Java集合基础知识总结（绝对经典）

List接口继承了Collection接口，定义一个允许重复项的有序集合。该接口不但能够对列表的一部分进行处理，还添加了面向位置的操作。

实际上有两种list：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，它并不是快速随机访问设计的，而是具有更通用的方法。

• List : 次序是List最重要的特点：它保证维护元素特定的顺序。

• 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。

• 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。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。

• Vector：实现一个类似数组一样的表，自动增加容量来容纳你所需的元素。使用下标存储和检索对象就象在一个标准的数组中一样。你也可以用一个迭代器从一个Vector中检索对象Vector是 需要zi料+ 绿色徽【vip1024b】

唯一的同步容器类!!

• stack：这个类从vector派生而来，并增加了方法实现栈，一种后进先出的存储结构。

List的用法示例：

package collection;

import java.util.*;

public class SetExample {

public static void main(String[] args) {

List linkedList = new LinkedList();

for (int i = 0; i <= 5; i++) {

linkedList.add(“a”+i);

}

System.out.println(linkedList);

linkedList.add(3,“a100”);

System.out.println(linkedList);

linkedList.set(6,“a200”);

System.out.println(linkedList);

System.out.println(linkedList.get(2));

System.out.println(linkedList.indexOf(“a3”));

linkedList.remove(1);

System.out.println(linkedList);

}

}

六、list和set对比

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Set子接口:无序，不允许重复，检索元素效率低下，删除和插入效率高，插入和删除不会引起元素位置改变。

List子接口:有序，可以有重复元素，和数组类似，List可以动态增长，查找元素效率高，插入删除元素效率低，因为会引起其他元素位置改变。

Set和List具体子类：

Set

|————HashSet：以哈希表的形式存放元素，插入删除速度很快。

List

|————ArrayList：动态数组

|————LinkedList：链表、队列、堆栈。

七、map

---

1、map接口不是Collection接口的继承。

不重复的键到值的映射。

2、Map.Entry 接口

map的entrySet()方法返回一个实现map.entry接口的对象集合。集合中每个对象都是底层map中一个特定的键值对。

3、HashMap 类和 TreeMap 类

在map中插入、删除和定位元素，HashMap是最好的选择。但如果您要按顺序遍历键，那么TreeMap 会更好。根据集合大小，先把元素添加HashMap，再把这种映射转换成一个用于有序键遍历的TreeMap 可能更快。

为了优化hashmap空间的使用，您可以调优初始容量和负载因子。这个treeMap没有调优选项，因为该树总处于平衡状态。

• hashtable：实现一个映象，所有的键必须非空。为了能高效的工作，定义键的类必须实现hashcode()方法和equal()方法。这个类时前面Java实现的一个继承，并且通常能在实现映象的其它类中更好地使用。

• hashmap：实现一个映象，运行存储空对象，而且允许键是空（由于键必须是唯一的，当然只能有一个空）。

• WeakHashMap：如果有一个键对于一个对象而言不再被引用，键将被舍弃，WeakHashMap在具有大量数据时使用。

• TreeMap： 实现这样一个映象，对象是按键升序排列的。

4、map的使用示例

以下程序演示了具体map类的使用。该程序对自命令行传递的词进行频率计数。hashmap起初用于数据存储。后来，映射被转换为TreeMap以显示有序的键列列表。

package collection;

import java.util.Collections;

import java.util.HashMap;

import java.util.Map;

import java.util.TreeMap;

public class MapExample {

public static void main(String[] args) {

String[] array = {“a”,“b”,“c”,“d”,“e”};

Map map = new HashMap();

Integer ONE = new Integer(1);

for (int i=0, n=array.length; i<n; i++) {

String key = array[i];

int frequency = i+1;

map.put(key, frequency);

}

System.out.println(map);

Map sortedMap = new TreeMap(map);

System.out.println(sortedMap);

//hashmap的同步

Map map1 = Collections.synchronizedMap(map);

System.out.println(map1);

}

}

5、控制台输出

八、HashMap、Hashtable、ConcurrentHashMap的原理与区别

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1、HashTable

1. 底层数组+链表实现，无论key还是value都不能为null，线程安全，实现线程安全的方式是在修改数据时锁住整个HashTable，效率低，ConcurrentHashMap做了相关优化

2. 初始size为11，扩容：newsize = olesize*2+1

3. 计算index的方法：index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length

2、HashMap

（1）HashMap简介

• 底层数组+链表实现，可以存储null键和null值，线程不安全

• 初始size为16，扩容：newsize = oldsize*2，size一定为2的n次幂

• 扩容针对整个Map，每次扩容时，原来数组中的元素依次重新计算存放位置，并重新插入

• 插入元素后才判断该不该扩容，有可能无效扩容（插入后如果扩容，如果没有再次插入，就会产生无效扩容）

• 当Map中元素总数超过Entry数组的75%，触发扩容操作，为了减少链表长度，元素分配更均匀

• 计算index方法：index = hash & (tab.length – 1)

（2）HashMap加载因子

• 哈希冲突：若干Key的哈希值按数组大小取模后，如果落在同一个数组下标上，将组成一条Entry链，对Key的查找需要遍历Entry链上的每个元素执行equals()比较。

• 加载因子：为了降低哈希冲突的概率，默认当HashMap中的键值对达到数组大小的75%时，即会触发扩容。因此，如果预估容量是100，即需要设定100/0.75＝134的数组大小。

• 空间换时间：如果希望加快Key查找的时间，还可以进一步降低加载因子，加大初始大小，以降低哈希冲突的概率。

（3）HashMap容量

HashMap和Hashtable都是用hash算法来决定其元素的存储，因此HashMap和Hashtable的hash表包含如下属性：

• 容量（capacity）：hash表中桶的数量

• 初始化容量（initial capacity）：创建hash表时桶的数量，HashMap允许在构造器中指定初始化容量

• 尺寸（size）：当前hash表中记录的数量

• 负载因子（load factor）：负载因子等于“size/capacity”。负载因子为0，表示空的hash表，0.5表示半满的散列表，依此类推。轻负载的散列表具有冲突少、适宜插入与查询的特点（但是使用Iterator迭代元素时比较慢）

除此之外，hash表里还有一个“负载极限”，“负载极限”是一个0～1的数值，“负载极限”决定了hash表的最大填满程度。当hash表中的负载因子达到指定的“负载极限”时，hash表会自动成倍地增加容量（桶的数量），并将原有的对象重新分配，放入新的桶内，这称为rehashing。

HashMap和Hashtable的构造器允许指定一个负载极限，HashMap和Hashtable默认的“负载极限”为0.75，这表明当该hash表的3/4已经被填满时，hash表会发生rehashing。

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