java 集合类Array、List、Map区别和优缺点

Java集合类主要分为以下三类：

第一类：Array、Arrays

第二类：Collection ：List、Set
第三类：Map ：HashMap、HashTable

 

一、Array ， Arrays

Java所有“存储及随机访问一连串对象”的做法，array是最有效率的一种。

1、
效率高，但容量固定且无法动态改变。
array还有一个缺点是，无法判断其中实际存有多少元素，length只是告诉我们array的容量。

2、Java中有一个Arrays类，专门用来操作array 。
    arrays中拥有一组static函数，
equals()：比较两个array是否相等。array拥有相同元素个数，且所有对应元素两两相等。
fill()：将值填入array中。
sort()：用来对array进行排序。
binarySearch()：在排好序的array中寻找元素。
System.arraycopy()：array的复制。

二、Collection ， Map

若撰写程序时不知道究竟需要多少对象，需要在空间不足时自动扩增容量，则需要使用容器类库，array不适用。

1、Collection 和 Map 的区别

容器内每个为之所存储的元素个数不同。
Collection类型者，每个位置只有一个元素。
Map类型者，持有 key-value pair，像个小型数据库。

2、各自旗下的子类关系

Collection
    --List ： 将以特定次序存储元素。所以取出来的顺序可能和放入顺序不同。
          --ArrayList / LinkedList / Vector
    --Set ： 不能含有重复的元素
          --HashSet / TreeSet 
Map 
    --HashMap
    -- HashTable
    -- TreeMap

3、其他特征

*  List，Set，Map将持有对象一律视为Object型别。
*  Collection、List、Set、Map都是接口，不能实例化。
   继承自它们的 ArrayList, Vector, HashTable, HashMap是具象class，这些才可被实例化。
*  vector容器确切知道它所持有的对象隶属什么型别。vector不进行边界检查。

三、Collections

Collections是针对集合类的一个帮助类。 提供了一系列静态 方法实现对各种集合的搜索、排序、线程完全化等操作。
相当于对Array进行类似操作的类——Arrays。
如，Collections.max(Collection coll); 取coll中最大的元素。
    Collections.sort(List list); 对list中元素排序

四、如何选择？

1、容器类和Array的区别、择取 
   *  容器类仅能持有对象引用（指向对象的指针），而不是将对象信息copy一份至数列某位置。
   *  一旦将对象置入容器内，便损失了该对象的型别信息。

2、 
  *  在各种Lists中，最好的做法是以ArrayList作为缺省选择。当插入、删除频繁时，使用LinkedList()；
     Vector总是比ArrayList慢，所以要尽量避免使用。
  *  在各种Sets中，HashSet通常优于HashTree（插入、查找）。只有当需要产生一个经过排序的序列，才用TreeSet。
     HashTree存在的唯一理由：能够维护其内元素的排序状态。
  *  在各种Maps中
     HashMap用于快速查找。
  *  当元素个数固定，用Array，因为Array效率是最高的。

结论：最常用的是ArrayList，HashSet，HashMap，Array。

注意：

1、Collection没有get()方法 来取得某个元素。只能通过iterator()遍历元素。
2、Set 和Collection拥有一模一样的接口。
3、List ，可以通过get()方法来一次取出一个元素 。使用数字来选择一堆对象中的一个，get(0)...。(add/get)
4、一般使用ArrayList。用LinkedList构造堆栈stack、队列queue 。

5、Map用 put(k,v) / get(k) ，还可以使用containsKey()/containsValue()来检查其中是否含有某个key/value。
   HashMap会利用对象的hashCode来快速找到key。
    *  hashing
       哈希码就是将对象的信息经过一些转变形成一个独一无二的int值，这个值存储在一个array中。
       我们都知道所有存储结构中，array查找速度是最快的。所以，可以加速查找。
      
       发生碰撞时，让array指向多个values。即，数组每个位置上又生成一个梿表。

6、Map中元素，可以将key序列、value序列单独抽取出来。
使用keySet() 抽取key序列，将map中的所有keys生成一个Set。
使用values( ) 抽取value序列，将map中的所有values生成一个Collection。

为什么一个生成Set，一个生成Collection？那是因为，key总是独一无二的，value允许重复。

 

 

7.Java中的HashMap的工作原理是什么？

Java中的HashMap是以键值对(key-value)的形式存储元素的。HashMap需要一个hash函数，它使用hashCode()和equals()方法来向集合/从集合添加和检索元素。当调用put()方法的时候，HashMap会计算key的hash值，然后把键值对存储在集合中合适的索引上。如果key已经存在了，value会被更新成新值。HashMap的一些重要的特性是它的容量(capacity)，负载因子(load factor)和扩容极限(threshold resizing)。

8.hashCode()和equals()方法的重要性体现在什么地方？

Java中的HashMap使用hashCode()和equals()方法来确定键值对的索引，当根据键获取值的时候也会用到这两个方法。如果没有正确的实现这两个方法，两个不同的键可能会有相同的hash值，因此，可能会被集合认为是相等的。而且，这两个方法也用来发现重复元素。所以这两个方法的实现对HashMap的精确性和正确性是至关重要的。

9.HashMap和Hashtable有什么区别？

• HashMap和Hashtable都实现了Map接口，因此很多特性非常相似。但是，他们有以下不同点：
• HashMap允许键和值是null，而Hashtable不允许键或者值是null。
• Hashtable是同步的，而HashMap不是。因此，HashMap更适合于单线程环境，而Hashtable适合于多线程环境。
• HashMap提供了可供应用迭代的键的集合，因此，HashMap是快速失败的。另一方面，Hashtable提供了对键的列举(Enumeration)。
  • 一般认为Hashtable是一个遗留的类。

10.数组(Array)和列表(ArrayList)有什么区别？什么时候应该使用Array而不是ArrayList？

下面列出了Array和ArrayList的不同点：

• Array可以包含基本类型和对象类型，ArrayList只能包含对象类型。
• Array大小是固定的，ArrayList的大小是动态变化的。
• ArrayList提供了更多的方法和特性，比如：addAll()，removeAll()，iterator()等等。
• 对于基本类型数据，集合使用自动装箱来减少编码工作量。但是，当处理固定大小的基本数据类型的时候，这种方式相对比较慢。

11.ArrayList和LinkedList有什么区别？

ArrayList和LinkedList都实现了List接口，他们有以下的不同点：

• ArrayList是基于索引的数据接口，它的底层是数组。它可以以O(1)时间复杂度对元素进行随机访问。与此对应，LinkedList是以元素列表的形式存储它的数据，每一个元素都和它的前一个和后一个元素链接在一起，在这种情况下，查找某个元素的时间复杂度是O(n)。

• 相对于ArrayList，LinkedList的插入，添加，删除操作速度更快，因为当元素被添加到集合任意位置的时候，不需要像数组那样重新计算大小或者是更新索引。

• LinkedList比ArrayList更占内存，因为LinkedList为每一个节点存储了两个引用，一个指向前一个元素，一个指向下一个元素。