Collection & Collections Part 1/2: Collection

Collection & Collections Part 1/2: Collection

目录

• • Collection Collections Part 12 Collection
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  • Overview
  • List
  • Set
  • Map
  • Summary

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Overview

Collection和Collections是刚开始学习Java时容易混淆的两个”类”。

• Collection是一个接口，供各集合类实现。
• Collections是一个类，里面的方法都是static的，它是一个工具类，所有的方法都对Collection进行操作。

之前几篇博文已经详细阅读了ArrayList，LinkedList，HashSet以及HashMap的源码，这篇博文总结下Collection类。

Collection家族的族谱如下：

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List

List可以看做更灵活的数组，特点如下：

1. 元素有序
2. 元素可重复
3. 元素可以通过在List中的位置(索引)进行访问和插入

实现类: ArrayList, LinkedList, Vector。

• ArrayList
  
  • 基础数据结构是数组。
  • 可以根据存储元素的数量自动地伸缩自身的size。
  • 由于数组中元素的插入和删除涉及到大量元素的前移或后移，效率不高，此时最好不要用ArrayList；由于数组中元素可以根据索引直接找到，所以访问的效率很高，此时推荐使用ArrayList。
  • 线程不安全，多线程环境不推荐使用。

• LinkedList

  • 基础数据结构是链表
  • LinkedList实现了Stack, Queue(Deque)的功能。
  • 由于链表中元素的访问需要从表头开始遍历，时间复杂度为O(N)，所以此时最好不要用LinkedList；由于链表中的元素的插入和删除只需改变指针的指向，O(1)即可完成，此时推荐使用LinkedList。
  • 线程不安全，多线程环境不推荐使用。

• Vector

  • 基础数据结构也是数组。
  • 与ArrayList一样，不适用元素的插入和删除，适用于元素的访问
  • 线程安全，不过Vector已经很少使用了。

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Set

Set的特点如下：

1. 元素不可重复

Set的基础数据结构是Map, 因为MapEntry中key的值必须唯一，所以Set中的value存储在MapEntry中的key处，而忽略MapEntry中的value，通过这种方式达到Set中元素无重复。

实现类(均线程不安全): HashSet, LinkedHashSet, TreeSet。

• HashSet

  • 基础数据结构是HashTable。
  • 不保证元素的顺序。
  • 实现类中性能最好。

• LinkedHashSet

  • 基础数据结构是HashTable。
  • 保证元素的顺序(按照插入的元素的顺序排序)。

• TreeSet

  • 基础数据结构是Red-Black Tree。
  • 保证元素的顺序(按照插入的元素的值)。
  • 比HashSet慢很多。

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Map

Map的特点如下：

1. 把Key映射成Value。
2. Key不可重复。

实现类: HashMap, HashTable, TreeMap。

• HashMap

  • 不保证插入的顺序。
  • Key可为null
  • 线程不安全。

• HashTable

  • 不保证插入的顺序。
  • Key不可为null
  • 与HashMap的一个重要差别就是HashTable是线程安全的。
  • 现在已经很少使用HashTable了。

• TreeMap

  • 基础数据结构是红黑树。
  • Key可为null
  • 保证元素的顺序(可以指定排序规则)。
  • 线程不安全。

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Summary

• ArrayList, LinkedList和Vector

  • 如果元素数目固定不变，使用Array。
  • 如果元素数目会变化：
    
    • 访问/查询 操作频繁，且不用考虑线程安全，使用ArrayList。
    • 插入/删除 操作频繁，且不用考虑线程安全，使用LinkedList。
    • 考虑线程安全，请使用 java.util.concurrent 包下的线程安全集合类。
  • Vector类已很少使用。

• HashSet/HashMap和TreeSet/TreeMap

  • 希望元素有序，请使用TreeSet/TreeMap。
  • 否则还是使用HashSet/HashMap，效率比较好。
  • 考虑线程安全，请使用 java.util.concurrent 包下的线程安全集合类。