以下介紹經(jīng)常使用的集合類，這里不介紹集合類的使用方法，只介紹每個集合類的用途和特點，然后通過比較相關(guān)集合類的不同特點來讓我們更深入的了解它們。

Collection接口

• Collection是最基本的集合接口，一個Collection代表一組Object，即Collection的元素（Elements）。
• 所有實現(xiàn)Collection接口的類都必須提供兩個標準的構(gòu)造函數(shù)：無參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)用于創(chuàng)建一個空的Collection，有一個 Collection參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)用于創(chuàng)建一個新的Collection，這個新的Collection與傳入的Collection有相同的元素。后 一個構(gòu)造函數(shù)允許用戶復制一個Collection。
• 如何遍歷Collection中的每一個元素？不論Collection的實際類型如何，它都支持一個iterator()的方法，該方法返回一個迭代器，使用該迭代器即可遍歷訪問Collection中每一個元素，通過Iterator的遍歷是無序的。

典型的用法如下：

Iterator it = collection.iterator(); // 獲得一個迭代子 while(it.hasNext()) {Object obj = it.next(); // 得到下一個元素 }

List接口

• List是有序的Collection，使用此接口能夠精確的控制每個元素插入的位置。用戶能夠使用索引（元素在List中的位置，類似于數(shù)組下標）來訪問List中的元素，這類似于Java的數(shù)組。
• 除了具有Collection接口必備的iterator()方法外，List還提供一個listIterator()方法，返回一個 ListIterator接口，和標準的Iterator接口相比，ListIterator多了一些add()之類的方法，允許添加，刪除，設定元素， 還能向前或向后遍歷。
• 實現(xiàn)List接口的常用類有LinkedList，ArrayList，Vector和Stack。

LinkedList類

• LinkedList實現(xiàn)了List接口，允許null元素。此外LinkedList提供額外的get，remove，insert方法。這些操作使LinkedList可被用作堆棧（stack），隊列（queue）或雙向隊列（deque）。
• 注意LinkedList沒有同步性。如果多個線程同時訪問一個LinkedList，則必須自己實現(xiàn)訪問同步。另一種解決方法是在創(chuàng)建List時構(gòu)造一個同步的List：List list = Collections.synchronizedList(new LinkedList(...));

ArrayList類

• ArrayList實現(xiàn)了大小可變的數(shù)組。它允許所有元素，包括null。ArrayList沒有同步性。
• size，isEmpty，get，set方法運行時間為常數(shù)。但是add方法開銷為分攤的常數(shù)，添加n個元素需要O(n)的時間。其他的方法運行時間為線性。
• 每個ArrayList實例都有一個容量（Capacity），即用于存儲元素的數(shù)組的大小。這個容量可隨著不斷添加新元素而自動增加，但是增長算法并沒有定義。當需要插入大量元素時，在插入前可以調(diào)用ensureCapacity方法來增加ArrayList的容量以提高插入效率。

Vector類

Vector非常類似ArrayList，但是Vector是同步的。由Vector創(chuàng)建的Iterator，雖然和 ArrayList創(chuàng)建的Iterator是同一接口，但是，因為Vector是同步的，當一個Iterator被創(chuàng)建而且正在被使用，另一個線程改變了 Vector的狀態(tài)（例如，添加或刪除了一些元素），這時調(diào)用Iterator的方法時將拋出 ConcurrentModificationException，因此必須捕獲該異常。

Stack 類

Stack繼承自Vector，實現(xiàn)一個后進先出的堆棧。Stack提供5個額外的方法使得Vector得以被當作堆棧使用。基本的push和pop 方法，還有peek方法得到棧頂?shù)脑?#xff0c;empty方法測試堆棧是否為空，search方法檢測一個元素在堆棧中的位置。Stack剛創(chuàng)建后是空棧。

Vector、ArrayList和LinkedList比較

1.Vector是線程同步的，所以它也是線程安全的，而ArrayList和LinkedList是非線程安全的。如果不考慮到線程的安全因素，一般用ArrayList和LinkedList效率比較高。

2.ArrayList和Vector是實現(xiàn)了基于動態(tài)數(shù)組的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，LinkedList基于鏈表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

3.如果集合中的元素的數(shù)目大于目前集合數(shù)組的長度時，Vector增長率為目前數(shù)組長度的100%,而ArrayList增長率為目前數(shù)組長度的50%.如果在集合中使用數(shù)據(jù)量比較大的數(shù)據(jù)，用vector有一定的優(yōu)勢；反之，用ArrayList有優(yōu)勢。

