Collection和Map框架图

Collection框架图

 

1、Collection接口是Set、List和Queue接口的父接口

2、Collection的遍历可以使用Iterator接口或者是foreach循环来实现

Set子接口

Set集合不允许包含相同的元素，而判断两个对象是否相同则是根据equals方法。

 HashSet类

HashSet类是Set接口的典型实现类。特点：

1. 不能保证元素的排列顺序，加入的元素要特别注意hashCode()方法的实现。
2. HashSet不是同步的，多线程访问同一步HashSet对象时，需要手工同步。
3. 集合元素值可以是null。

LinkedHashSet类

LinkedHashSet类也是根据元素的hashCode值来决定元素的存储位置，但它同时使用链表维护元素的次序。与HashSet相比，特点：

1. 对集合迭代时，按增加顺序返回元素。
2. 性能略低于HashSet，因为需要维护元素的插入顺序。但迭代访问元素时会有好性能，因为它采用链表维护内部顺序。

 SortedSet接口及TreeSet实现类

TreeSet类是SortedSet接口的实现类。因为需要排序，所以性能肯定差于HashSet。与HashSet相比，额外增加的方法有：

1. first()：返回第一个元素
2. last()：返回最后一个元素
3. lower(Object o)：返回指定元素之前的元素
4. higher(Obect o)：返回指定元素之后的元素
5. subSet(fromElement, toElement)：返回子集合

可以定义比较器（Comparator）来实现自定义的排序。默认自然升序排序。

EnumSet类

EnumSet类是专为枚举类设计的集合类，EnumSet中的所有元素都必须是指定枚举类型的枚举值。《Effective Java》第32条，用EnumSet代替位域，示范：

 

// EnumSet - a modern replacement for bit fields - Page 160
import java.util.*;

public class Text {
    public enum Style { BOLD, ITALIC, UNDERLINE, STRIKETHROUGH }

    // Any Set could be passed in, but EnumSet is clearly best
    public void applyStyles(Set<Style> styles) {
        // Body goes here
    }

    // Sample use
    public static void main(String[] args) {
        Text text = new Text();
        text.applyStyles(EnumSet.of(Style.BOLD, Style.ITALIC));
    }
}

 

ArrayList和Vector实现类

1. 这两个类都是基于数组实现的List类。
2. ArrayList是线程不安全的，而Vector是线程安全的。但Vector的性能会比ArrayList低，且考虑到兼容性的原因，有很多重复方法。
3. Vector提供一个子类Stack，可以挺方便的模拟“栈”这种数据结构（LIFO，后进先出）。

结论：不推荐使用Vector类，即使需要考虑同步，即也可以通过其它方法实现。同样我们也可以通过ArrayDeque类或LinkedList类实现“栈”的相关功能。所以Vector与子类Stack，建议放进历史吧。

 

 LinkedList类

不像ArrayList是基于数组实现的线性表，LinkedList类是基于链表实现的。

另外还有固定长度的List：Arrays工具类的方法asList(Object... a)可以将数组转换为List集合，它是Arrays内部类ArrayList的实例，特点是不可以增加元素，也不可以删除元素。

Queue子接口

Queue用于模拟队列这种数据结构，实现“FIFO”等数据结构。通常，队列不允许随机访问队列中的元素。

Queue 接口并未定义阻塞队列的方法，而这在并发编程中是很常见的。BlockingQueue 接口定义了那些等待元素出现或等待队列中有可用空间的方法，这些方法扩展了此接口。

Queue 实现通常不允许插入 null 元素，尽管某些实现（如 LinkedList）并不禁止插入 null。即使在允许 null 的实现中，也不应该将 null 插入到 Queue 中，因为 null 也用作 poll 方法的一个特殊返回值，表明队列不包含元素

PriorityQueue类

PriorityQueue保存队列元素的顺序并不是按照加入队列的顺序，而是按队列元素的大小重新排序。当调用peek()或者是poll()方法时，返回的是队列中最小的元素。当然你可以与TreeSet一样，可以自定义排序。自定义排序的一个示范：

 

@Test
    public void testPriorityQueue() {
        PriorityQueue<Integer> pq = new PriorityQueue<Integer>(20, new Comparator<Integer>() {
            public int compare(Integer i, Integer j) {
                // 对数字进行奇偶分类，然后比较返回；偶数有较低的返回值（对2取余数然后相减），奇数直接相减。
                int result = i % 2 - j % 2;
                if (result == 0)
                    result = i - j;
                return result;
            }
        });

        // 倒序插入测试数据
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            pq.offer(20 - i);
        }

        // 打印结果，偶数因为有较低的值，所以排在前面
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            System.out.println(pq.poll());
        }
    }

Deque子接口与ArrayDeque类

Deque代表一个双端队列，可以当作一个双端队列使用，也可以当作“栈”来使用，因为它包含出栈pop()与入栈push()方法。

ArrayDeque类为Deque的实现类，数组方式实现。

实现List接口与Deque接口的LinkedList类

LinkedList类是List接口的实现类，同时它也实现了Deque接口。因此它也可以当做一个双端队列来用，也可以当作“栈”来使用。并且，它是以链表的形式来实现的，这样的结果是它的随机访问集合中的元素时性能较差，但插入与删除操作性能非常出色。

