疯狂java


您现在的位置: 疯狂软件 >> 新闻资讯 >> 正文

Java集合List,Set和Map详解及其区别


 

   

  Java中的集合包括三大类,它们是Set(集)、List(列表)和Map(映射),它们都处于java.util包中,Set、List和Map都是接口,它们有各自的实现类。Set的实现类主要有HashSet和TreeSet,List的实现类主要有ArrayList,Map的实现类主要有HashMap和TreeMap。

  Collection是最基本的集合接口,声明了适用于JAVA集合的通用方法,list和set都继承自collection接口。

  Collection接口的方法

  boolean add(Object o) :向集合中加入一个对象的引用

  void clear():删除集合中所有的对象,即不再持有这些对象的引用

  boolean isEmpty() :判断集合是否为空

  boolean contains(Object o) : 判断集合中是否持有特定对象的引用

  Iterartor iterator() :返回一个Iterator对象,可以用来遍历集合中的元素

  boolean remove(Object o) :从集合中删除一个对象的引用

  int size() :返回集合中元素的数目

  Object[] toArray() : 返回一个数组,该数组中包括集合中的所有元素

  关于:Iterator() 和toArray() 方法都用于集合的所有的元素,前者返回一个Iterator对象,后者返回一个包含集合中所有元素的数组。

  Collection没有get()方法来取得某个元素。只能通过iterator()遍历元素。

  Iterator接口声明了如下方法

  hasNext():判断集合中元素是否遍历完毕,如果没有,就返回true

  next() :返回下一个元素

  remove():从集合中删除上一个有next()方法返回的元素。

  Set(集合): Set是最简单的一种集合。集合中的对象不按特定的方式排序,并且没有重复对象。 Set接口主要实现了两个实现类:

  HashSet: HashSet类按照哈希算法来存取集合中的对象,存取速度比较快

  TreeSet :TreeSet类实现了SortedSet接口,能够对集合中的对象进行排序。

  List的功能方法

  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,它并不是为快速随机访问设计的,而是具有一套更通用的方法。

  List:次序是List最重要的特点:它保证维护元素特定的顺序。List为Collection添加了许多方法,使得能够向List中间插入与移除元素(这只推 荐LinkedList使用。)一个List可以生成ListIterator,使用它可以从两个方向遍历List,也可以从List中间插入和移除元素。

  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。ListIterator只应该用来由后向前遍历 ArrayList,而不是用来插入和移除元素。因为那比LinkedList开销要大很多。

  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。(使用ArrayList代替。)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。

  Set的功能方法

  Set具有与Collection完全一样的接口,因此没有任何额外的功能。实际上Set就是Collection,只 是行为不同。这是继承与多态思想的典型应用:表现不同的行为。Set不保存重复的元素(至于如何判断元素相同则较为负责)

  Set : 存入Set的每个元素都必须是唯一的,因为Set不保存重复元素。加入Set的元素必须定义equals()方法以确保对象的唯一性。Set与Collection有完全一样的接口。Set接口不保证维护元素的次序。

  HashSet:为快速查找设计的Set。存入HashSet的对象必须定义hashCode()。

  TreeSet: 保存次序的Set, 底层为树结构。使用它可以从Set中提取有序的序列。

  LinkedHashSet:具有HashSet的查询速度,且内部使用链表维护元素的顺序(插入的次序)。于是在使用迭代器遍历Set时,结果会按元素插入的次序显示。

  Map的功能方法

  方法put(Object key, Object value)添加一个“值”(想要得东西)和与“值”相关联的“键”(key)(使用它来查找)。方法get(Object key)返回与给定“键”相关联的“值”。可以用containsKey()和containsValue()测试Map中是否包含某个“键”或“值”。 标准的Java类库中包含了几种不同的Map:HashMap, TreeMap, LinkedHashMap, WeakHashMap, IdentityHashMap。它们都有同样的基本接口Map,但是行为、效率、排序策略、保存对象的生命周期和判定“键”等价的策略等各不相同。

  执行效率是Map的一个大问题。看看get()要做哪些事,就会明白为什么在ArrayList中搜索“键”是相当慢的。而这正是HashMap提高速 度的地方。HashMap使用了特殊的值,称为“散列码”(hash code),来取代对键的缓慢搜索。“散列码”是“相对唯一”用以代表对象的int值,它是通过将该对象的某些信息进行转换而生成的。所有Java对象都 能产生散列码,因为hashCode()是定义在基类Object中的方法。

  HashMap就是使用对象的hashCode()进行快速查询的。此方法能够显着提高性能。

  Map : 维护“键值对”的关联性,使你可以通过“键”查找“值”

  HashMap:Map基于散列表的实现。插入和查询“键值对”的开销是固定的。可以通过构造器设置容量capacity和负载因子load factor,以调整容器的性能。

  LinkedHashMap: 类似于HashMap,但是迭代遍历它时,取得“键值对”的顺序是其插入次序,或者是最近最少使用(LRU)的次序。只比HashMap慢一点。而在迭代访问时发而更快,因为它使用链表维护内部次序。