3.如果查找一個指定位置的數(shù)據(jù)，Vector和ArrayList使用的時間是相同的，花費時間為O(1)，而LinkedList需要遍歷查找，花費時間為O(i)，效率不如前兩者。

4.而如果移動、刪除一個指定位置的數(shù)據(jù)花費的時間為0(n-i)n為總長度，這個時候就應該考慮使用LinkedList,因為它移動一個指定位置的數(shù)據(jù)所花費的時間為0(1)。

5.對于在指定位置插入數(shù)據(jù)，LinedList比較占優(yōu)勢，因為ArrayList要移動數(shù)據(jù)。

Set接口

• Set是一種不包含重復的元素的Collection，即任意的兩個元素e1和e2都有e1.equals(e2)=false，Set最多有一個null元素。
• 很明顯，Set的構(gòu)造函數(shù)有一個約束條件，傳入的Collection參數(shù)不能包含重復的元素。
• 請注意：必須小心操作可變對象（Mutable Object）。如果一個Set中的可變元素改變了自身狀態(tài)導致Object.equals(Object)=true將導致一些問題。

Map接口

請注意，Map沒有繼承Collection接口，Map提供key到value的映射。一個Map中不能包含相同的key，每個key只能映射一個 value。

Map接口提供3種集合的視圖，Map的內(nèi)容可以被當作一組key集合，一組value集合，或者一組key-value映射。

Hashtable類

• Hashtable繼承Map接口，實現(xiàn)一個key-value映射的哈希表。任何非空（non-null）的對象都可作為key或者value。
• 添加數(shù)據(jù)使用put(key, value)，取出數(shù)據(jù)使用get(key)，這兩個基本操作的時間開銷為常數(shù)。
• Hashtable通過initial capacity和load factor兩個參數(shù)調(diào)整性能。通常缺省的load factor 0.75較好地實現(xiàn)了時間和空間的均衡。增大load factor可以節(jié)省空間但相應的查找時間將增大，這會影響像get和put這樣的操作。
• 由于作為key的對象將通過計算其散列函數(shù)來確定與之對應的value的位置，因此任何作為key的對象都必須實現(xiàn)hashCode和equals方法。hashCode和equals方法繼承自根類Object。
• Hashtable是同步的。

HashMap類

HashMap和Hashtable類似，不同之處在于HashMap是非同步的，并且允許null，即null value和null key。但是將HashMap視為Collection時（values()方法可返回Collection），其迭代子操作時間開銷和HashMap 的容量成比例。因此，如果迭代操作的性能相當重要的話，不要將HashMap的初始化容量設得過高，或者load factor過低。

TreeMap類

• HashMap通過hashcode對其內(nèi)容進行快速查找，無序的；而TreeMap中所有的元素都保持著某種固定的順序，有序的。
• 在Map 中插入、刪除和定位元素，HashMap 是最好的選擇。但如果您要按自然順序或自定義順序遍歷鍵，那么TreeMap會更好。使用HashMap要求添加的鍵類明確定義了hashCode()和 equals()的實現(xiàn)。
• TreeMap沒有調(diào)優(yōu)選項，因為該樹總處于平衡狀態(tài)。

WeakHashMap類

WeakHashMap是一種改進的HashMap，它對key實行“弱引用”，如果一個key不再被外部所引用，那么該key可以被GC回收。

總結(jié)

• 如果涉及到堆棧，隊列等操作，應該考慮用List；對于需要快速插入，刪除元素，應該使用LinkedList；如果需要快速隨機訪問元素，應該使用ArrayList。
• 如果程序在單線程環(huán)境中，或者訪問僅僅在一個線程中進行，考慮非同步的類，其效率較高；如果多個線程可能同時操作一個類，應該使用同步的類。
• 要特別注意對哈希表的操作，作為key的對象要正確復寫equals和hashCode方法。
• 使用Map時，查找、更新、刪除、新增最好使用HashMap或HashTable；對Map進行自然順序或自定義鍵順序遍歷時，最好使用TreeMap;
• 盡量返回接口而非實際的類型，如返回List而非ArrayList，這樣如果以后需要將ArrayList換成LinkedList時，客戶端代碼不用改變。這就是針對抽象編程。

總結(jié)

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