Java集合List、Set和Map的区别

旧城等待， 2022-09-23 09:28 283阅读 0赞

## Java集合 ##

1、集合与数组  
　　Java中对集合的理解是相对于数组而言的。  
　　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据（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的数据，不能存放基本数据类型。简单来说就是，数组存放大小固定，类型一样的数据；而集合存放大小不固定，引用类型的数据，不存放基本类型数据。

JAVA集合主要分为三种类型：  
（1）Set(集)  
（2）List(列表)  
（3）Map(映射)

2、Collection 接口  
　　Collection是最基本的集合接口，声明了适用于java集合（只包括Set和List）的通用方法。Set 和List 都继承了Conllection接口的方法，但是Map不继承。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。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。

3、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，无序，并且没有重复对象。Set接口主要实现了三个类：  
　　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SortedSet接口，能够对集合中的对象进行排序。按照比较结果的升序保存对象。  
　　HashLinkedSet：按照被添加的顺序保存对象。

（1）Set 的用法：存放的是对象的引用，没有重复对象，如：

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());//打印集合中对象的数目为 2。

（2）Set的遍历

Set<String> set = new HashSet<String>(); 
    set.add("a"); 
    set.add("b"); 
    set.add("c"); 
    set.add("d"); 
    set.add("e"); 
    //set.add("e");//不能放入重复数据 
     /** * 遍历方法一，迭代遍历 */  
    for(Iterator<String> iterator = set.iterator();iterator.hasNext();){ 
        System.out.print(iterator.next()+" "); 
    }     
    System.out.println(); 
    System.out.println("********************"); 
    /** * 遍历方法二，for增强循环遍历 */  
    for(String value : set){  
        System.out.print(value+" "); 
    }

这里Set集合中放入的是String类型，假如我们放入一个自己定义的类实例的时候，比如Person类实例，这时候我们要自己重新hashcode和equal方法，用自己的关键字段来重写，因为当使用HashSet时，hashCode()方法就会得到调用，判断已经存储在集合中的对象hashcode值是否与增加的对象的hash code值一致；如果不一致，直接加进去；如果一致，再进行equals方法的比较，equals方法如果返回true，表示对象已经加进去了，就不会再增加新的对象，否则加进去。

（3）TreeSet  
　　TreeSet使用元素的自然顺序对元素进行排序，或者根据创建set时提供的Comparator 进行排序，具体取决于使用的构造方法。通俗一点讲，就是可以按照排序后的列表显示，也可以按照自己指定的规则排序。

Set<String> set = new TreeSet<String>();  
    set.add("f");  
    set.add("a");  
    set.add("b");  
    set.add("c");  
    set.add("d");  
    set.add("e");     
    System.out.println(set);

输出：\[a, b, c, d, e, f\]

1）如果让其倒序输出，当然方法很多。这里我采用指定一个规则让他倒序输出：

public class TreeSetTest3 {    
        public static void main(String[] args) {  
            Set<String> set = new TreeSet<String>(new MyComparator());  
            set.add("a");  
            set.add("b");  
            set.add("c");  
            set.add("d");  
            set.add("e");  
            set.add("A");  
            for(Iterator<String> iterator = set.iterator();iterator.hasNext();){
                System.out.print(iterator.next()+" ");  
            }  
        }  
    }  
    
    class MyComparator implements Comparator<String>{  
        @Override  
        public int compare(String o1, String o2) {   
            return o2.compareTo(o1);//降序排列 
        }  
    }

输出：e d c b a A

2）如果Set集合中放入的是我们自己定义的一个类类型呢？  
注意：一定要定义一个排序规则类实现Comparator接口，与上面的方法类似

public class TreeSetTest2 {  
        public static void main(String[] args) {  
            Set<Person> set = new TreeSet<Person>(new PersonComparator());
            Person p1 =  new Person(10);  
            Person p2 =  new Person(20);  
            Person p3 =  new Person(30);  
            Person p4 =  new Person(40);  
    
            set.add(p1);
            set.add(p2);
            set.add(p3);
            set.add(p4);
    
            for(Iterator<Person> iterator = set.iterator();iterator.hasNext();){
                System.out.print(iterator.next().score+" ");
            }
        }
    }
    
    class Person{
        int score;
    
        public Person(int score){
            this.score = score;
        }
    
        public String toString(){
            return String.valueOf(this.score);
        }
    }
    
    class PersonComparator implements Comparator<Person>{
        @Override
        public int compare(Person o1, Person o2) {
            return o1.score - o2.score;
        }
    }

输出：10 20 30 40

2、List  
　　元素是有序的(怎么存的就怎么取出来，顺序不会乱)，元素可以重复,因为该集合体系有索引。List是一个接口，不能实例化，需要实例化一个ArrayList或者LinkedList。  
　　List myList = new ArrayList();  
　　使用myList.add(任何对象);就可以进行添加了；取值的时候myList.get(索引);取出来的值都是Object，使用时需要类型转换。  
　　List接口实现的类：ArrayList(实现动态数组)，Vector（实现动态数组），LinkedList（实现链表）， Stack（实现堆栈）  
　　ArrayList：按照插入的顺序保存元素，由数组实现的List。长于随机访问元素，在list中间插入和删除元素时较慢。  
　　LinkedList：按照插入的顺序保存元素，相当于链表。插入和删除元素较快，对于随机访问较慢。  
　　Array.asList()：该方法接受一个数组或者是一个逗号分隔的元素列表（使用可变参数），并将其转换为一个list对象。

