<Java> 集合框架概览
前言
集合框架就是提供一个存放东西的对象或叫容器，再说易懂一点就像是个数据库，提供了对数据的增删改查等功能，Java对集合框架有非常好的支持。都放在java.util里面，核心接口有Collection、Set、List、Map、SortedMap、SortedSet等，常用实现类有ArrayList、HashMap、HashSet等。
List
基本介绍 ：
List接口是Collection的一个子接口，中文名可叫"列表"或"清单"，它的顺序和长度是固定的。数组结构和链表结构都是列表的一种特殊形式。
常用实现类：
ArrayList：它是一个基于数组的结构，里面的节点相互之间没有特别的联系，默认的大小是10，最大大小Integer.MAX_VALUE - 8。当大小不够时会自动增长，它可以通过get，set来直接获取、修改某一个节点数据。
LinkedList:它是一个基于双向链表的结构，每一个节点都有两个指针来分别指向上一个节点和下一个节点。它是可变长度的。
这两个实现类的区别在于，ArrayList的get()/set()效率比LinkedList高，而LinkedList的add()/remove()效率比ArrayList高。
具体来说：数组申请一块连续的内存空间，是在编译期间就确定大小的，运行时期不可动态改变，但为什么ArrayList可以改变大小呢，因为在add如果超过了设定的大小就会创建一个新的更大的（增长率好像是0.5）ArrayList，然后将原来的list复制到新的list中，并将地址指向新的list，旧的list被GC回收，显然这是非常消耗内存而且效率非常低的。但是由于它申请的内存空间是连续的，可以直接通过下标来获取需要的数据，时间复杂度为O(1)，而链表则是O(n)，
而链表结构不一样，它可以动态申请内存空间。在需要加入的节点的上一个节点的指针解开并指向新加节点，再将新加节点的指针指向后一个节点即可。速度很快的。
所以说ArrayList适合查询，LinkedList适合增删。
其他：
对List排序可以通过辅助工具Collections.sort()来完成，但是要注意对list里面对象的compare方法进行重写。下面是一个Java8下的引用例子。
package com.vogella.java.collections.list; import java.util.ArrayList; import java.util.List; public class ListSorter { public static void main(String[] args) { System.out.println("Sorting with natural order"); List<String> l1 = createList(); l1.sort(null); l1.forEach(System.out::println); System.out.println("Sorting with a lamba expression for the comparison"); List<String> l2 = createList(); l2.sort((s1, s2) -> s1.compareToIgnoreCase(s2)); // sort ignoring case l2.forEach(System.out::println); System.out.println("Sorting with a method references"); List<String> l3 = createList(); l3.sort(String::compareToIgnoreCase); l3.forEach(System.out::println); } private static List<String> createList() { List<String> list = new ArrayList<>(); list.add("iPhone"); list.add("Ubuntu"); list.add("Android"); list.add("Mac OS X"); return list; } }
顺便介绍一下Collections这个类，相信大家做java基础面试题的时候碰到过collection和collections区别的问题，那么现在应该了解了，它们一个是集合框架的上层接口，List和set都是它的子接口，一个是集合框架的辅助类，除排序外，Collections还提供很多其他方法，比如copy(list,list)将一个list拷贝到另外一个list（注意这里和list = list）不一样，前者是在堆里有两个list，虽然内容是一样的，而后者在堆中只有一个list，只是栈中有两个引用指向它。还有reverse(list)，显然是将list反向，还有shuffle(list)打乱list的顺序，以及其他很多，所以很多时候需要对list的数据进行操作的时候，不要急着自己抓头挠腮地实现，先去Collections找找有没有已经写好的方法。
Set
基本介绍:
Set也是Collection的一个子接口。中文名可叫"集合"，学过高中数学的都知道，集合是数学上的概念，它有三个特性
确定性：集合中每一个元素都是确定的。
无序性：集合中的每个元素的位置都是任意的。
互异性：集合中每一个元素都不相同。｛1，a｝那么a就不能等于1；
那么在计算机领域，或者高级语言里面的集合也是拥有这三种特性。在Java里面就是Set。
确定性：就不用解释了。（最多有一个null值）
