Java集合类：collection和map接口

你的名字 2022-05-29 01:59 379阅读 0赞

一、集合类简介

数组是很常用的一种的[数据结构][Link 1]，我们用它可以满足很多的功能，但是，有时我们会遇到如下这样的问题：

1、我们需要该容器的长度是不确定的。

2、我们需要它能自动排序。

3、我们需要存储以键值对方式存在的数据。

如果遇到上述的情况，数组是很难满足需求的，接下来本章将介绍另一种与数组类似的数据结构——集合类，集合类在Java中有很重要的意义，保存临时数据，管理对象，泛型，Web框架等，很多都大量用到了集合类。

常见的集合类有这些种：

实现Collection接口的：Set、List以及他们的实现类。

实现Map接口的：HashMap及其实现类，HashTable，SortedMap ，我们通过一个图来整体描述一下：

![Center][]

下面的表格也许可以更直接的表现出他们之间的区别和联系：

<table style="font-size:14px;width:718px;color:rgb(0,0,0);line-height:26px;"> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td>接口</td> 
 <td>简述</td> 
 <td>实现</td> 
 <td>操作特性</td> 
 <td>成员要求</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>Set</td> 
 <td>成员不能重复</td> 
 <td>HashSet</td> 
 <td>外部无序地遍历成员</td> 
 <td>成员可为任意Object子类的对象，但如果覆盖了equals方法，同时注意修改hashCode方法。</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>TreeSet</td> 
 <td>外部有序地遍历成员；附加实现了SortedSet,&nbsp;支持子集等要求顺序的操作</td> 
 <td>成员要求实现caparable接口，或者使用&nbsp;Comparator构造TreeSet。成员一般为同一类型。</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>LinkedHashSet</td> 
 <td>外部按成员的插入顺序遍历成员</td> 
 <td>成员与HashSet成员类似</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>List</td> 
 <td>提供基于索引的对成员的随机访问</td> 
 <td>ArrayList</td> 
 <td>提供快速的基于索引的成员访问，对尾部成员的增加和删除支持较好</td> 
 <td>成员可为任意Object子类的对象</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>LinkedList</td> 
 <td>对列表中任何位置的成员的增加和删除支持较好，但对基于索引的成员访问支持性能较差</td> 
 <td>成员可为任意Object子类的对象</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>Map</td> 
 <td>保存键值对成员，基于键找值操作，compareTo或compare方法对键排序</td> 
 <td>HashMap</td> 
 <td>能满足用户对Map的通用需求</td> 
 <td>键成员可为任意Object子类的对象，但如果覆盖了equals方法，同时注意修改hashCode方法。</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>TreeMap</td> 
 <td>支持对键有序地遍历，使用时建议先用HashMap增加和删除成员，最后从HashMap生成TreeMap；附加实现了SortedMap接口，支持子Map等要求顺序的操作</td> 
 <td>键成员要求实现caparable接口，或者使用Comparator构造TreeMap。键成员一般为同一类型。</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>LinkedHashMap</td> 
 <td>保留键的插入顺序，用equals&nbsp;方法检查键和值的相等性</td> 
 <td>成员可为任意Object子类的对象，但如果覆盖了equals方法，同时注意修改hashCode方法。</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>IdentityHashMap</td> 
 <td>使用==&nbsp;来检查键和值的相等性。</td> 
 <td>成员使用的是严格相等</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>WeakHashMap</td> 
 <td>其行为依赖于垃圾回收线程，没有绝对理由则少用</td> 
 <td>&nbsp;</td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

二、基本方法及使用

\---------------------------

实现Map接口的

*HashMap*

Set的实现类HashSet，底层还是调用Map接口来处理，所以，此处，我将说下Map接口及其实现类的一些方法。Map接口中的原始方法有：

public abstract int size(); 
public abstract boolean isEmpty(); 
public abstract boolean containsKey(Object paramObject); 
public abstract boolean containsValue(Object paramObject); 
public abstract V get(Object paramObject); 
public abstract V put(K paramK, V paramV); 
public abstract V remove(Object paramObject); 
public abstract void putAll(Map<? extends K, ? extends V> paramMap); 
public abstract void clear(); 
public abstract Set<K> keySet(); 
public abstract Collection<V> values(); 
public abstract Set<Entry<K, V>> entrySet(); 
public abstract boolean equals(Object paramObject);

public abstract int hashCode();

