java collection 笔记 - 概述
java collection相当于c++中的stl，是最常用的几个容器，作为一个靠java吃饭的程序员必须熟悉。我将以此文作为目录，将常用的collection都整理一下。
整个java的collection框架由三大部分组成
- interface：所有的接口
- implementation：所有的实现
- algorithm：static的算法
接口（interface）：
java collection中的接口可以分为两块，java.util.Collection 和 java.util.Map，两块的一些常用的类可以由下图概况。图中需要注意的一点是Deque实际上是Queue的subinterface
java.util.Collection:
- java.util.Set
- java.util.SortedSet
- java.util.NavigableSet
- java.util.Queue
- java.util.concurrent.BlockingQueue
- java.util.concurrent.TransferQueue
- java.util.Deque
- java.util.concurrent.BlockingDeque
java.util.Map:
- java.util.SortedMap
- java.util.NavigableMap
- java.util.concurrent.ConcurrentMap
- java.util.concurrent.ConcurrentNavigableMap
实现（implementation）：
实现的命名按照如下格式 <Implementation-style><Interface>， 比如 HashSet。通用的实现如下表，以下全部都是非线程安全的（unsynchronized）
| Interface | Hash Table | Resizable Array | Balanced Tree | Linked List | Hash Table + Linked List |
|---|---|---|---|---|---|
Set |
HashSet | TreeSet | LinkedHashSet | ||
List |
ArrayList | LinkedList | |||
Deque |
ArrayDeque | LinkedList | |||
Map |
HashMap | TreeMap | LinkedHashMap |
每个接口都有最常用的实现：HashSet, ArrayList, HashMap，而其他的实现使用频率都差不多。对于Queue来说有两个通用的实现，LinkedList和PriorityQueue 。
下面是接口和实现一起的图：
常用接口：
Queue：
| First Element (Head) | Last Element (Tail) | |||
| Throws exception | Special value | Throws exception | Special value | |
| Insert | addFirst(e) |
offerFirst(e) |
addLast(e) |
offerLast(e) |
| Remove | removeFirst() |
pollFirst() |
removeLast() |
pollLast() |
| Examine | getFirst() |
peekFirst() |
getLast() |
peekLast() |
Queue通常，但并不必须是FIFO的，也有可能是LIFO（stack）的，不管怎样，remove的时候总是去掉头部
Deque：
| First Element (Head) | Last Element (Tail) | |||
| Throws exception | Special value | Throws exception | Special value | |
| Insert | addFirst(e) |
offerFirst(e) |
addLast(e) |
offerLast(e) |
| Remove | removeFirst() |
pollFirst() |
removeLast() |
pollLast() |
| Examine | getFirst() |
peekFirst() |
getLast() |
peekLast() |
Queue Method |
Equivalent Deque Method |
add(e) |
addLast(e) |
offer(e) |
offerLast(e) |
remove() |
removeFirst() |
poll() |
pollFirst() |
element() |
getFirst() |
peek() |
peekFirst() |
| Stack Method | Equivalent Deque Method |
push(e) |
addFirst(e) |
pop() |
removeFirst() |
peek() |
peekFirst() |
常用实现：
点击相应标题进入官方api文档
HashSet：
基本操作，如add, remove, contains 和 size等都是常数时间的。遍历做需要的时间是和HashSet的capacity加上里面的元素成正比的，所以capacity不要设置的太高（或者load factor不要太低）。
默认构造函数 HashSet() 会将capacity设置成16，load factor设置成0.75
或者也可以使用如下构造函数
HashSet(int initialCapacity)
HashSet(itn initialCapacity, float LoadFactor)
常用函数：
clear() void
ArrayList：
这个实现基本和Vector等价，只是ArrayList是线程不安全的，而Vector已经很古老了，基本不去用了。
size, isEmpty, get, set,几个是常数时间复杂度。add是amortized constant，其他的操作基本上都是线性的。
LinkedList：
这是一个双向链表，同时实现了List，Queue，Deque（Deque是Queue的sub-interface）。
因为是一个双向链表，所以既能够FIFO也能够LIFO
getFirst() E
getLast() E
removeFirst() E 删除并返回第一个
removeLast() E 删除并返回最后一个
offerFirst(E e) / offerLast(E e) void 插入
pollFirst() / pollLast() E 删除并返回，如果是空list，返回null
peekFirst() / peekLast() E 返回但不删除，如果是空list，返回null
Stack的方法：
push(E e) void push一个元素到stack中
pop() E 从stack中pop一个元素
PriorityQueue：
此实现是基于heap数据结构的，里面的元素按自然顺序排列，从小到大。heap的头部是最小的，
初始化时可以传入自定义的Comparator
PriorityQueue(Comparator<? super E> comparator)
常用函数：
poll() E 删除并返回这个heap的head，如果是空的则返回null
peek() E 返回但不删除这个heap的head，如果是空的则返回null
HashMap：
基本操作，如get 和 put 是常数时间的，和HashSet一样，遍历做需要的时间是和HashSet的capacity加上里面的元素（key-value mapping的个数）成正比的，所以capacity不要设置的太高（或者load factor不要太低）。
常用函数：
containsKey(Object key) boolean
containsValue(Object value) boolean
算法：
大部分的算法主要用在List上，少数一下可以用在任意的Collection上。
排序 Sorting：
按照自然顺序（小到大）将List排序，sort使用优化过的merge sort，保证了时间复杂度已经稳定性
时间复杂度：确保在 n log(n) 时间复杂度内
稳定（stable）：保证同样大小的元素顺序保持一致
例子：
1 List<String> list = Arrays.asList(args); 2 Collections.sort(list); 3 System.out.println(list);
注意的是这里Collections是有s结尾的！
搜寻 Searching：
binarySearch
参考:
https://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/guides/collections/overview.html
https://docs.oracle.com/javase/tutorial/collections/implementations/summary.html