无序性：说明刚才的那个Collections.sort()对set无效，也从侧面说明了list顺序的重要性。
互异性：Set接口只继承了Collection的方法，并添加了互异约束，在Set中，是通过equals来判断元素是否相同的，这就要求Set的元素的equals和hashcode两个方法非常重要，有一点要清楚，如果两个set里面的元素是一样的，那么这两个set实例就是相同的。
Set<String> stringSet = new HashSet<>(); stringSet.add("aaa"); stringSet.add("bbb"); stringSet.add("ccc"); stringSet.add("ddd"); stringSet.add("eee"); Set<String> stringSet1 = new TreeSet<>(); stringSet1.add("aaa"); stringSet1.add("bbb"); stringSet1.add("ccc"); stringSet1.add("ddd"); stringSet1.add("eee"); System.out.println(stringSet.equals(stringSet1));
/////
Output>>true
常用实现类：
HashSet：它是一个非常优秀的Set实现类，是基于哈希表存储的，但它不保证返回的Iterator（迭代器）的顺序。
TreeSet：它是一个基于红黑树存储的，它将Set元素根据值来排序，效率相比HashSet慢了不少。
LinkedHashSet：它也是一个基于哈希表存储的，但是加上了一个链表，来保存它的元素插入顺序，也就是说循环输出它时，会根据插入的顺序来输出。那么显然的，为了达到这个效果，也是通过牺牲比较大的效率来实现的。
Map
基本介绍
map就是许多键值对的集合，因为它的原理和集合的数据结构不太一样，所有它不是继承自Collection，而且Map就是最高层接口。map的key不允许重复，而且每个key最多对应一个值。（值得注意的是Map接口取代了老版本的Dictionary抽象类）。Map提供了三个集合来遍历map，分别是keySet()、values()、entrySet()，要注意视图和元素集合副本的不同，前者的效率要高很多。
常用实现类
HashMap：*
TreeMap：*
LinkedHashMap：*
可以看到这几个Map和上面的Set几个常用类是一样的，为什么？其实在于set其实就是就是用map来实现的,set中的所有值就是map中的key，而所有key对应的value，则是一个空的Object（）对象。
③
上次map这块说错了，来来看看HashMap的具体实现：
上面我们说了数组和链表两种数据结构，它们有各自的优缺点，那么如果将两者结合起来的话，性能怎么样呢。其实这就是map的基本概念，它实际上是申请了一块数组类型的存储空间，然后在内部实现了静态内部类Entry，Entry里面有四个重要的属性key、value、next、hash，将Entry放入数组中，这就形成了一个Entry[]。
当我们插入一个key/value的时候，其实内部是先取hash(key)，然后将得到int值“取余”数组的长度（这是为了让hash值平均分布），将取余得到的值作为数组的下标，然后指向给定的value。下面三图分别是put方法，hash算法，取下标算法的源码：
这里有几个问题：
1.如果key是null怎么办呢？
看上面put方法的代码，可以知道它会先判断key是不是null值，如果是的话，直接放在数组的第一个位置上--table[0]，如下：
2.如果下标计算出来的值是一样的怎么办？
如果IndexFor（hash(key)）计算出来的值一样，会将新的放在index上，然后将next指向旧的那个对象，也就是put方法里面，for循环那段做的工作。这里的next也就是实现链表结构，所以说map是两者的结合。get的时候会先定位数组位置，再对链表依次遍历，直到找到hash相同的对象。
3.如果第一次申请的数组大小不够怎么办？
自动调用reszie，生成一个新的数组，然后将旧的数组映射过来。要注意的是新表大小改变，会影响hashseed的值，也就会影响hash的值。也就是说新表中Entry的hash值都是改变过的。
还有一点就是在用containKey和containValue两个方法时，前者是能先确定在数组的位置的，后者要全map遍历，所以两者的效率相差map.size倍，所以如果碰到经常需要用containValue，而且map中存储数量比较大的时候，可以考虑以map的value为key来新建一个map，然后通过containKey来实现同样的效果。
最后HashMap为什么线程不安全，比如当你一个线程调用get（key）的时候，已经进行到确定某个位置了，但是由于另外一个线程的添加操作使map.resize（）了，那么也就是所有Entry的hash值改变了，那么刚才那个线程的旧hash值就get不到value了。
结语
综上，我们在选用集合框架前，需要考虑的问题有：
1.什么类型的数据？-->决定用Map还是Collection。
2.顺序是否重要？-->决定用list还是set。
3.数据量是否大？-->决定用效率高的还是牺牲了效率的Linked*/Tree*。
4.是否有线程安全方面的问题（我上面没提到这个）？-->ArrayList是线程不安全的而推荐使用Vector，HashMap是线程不安全的而推荐使用ConcurrentHashMap。
