java集合Map，List与Set的区别

朱雀 2022-05-12 12:36 387阅读 0赞

# Set，List，Map的区别 #

java集合主要分为三种类型：

1.  Set（集）
2.  List（列表）
3.  Map（映射）

要深入理解集合首先要了解我们熟悉的数组：

数组是大小固定的，并且同一个数组只能存放类型一样的数组（基本类型/引用类型），而JAVA集合可以存储和操作数目不固定的一组数据。所有的JAVA集合都位于java.util包中！！！java集合只能存放引用类型的数据，不能存放基本数据类型。

简单说下集合和数组的区别（参考文章：[数据结构之数组][Link 1]）

> 1.  世界上本来没有集合，（只有数组参考C语言）但有人想要，所以有了集合。
> 2.  有人想要可以自动扩展的数组，所以有了List。
> 3.  有人想要没有重复的数组，所有有了Set。
> 4.  有人想有自动排序的组数，所有有了TreeSet，TreeList，Tree\*\*。
> 5.  
> 6.  而几乎有的集合都是基于数组来实现的。
> 7.  因为集合是对数组做的封装，所以，数组永远比任何一个集合要快。
> 8.  
> 9.  但任何一个集合，比数组提供的功能要多
> 10. 
> 11. 一，数组声明了它容纳的元素的类型，而集合不声明。这是由于集合以object形式来存储他们的元素。
> 12. 二，一个数组实例具有固定的大小，不能伸缩。集合则可根据需要动态改变大小。
> 13. 三，数组是一种可读/可写数据结构------没有办法创建一个只读数组。然而可以使用集合提供的ReadOnly方法，以只读方式来使用集合，该方法将返回一个集合的只读版本。

## Java所有“存储及随机访问一连串对象”的做法，array是最有效率的一种。 ##

效率高，但容量固定切无法动态改变。

array还有一个缺点就是，无法判断其中实际存有多少元素，length只是告诉我们array的容量。

java中有一个Arrays类，专门用来操作array。

arrays中拥有一组static函数，

equals（）：比较两个array是否相等。array拥有相同元素个数，且所对应元素两两相等。

fill（）：将值填入array中。

sort（）：用来对array进行排序。

binarySearch（）：在排好序的array中寻找元素。

System。arraycopy（）：array的复制。

若攥写程序不知道究竟需要多少对象，需要在空间不足时自动扩增容量，则需要使用容器类库，array不适合。所以就要用到集合。

那我们开始讨论java中的集合。

集合分类：

Collection：List，Set

Map：HashMap，hashTable

# 1.1 Collection接口 #

Collection是最基本的集合接口，声明了适合java集合（只包括Set和List）的通用方法。Set和List都继承了Collection，Map。

## 1.1.1 Collection接口方法： ##

> 1.  boolean add（Object o）：想集合众加入一个对象的引用。
> 2.  
> 3.  void clear（）：删除集合中所有的对象，即不再持有这些对象的引用。
> 4.  
> 5.  boolean isEmpty（）：判断集合是否为空。
> 6.  
> 7.  boolean contains（Object o）：判断集合中是否持有特定对象的引用
> 8.  
> 9.  Iterartor iterator（）：返回一个Iterator对象，可以用来遍历集合中的元素。
> 10. 
> 11. boolean remove（Object o）：从集合中删除一个对象的引用
> 12. 
> 13. int size（）：返回集合中元素的数目。
> 14. 
> 15. 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。

## 1.1.2 Iterator接口声明了如下方法： ##

> 1.  hasNext（）：判断集合众元素是否遍历完毕，如果没有，就返回true。
> 2.  
> 3.  next（）：返回下一个元素。
> 4.  
> 5.  remove（）：从集合中删除上一个next（）方法返回的元素。

# 1.2 Set（集合） #

Set是最简单的一种集合。集合中的对象不安特定的方式排序，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。

Set用法：存放的是对象的引用，没有重复对象。

Set set = new HashSet();
        String s1 = new String("Hello");
        String s2 = s1;
        String s3 = new String("world");
        set.add(s1);
        set.add(s2);
        set.add(s3);
        System.out.println(set.size());
        //打印集合众对象的数目为2

Set的add（）方法是如何判断对象是否已经存放在集合中？

boolean isExists = false;
        Iterator iterator = set.iterator();
        while(iterator.hasNext()){
            String oldStr = iterator.next();
            if(newStr.equals(oldStr)){
                isExits = true;
            }
        }

Set的功能和方法

Set具有与Collection完全一样的接口，因此没有任何额外的功能，不像前面两个不同的List。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复杂）

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idea序列。

LinkedHashSet：具有HashSet的查询速度，切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，结果会按元素插入的次序显示。

# 1.3 List（列表） #

List的特征是其元素以线性方式存储，集合中存放重复对象。

List接口主要实现类包括（参考文章：[ArrayList与LinkedList的区别）][ArrayList_LinkedList]