  TreeMap : 基于红黑树数据结构的实现。查看“键”或“键值对”时,它们会被排序(次序由Comparabel或Comparator决定)。TreeMap的特点在 于,你得到的结果是经过排序的。TreeMap是唯一的带有subMap()方法的Map,它可以返回一个子树。

  WeakHashMap :弱键(weak key)Map,Map中使用的对象也被允许释放: 这是为解决特殊问题设计的。如果没有map之外的引用指向某个“键”,则此“键”可以被垃圾收集器回收。

  IdentifyHashMap: : 使用==代替equals()对“键”作比较的hash map。专为解决特殊问题而设计。

  list与Set、Map区别及适用场景

  1、List,Set都是继承自Collection接口,Map则不是

  2、List特点:元素有放入顺序,元素可重复 ,Set特点:元素无放入顺序,元素不可重复,重复元素会覆盖掉,(注意:元素虽然无放入顺序,但是元素在set中的位置是有该元素的HashCode决定的,其位置其实是固定的,加入Set 的Object必须定义equals()方法 ,另外list支持for循环,也就是通过下标来遍历,也可以用迭代器,但是set只能用迭代,因为他无序,无法用下标来取得想要的值。)

  3.Set和List对比:

  Set: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: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。

  4.Map适合储存键值对的数据

  5.线程安全集合类与非线程安全集合类 :

  LinkedList、ArrayList、HashSet是非线程安全的,Vector是线程安全的;

  HashMap是非线程安全的,HashTable是线程安全的;

  StringBuilder是非线程安全的,StringBuffer是线程安全的。

  ArrayList与LinkedList的区别和适用场景

  Arraylist:

  优点:ArrayList是实现了基于动态数组的数据结构,因为地址连续,一旦数据存储好了,查询操作效率会比较高(在内存里是连着放的)。

  缺点:因为地址连续, ArrayList要移动数据,所以插入和删除操作效率比较低。

  LinkedList:

  优点:LinkedList基于链表的数据结构,地址是任意的,所以在开辟内存空间的时候不需要等一个连续的地址,对于新增和删除操作add和remove,LinedList比较占优势。LinkedList 适用于要头尾操作或插入指定位置的场景

  缺点:因为LinkedList要移动指针,所以查询操作性能比较低。

  适用场景分析:

  当需要对数据进行对此访问的情况下选用ArrayList,当需要对数据进行多次增加删除修改时采用LinkedList。

  ArrayList与Vector的区别和适用场景

  ArrayList和Vector都是用数组实现的,主要有这么三个区别:

  1.Vector是多线程安全的,线程安全就是说多线程访问同一代码,不会产生不确定的结果。而ArrayList不是,这个可以从源码中看出,Vector类中的方法很多有synchronized进行修饰,这样就导致了Vector在效率上无法与ArrayList相比;

  2.两个都是采用的线性连续空间存储元素,但是当空间不足的时候,两个类的增加方式是不同。

  3.Vector可以设置增长因子,而ArrayList不可以。

  4.Vector是一种老的动态数组,是线程同步的,效率很低,一般不赞成使用。

  适用场景分析:

  1.Vector是线程同步的,所以它也是线程安全的,而ArrayList是线程异步的,是不安全的。如果不考虑到线程的安全因素,一般用ArrayList效率比较高。

  2.如果集合中的元素的数目大于目前集合数组的长度时,在集合中使用数据量比较大的数据,用Vector有一定的优势。

  HashSet与Treeset的适用场景

  1.TreeSet 是二差树(红黑树的树据结构)实现的,Treeset中的数据是自动排好序的,不允许放入null值

  2.HashSet 是哈希表实现的,HashSet中的数据是无序的,可以放入null,但只能放入一个null,两者中的值都不能重复,就如数据库中唯一约束

  3.HashSet要求放入的对象必须实现HashCode()方法,放入的对象,是以hashcode码作为标识的,而具有相同内容的String对象,hashcode是一样,所以放入的内容不能重复。但是同一个类的对象可以放入不同的实例。

  适用场景分析:HashSet是基于Hash算法实现的,其性能通常都优于TreeSet。为快速查找而设计的Set,我们通常都应该使用HashSet,在我们需要排序的功能时,我们才使用TreeSet。

  HashMap与TreeMap、HashTable的区别及适用场景

  HashMap 非线程安全

  HashMap:基于哈希表实现。使用HashMap要求添加的键类明确定义了hashCode()和equals()[可以重写hashCode()和equals()],为了优化HashMap空间的使用,您可以调优初始容量和负载因子。

  TreeMap:非线程安全基于红黑树实现。TreeMap没有调优选项,因为该树总处于平衡状态。

  适用场景分析:

  HashMap和HashTable:HashMap去掉了HashTable的contains方法,但是加上了containsValue()和containsKey()方法。HashTable同步的,而HashMap是非同步的,效率上比HashTable要高。HashMap允许空键值,而HashTable不允许。

  HashMap:适用于Map中插入、删除和定位元素。

  Treemap:适用于按自然顺序或自定义顺序遍历键(key)。