（1）List遍历

//从List对象中取值的三种方法
    List<String> list = new ArrayList<String>();  
    list.add("a");  
    list.add("b");  
    list.add("c");  
    list.add("c");//可添加重复数据 
    
    //遍历方法一 
    //用Iterator迭代器取值，效率一般
    Iterator<String> iter = list.iterator(); 
    while(iter.hasNext()){  
        iter.next();  
        //System.out.println(iter.next()); 
    }
    
    //遍历方法二 
    for(String value : list){  
        System.out.println(value);  
    }  
    
    //遍历方法三 
    for(int i=0;i<list.size();i++){  
        System.out.println(list.get(i));  
    }

三种遍历的比较分析：  
方法一遍历：  
　　执行过程中会进行数据锁定, 性能稍差, 同时,如果你想在循环过程中去掉某个元素,只能调用iter.remove()方法。  
方法二遍历：  
　　内部调用第一种  
方法三遍历：  
　　内部不锁定, 效率最高, 但是当写多线程时要考虑并发操作的问题  
　　List接口的两种主要实现类ArrayList和LinkedList都可以采用这样的方法遍历

扩展

附：关于ArrayList与LinkedList的比较分析：  
1）ArrayList底层采用数组实现，LinkedList底层采用双向链表实现。  
2）当执行插入或者删除操作时，采用LinkedList比较好。  
3）当执行搜索操作时，采用ArrayList比较好。  
说白了，就是数据结构中的顺序存储和链式存储

3、Map  
（1）Map的一般用法  
1）声明一个Map :

Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();

2）向map中放值 ，注意： map是key-value的形式存放的，如：

map.put("sa","dd");//Map中元素存放是无序的

3）从map中取值 :

String str = map.get("sa").toString();//结果是：str = "dd'

（2）Map的遍历大体有3种：  
1）遍历Map.entrySet()：它的每一个元素都是Map.Entry对象，这个对象中，放着的就是Map中的某一对key-value；  
2）遍历Map.keySet()：它是Map中key值的集合，我们可以通过遍历这个集合来读取Map中的元素；  
3）遍历Map.values()：它是Map中value的集合，我们可以直接通过这个集合遍历Map中的值，却不能读取key。

（3）遍历Map的四种方法：

public static void main(String[] args) {
      Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();
          map.put("1", "value1");
          map.put("2", "value2");
          map.put("3", "value3");
    
          //第一种：普遍使用，二次取值
          //通过Map.keySet遍历key和value：
          for (String key : map.keySet()) {
              System.out.println("key= "+ key + " and value= " + map.get(key));
          }
    
          //第二种
          //通过Map.entrySet使用iterator遍历key和value：
          Iterator<Map.Entry<String, String>> it = map.entrySet().iterator();
          while (it.hasNext()) {
              Map.Entry<String, String> entry = it.next();
              System.out.println("key= " + entry.getKey() + " and value= " + entry.getValue());
          }
    
          //第三种：推荐，尤其是容量大时
          //通过Map.entrySet遍历key和value
          for (Map.Entry<String, String> entry : map.entrySet()) {
              System.out.println("key= " + entry.getKey() + " and value= " + entry.getValue());
          }
    
          //第四种
          //通过Map.values()遍历所有的value，但不能遍历key
          for (String v : map.values()) {
              System.out.println("value= " + v);
          }
     }

（4）HashMap注意事项：  
1）HashMap底层维护一个数组，我们向HashMap中所放置的对象实际上是存储在该数组当中，用来快速访问。  
2）当向HashMap中put一对键值时，它会根据key的hashCode值计算出一个位置，该位置就是此对象准备往数组中存放的位置。  
3）TreeMap：按照比较结果的升序保存键值。  
4）LinkedHashMap：按照被添加的顺序保存键值对.

（5）HashMap应用举例：控制台输入一句英语，简单统计各个单词出现的次数

/** * 统计一句英语的简单统计各个单词出现的次数 */  
    public class MapTest3 {  
        public static void main(String[] args) {  
            Scanner sc = new Scanner(System.in);  
            System.out.println("请输入一句英语，单词间用空格隔开：");  
            String sentence = sc.nextLine();  
            String[] arr = sentence.split(" ");  
            //key代表着单词，value代表着次数 
            Map<String, Integer> map = new HashMap<String, Integer>();  
            for (int i = 0; i < arr.length; i++) {  
                if (!map.containsKey(arr[i])) {  
                    map.put(arr[i], 1);  
                } else {  
                    // 说明map中，存在该元素 
                    int num = map.get(arr[i]);  
                    map.put(arr[i], ++num);  
                }  
            }  
    
            System.out.println("统计单词出现的个数，结果如下：");  
            Set<String> set = map.keySet();  
            for (Iterator<String> iterator = set.iterator(); iterator.hasNext();) {  
                String key = iterator.next();  
                Integer value = map.get(key);  
                System.out.println(key + "=" + value);  
            }  
        }  
    }

输出结果：  
请输入一句英语，单词间用空格隔开：  
hello world j a va ja va  
统计单词出现的个数，结果如下：  
hello=1  
world =1  
j=1  
a=1  
va=2  
ja=1