*  ArrayList（）：代表长度可以改变的数组。可以对元素进行随机的访问，向ArrayList（）中插入与删除元素的速度慢。
 *  LinkedList（）：在现实中采用链表数据结构，插入和删除速度快，访问速度慢。

对于List的随机访问来说，就是只随机来检索位于特定位置的元素，List的get（int index）方法返回集合中由参数index指定的索引位置的对象，下标从“0”开始。最基本的两种检索集合中的所有对象的方法：

1：for循环和get（）方法

> for( int i=0;i<list.size();i++)\{
> 
> System.out.println(list.get(i));
> 
> \}

2：使用迭代器（iterator）

> Iterator it = list.iterator();
> 
> while(it.hasNext())\{
> 
> System.out.println(it.next());
> 
> \}

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只应该用来向后向前遍历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（），getLast（），removeFirst（）和removeFirst（）。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。

# 1.4 Map（映射） #

Map是一种把键对象和值对象映射的集合，它的每一个元素都包含一对键对象和值对象。Map没有继承于Collection接口从Map集合中检索元素时，只要给出键对象，就会返回对应的值对象。

Map的常用方法：

1.添加，删除操作：

> Object put（Object key，Object value）：向集合中加入元素。
> 
> Object remove（Object key）：删除与KEY相关的元素。
> 
> void putAll（Map t）：将来自特定映像的所有元素添加给该映像。
> 
> void clear（）：从映像中删除所有映射。

2.查询操作：

Object get（Object key）：获得与关键字key相关的值，Map集合中的键对象不允许重复，也就是说，任意两个键对象通过equals（）方法比较的结果都是false，但是可以将任意多个键独享映射到同一个值对象上。

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就是适用对象的hashCode（）进行快速查询的。此方法能够显著提高性能。

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loadfactor，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，你得到的结果经过排序的。TreeMap是唯一的带有subMap（）方法，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，这是因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。

# 1.4 区别 #

## 1.4.1 Collection 和 Map的区别 ##

容器内每个为之所存储的元素个数不同。

Collection类型者，每个位置只有一个元素。

Map类型者，持有key-value pair，像个小型数据库。

## 1.4.2 各自旗下的子类关系 ##

### Collection ###

\--List：将以特定次序存储元素。所以取出来的顺序可能和放入顺序不同：ArrayList/LinkedList/Vector

\--Set： 不能含有重复的元素：HashSet/TreeSet

\--Map：HashMap，HashTable，TreeMap

## 1.4.3其他特征 ##

List，Set，Map将持有对象一律视为Object类型。

Collection，List，Set，Map都是接口，不能实例化。

继承自它们的ArrayList，Vector，HashTable，HashMap是具像class，这些才可被实例化。

vector容器确切知道它所持有的对象隶属什么类型，vector不能进行边界检查

# 总结 #

1.  如果涉及到堆栈，队列等操作，应该考虑用List，对于需要快速插入，删除元素，应该使用LinkedList，如果需要快速随机访问元素，应该使用ArrayList。
2.  如果程序在单线程环境中，或者访问仅仅在一个线程中进行，考虑非同步的类，其效率较高，如果多个线程可能同时操作一个类，应该使用同步的类。
3.  在除需要排序使用TreeSet，TreeMap外，都应使用HashSet，HashMap。因为他们的效率更高。
4.  需要特别注意对哈希表的操作，作为key的对象要正确复写equals和hashCode方法。
5.  容器类仅能持有对象引用（指向对象的指针），而不是将对象信息copy一份至数列某位置。一旦将对象置入容器内，便损失了该对象的型别信息。
6.  尽量返回接口而非实际的类型，如返回List而非ArrayList，这样如果以后需要将ArrayList换成LinkedList时，客户端代码不用改变，这就是针对抽象编程。

# 注意 #

1.  Collection没有get（）方法来取得某个元素。只能通过iterator遍历元素。
2.  Set和Collection拥有一模一样的接口。
3.  List，可以通过get（）方法来一次取出一个元素。使用数字来选择一堆对象中的一个，get（0）.。。。（add/get）。
4.  一般使用ArrayList，用LinkedList构造堆栈stack，队列queue。
5.  Map用put（k，v）/get（k），还可以使用containsKey（）/containsValue（）来检查其中是否含有某个key/value。HashMap会利用对象的HashCode来快速查找key。
6.  Map中元素，可以将key序列，value序列单独抽取出来。

使用keySet（）抽取key序列，将map中的所有keys生成一个Set。

使用values（）抽取value序列，将map中的所有value生成一个Collection。

为什么一个生成Set，一个生成Collection，那是因为key总是独一无二的，value允许重复。

[Link 1]: https://blog.csdn.net/speedme/article/details/18180817
[ArrayList_LinkedList]: https://blog.csdn.net/speedme/article/details/8199418