实现Collection接口的

*ArrayList*

ArrayList底层采用数组实现，具有较高的查询速度。

boolean isEmpty()：如果容器里面没有保存任何元素，就返回true。

boolean contains(Object)：如果容器持有参数Object，就返回true。

Iterator iterator()：返回一个可以在容器的各元素之间移动的Iterator。

Object\[\] toArray()：返回一个包含容器中所有元素的数组。

Object\[\] toArray(Object\[\] a)：返回一个包含容器中所有元素的数组，且这个数组不是普通的Object数组，它的类型应该同参数数组a的类型相同（要做类型转换）。

void clear()：清除容器所保存的所有元素。（“可选”）

boolean remove(Object o);

boolean add(Object)：确保容器能持有你传给它的那个参数。如果没有把它加进去，就返回false。（这是个“可选”的方法，本章稍后会再作解释。）

boolean addAll(Collection)：加入参数Collection所含的所有元素。只要加了元素，就返回true。

boolean containsAll(Collection)：如果容器持有参数Collection所含的全部元素，就返回true

boolean removeAll(Collection)：删除容器里面所有参数Collection所包含的元素。只要删过东西，就返回true。（“可选”）

boolean retainAll(Collection)：只保存参数Collection所包括的元素（集合论中“交集”的概念）。如果发生过变化，则返回true。（“可选”）

boolean equals(Object o);

int hashCode();

int size()：返回容器所含元素的数量。

这些方法也就是Set和List及它们的实现类里有的方法。

List接口在Collection接口的基础上，有添加了自己的一系列方法：

E get(int index);

E set(int index, E element);

void add(int index, E element);

E remove(int index);

int indexOf(Object o);

int lastIndexOf(Object o);

ListIterator<E> listIterator();

ListIterator<E> listIterator(int index);

List<E> subList(int fromIndex, int toIndex);

*LinkedList*

LinkedList底层采用双向循环列表实现，进行插入和删除操作时具有较高的速度，我们还可以使用LinkedList来实现队列和栈。

可以参考学习这篇博客 http://blog.csdn.net/sinat\_36246371/article/details/53709625

三、比较（性能，功能方面）

这一块主要就是对我们平时接触的这些集合类做一个简单的总结，一方面有助于自己整理思路，再者面试的时候，面试官总喜欢问一些他们之间的区别，凡是Java面试，几乎都要问到集合类的东西，问的形式有两种：一、总体介绍下集合类有哪些。这个问题只要把我上文中的图介绍一下就行了。二、比较一下XXX和XXXX。当然了，肯定包括相同点和不同的地方。这个稍微麻烦一点，需要我们彻底理解了，才能回答的比较准确。以下是我对常被比较的一些类的分析：

1、HashMap和HashTable

相同点：二者都实现了Map接口，因此具有一系列Map接口提供的方法。

不同点：

1、HashMap继承了AbstractMap，而HashTable继承了Dictionary。

2、HashMap非线程安全，HashTable线程安全，到处都是synchronized关键字。

3、因为HashMap没有同步，所以处理起来效率较高。

4、HashMap键、值都允许为null，HashTable键、值都不允许有null。

5、HashTable使用Enumeration，HashMap使用Iterator。

这些就是一些比较突出的不同点，实际上他们在实现的过程中会有很多的不同，如初始化的大小、计算hash值的方式等等。毕竟这两个类包含了很多方法，有很重要的功能，所以其他不同点，请感兴趣的读者自己去看源码，去研究。笔者推荐使用HashMap，因为她提供了比HashTable更多的方法，以及较高的效率，如果大家需要在多线程环境中使用，那么用Collections类来做一下同步即可。

**2、Set接口和List**接口

相同点：都实现了Collection接口

不同点：

1、Set接口不保证维护元素的顺序，而且元素不能重复。List接口维护元素的顺序，而且元素可以重复。

2、关于Set元素如何保证元素不重复，我将在下面的博文中给出。

**3、ArrayList和LinkList**

相同点：都实现了Collection接口

不同点：ArrayList基于数组，具有较高的查询速度，而LinkedList基于双向循环列表，具有较快的添加或者删除的速度，二者的区别，其实就是数组和列表的区别。上文有详细的分析。

4、SortedSet和SortedMap

二者都提供了排序的功能。

**5、TreeMap和HashMap**

HashMap具有较高的速度(查询)，TreeMap则提供了按照键进行排序的功能。