn)行操作翘单，在性能上就會產(chǎn)生很大的差異梯皿。上文有敘述到LinkList是一個(gè)鏈表結(jié)構(gòu)，在任意位置的對元素的操作都在一個(gè)常數(shù)級的時(shí)間县恕，而Arrayl與Vecotr卻頗為費(fèi)時(shí)东羹。
4.HashMap和Hashtable的區(qū)別
Hashtable與HashMap類似，但Hashtable不允許鍵與值為null忠烛，HashMap卻允許属提。Hashtable是線程安全的，HashMap是縣城非安全的美尸。相比較下冤议，HashMap比Hashtable效率要高下，所以要根據(jù)具體情況選擇使用师坎。恕酸。
5.TreeMap和HashMap的比較
針對于TreeMap，HashMap使用起來性能更好胯陋，因?yàn)樵贖ashMap的構(gòu)造方法中蕊温，可以自己調(diào)優(yōu)初始容量和負(fù)載因子，這樣我們就可以根據(jù)具體的開發(fā)環(huán)境去優(yōu)化我們的HashMap遏乔。TreeMap可以自定義順序遍歷元素义矛，這更是與使用在需要具體排序的情況下。但是TreeMap的性能不是很好盟萨，TreeMap的get操作的時(shí)間復(fù)雜度是O(log(n))凉翻，針對于HashMap的O(1)差的還是比較多的。因此為了中和兩者捻激，出現(xiàn)了LinkedHashMap制轰。
6.各集合的性能比較
單線程模式下，測試元素在100~1000的情況下：
添加? HashMap效率最高胞谭，ArrayList最低垃杖，其他的效高的還有Stack、HashSet和Vector韭赘，較低的有LinkedList和TreeSet和TreeMap
刪除 HashMap效率最高缩滨，LinkedList最低，其他的HashSet泉瞻、TreeMap和TreeSet效率較高，較低的有Vector苞冯、ArrayList和Stack
查找? HashMap效率最高袖牙，LinkedList最低，HashXXX和TreeXXX效率都比較高舅锄，而基于List類效率耗時(shí)是Map或Set的十倍左右鞭达。
多線程模式下，測試元素100~1000，線程數(shù)10的情況下：
添加 HashSet效率最高畴蹭，LinkedList最低坦仍，HashXXX和TreeXXX效率都比較高，這里ArrayList效率較低叨襟，整體相差不大繁扎。
刪除 HashSet效率最高，LinkedList最低糊闽，整體性能同添加相似梳玫，但HashXXX或TreeXXX性能比List系列高出3倍。
查找 仍然是HashSet性能最好右犹，LinkedList最低提澎，性能較差的是ArrayList，其他的均表現(xiàn)很好念链。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ——摘自Adroid中文網(wǎng)
請根據(jù)具體情況具體選擇盼忌。
7.移動(dòng)開發(fā)給出的建議
在谷歌官方推出的Android性能優(yōu)化典范系列視頻中提到，Android為移動(dòng)操作系統(tǒng)特意編寫了一些更加高效的容器掂墓，其中包括SparseArray和ArrayMap碴犬。
SparseArray采用二分法的方式存儲數(shù)據(jù)，所以SparseArray內(nèi)的元素時(shí)按照鍵從小到大排列的梆暮，SparseArray只接受int類型的鍵
put(int key, E value)//增? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? append(int key, E value)//增服协，其中的key是大于所有現(xiàn)有的鍵的數(shù)組，以便于提升性能? ? ? ? ? ??? E get(int key)//查? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??????? E get(int key, E valueIfKeyNotFound)//查? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? delete(int key)//刪? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? remove(int key)//刪啦粹，實(shí)際上remove和delete是一樣的偿荷，remove方法中調(diào)用了delete方法? ? ? setValueAt(int index, E value)//改? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? put(int key, E value)//改
ArrayMap，該類是在API19中出現(xiàn)的唠椭，單位了兼容低版本support.v4中也有ArrayMap類跳纳。ArrayMap在內(nèi)部使用兩個(gè)數(shù)組進(jìn)行工作，其中一個(gè)數(shù)組記錄key hash過后的順序列表贪嫂，另外一個(gè)數(shù)組按key的順序記錄Key-Value值寺庄。首先要清楚ArrayMap針對于移動(dòng)設(shè)備的優(yōu)化是在內(nèi)存上進(jìn)行的優(yōu)化，也就是說使用這個(gè)容器比起HashMap會占用更少的內(nèi)存力崇，因?yàn)锳rrayMap中的內(nèi)存占用是連續(xù)不間斷的斗塘，但隨著數(shù)組中元素的增多，查找訪問單個(gè)對象的花費(fèi)也會跟著增長亮靴，同時(shí)ArrayMap的插入與刪除的效率是不夠高的馍盟，但如果你需要的是在一百這個(gè)數(shù)量級上時(shí)，則完全不用擔(dān)心這些茧吊。
以上是自己對集合知識學(xué)習(xí)的總結(jié)贞岭，如果有不正確的地方八毯，感謝指正，我也會及時(shí)修改瞄桨。后面也會逐漸完善這方面的知識分享給大家话速。