各种线性表选择策略

1. 数组：是以一段连续内存保存数据的；随机访问是最快的，但不支持插入、删除、迭代等操作。
2. ArrayList与ArrayDeque：以数组实现；随机访问速度还行，插入、删除、迭代操作速度一般；线程不安全。
3. Vector：以数组实现；随机访问速度一般，插入、删除、迭代速度不太好；线程安全的。
4. LinkedList：以链表实现；随机访问速度不太好，插入、删除、迭代速度非常快。

 

 

 

Map框架图

 

Map的遍历可以使用Iterator接口或者是foreach循环来实现

Hashtable是线程安全的，而HashMap不是线程安全的。

Hashtable不允许null作为key和value，而HashMap则可以使用null作为key和value。

 

Properties类从Hashtable类继承而来。额外方法主要有：

• void load(InputStream inStream): 从属性文件加载key-value对
• void store(OutputStream out, String comments): 将当前的所有key-value对输出到指定属性文件
• String getProperty(String key): 获取指定key对应的value值
• String getProperty(String key, String defaultValue): 用指定的键在属性列表中搜索属性。如果在属性列表中未找到该键，则接着递归检查默认属性列表及其默认值。如果未找到属性，则此方法返回默认值变量。
• Object setProperty(String key, String value): 调用 Hashtable 的方法 put。使用 getProperty 方法提供并行性。

Properties还可以把key-value对以XML文件的格式保存，也可以从XML文件中加载。loadFromXML(InputStream in)及storeToXML(OutputStream os, String comment)。

 

LinkedHashMap类

　　LinkedHashMap从HashMap类继承而来。以链表来维护内部顺序。很多方面跟LinkedHashSet类似。LinkedHashMap它可以记住key-value对的添加时的顺序， 同时避免使用TreeMap时性能受到的影响。

 SortedMap接口及其TreeMap实现类 

　　类似于SortedSet及TreeSet，TreeMap也可以自定义比较器（Comparable）实现定制排序。它的额外提供的方法也与TreeSet类似，增加了访问第一个、前一个、后一个、最后一个key-value对的方法，并提供了从TreeMap中提取子集的方法。TreeMap不允许null作为key，要不然怎么比较呢？

• firstEntry()/firstKey()/lastEntry()/lastKey()/higerEntry()/higerKey()/....../subMap(Object fromKey, Object toKey)/...

 IdentityHashMap类

　　与HashMap的不同在于，只有两个key严格相等（key1 == key2)时，IdentityHashMap才认为两个key相等；而对于普通HashMap而言，只要key1.equals(key2)且hashCode相同即可。同样允许null值，不能保证顺序。

 

EnumMap类

　　EnumMap是一个与枚举类一起使用的Map实现。它的key必须是单个枚举类的枚举值。EnumMap不允许使用null作为key，但可作为value。《Effective Java》第33条，用EnumMap代替序数索引，一个稍复杂的应用：

// Using a nested EnumMap to associate data with enum pairs - Pags 163-164
import java.util.*;

public enum Phase {
   SOLID, LIQUID, GAS;

   public enum Transition {
      MELT(SOLID, LIQUID), FREEZE(LIQUID, SOLID),
      BOIL(LIQUID, GAS),   CONDENSE(GAS, LIQUID),
      SUBLIME(SOLID, GAS), DEPOSIT(GAS, SOLID);

      private final Phase src;
      private final Phase dst;
        
      Transition(Phase src, Phase dst) {
         this.src = src;
         this.dst = dst;
      }
      // Initialize the phase transition map
      private static final Map<Phase, Map<Phase,Transition>> m =
        new EnumMap<Phase, Map<Phase,Transition>>(Phase.class);
      static {
         for (Phase p : Phase.values())
           m.put(p,new EnumMap<Phase,Transition>(Phase.class));
         for (Transition trans : Transition.values())
           m.get(trans.src).put(trans.dst, trans);
      }

      public static Transition from(Phase src, Phase dst) {
         return m.get(src).get(dst);
      }
   }

   // Simple demo program - prints a sloppy table
   public static void main(String[] args) {
       for (Phase src : Phase.values())
           for (Phase dst : Phase.values())
               if (src != dst)
                   System.out.printf("%s to %s : %s %n", src, dst,
                                     Transition.from(src, dst));
   }
}

各种Map实现类选择策略

1. 正常情况使用HashMap，而不是Hashtable。
2. 如果考虑排序，那么考虑使用TreeMap。通常TreeMap比HashMap等在插入、删除操作时要慢不少，因为它需要在底层采用红黑树来管理key-value对。
3. 如果考虑插入时的顺序，那么使用LinkedHashMap是个不错的选择。
4. 如果想优化垃圾回收，建议使用WeakHashMap实现类（本文未提及）；要求key完全匹配（同一对象），则使用IdentityHashMap；还有枚举类不多说了。
5. 关于null值：Hashtable不允许key为null，也不允许value为null；TreeMap与EnumMap不允许key为null；HashMap及其子类LinkedHashMap，IdentityHashMap允许key为null。

参考链接：

http://www.cnblogs.com/nayitian/p/3267110.html