浅谈Java集合

1. 集合概述

在编程过程中，我们经常需要集中存放多个数据。而数组长度固定，不能满足变化的要求。所以，java提供了集合。

集合类存放于java.util包中。

集合类存放的都是对象的引用，而非对象本身，出于表达上的便利，我们称集合中的对象就是指集合中对象的引用（reference)。

集合类型主要有3种：set(集）、list(列表）和map(映射)。

集合接口分为：Collection和Map，list、set实现了Collection接口

2. 集合体系

继承树：

2.1 Collection

Collection是最基本的集合接口，一个Collection代表一组Object的集合，这些Object被称作Collection的元素。

Collection接口是List、 Set、和Queue接口的父接口。

在了解集合之前 先了解一下Iterable接口。 迭代器接口，这是Collection类的父接口。实现这个Iterable接口的对象允许使用foreach进行遍历，也就是说，所有的Collection集合对象都具有”foreach可遍历性”。这个Iterable接口只有一个方法: iterator()。它返回一个代表当前集合对象的泛型迭代器，用于之后的遍历操作。

List

List接口继承自Collection接口。List代表的是有序的Collection,集合中的每个元素都有其对应的索引。List中允许有重复的元素，可以通过索引来访问指定位置的集合元素。因为List集合默认按元素的添加顺序设置元素的索引。

1) ArrayList

ArrayList是基于数组实现的List类，它封装了一个动态的增长的、允许再分配的Object[]数组。

2) Vector

Vector和ArrayList在用法上几乎完全相同，但由于Vector是一个古老的集合，所以Vector提供了一些方法名很长的方法，但随着JDK1.2以后，java提供了系统的集合框架，就将Vector改为实现List接口，统一归入集合框架体系中

2.1) Stack

Stack是Vector提供的一个子类，用于模拟”栈”这种数据结构(LIFO后进先出)

3) LinkedList

LinkedList implements List, Deque, LinkedList类同样实现List接口，能对它进行队列操作，即可以根据索引来随机访问集合中的元素。同时它还实现Deque接口，即能将LinkedList当作双端队列使用。自然也可以被当作”栈来使用”

Queue

Queue接口继承自Collection接口，Queue用于模拟”队列”这种数据结构(先进先出 FIFO)。队列的头部保存着队列中存放时间最长的元素，队列的尾部保存着队列中存放时间最短的元素。新元素插入(offer)到队列的尾部，
访问元素(poll)操作会返回队列头部的元素，队列不允许随机访问队列中的元素。结合生活中常见的排队就会很好理解这个概念

1) PriorityQueue

PriorityQueue并不是一个比较标准的队列实现，PriorityQueue保存队列元素的顺序并不是按照加入队列的顺序，而是按照队列元素的大小进行重新排序，这点从它的类名也可以看出来

2) Deque

Deque接口代表一个”双端队列”，双端队列可以同时从两端来添加、删除元素，因此Deque的实现类既可以当成队列使用、也可以当成栈使用

3) ArrayDeque

是一个基于数组的双端队列，和ArrayList类似，它们的底层都采用一个动态的、可重分配的Object[]数组来存储集合元素，当集合元素超出该数组的容量时，系统会在底层重新分配一个Object[]数组来存储集合元素

4) LinkedList

Set

Set接口继承自Collection接口，是一种不允许包含相同元素的Collection。它维持自己的内部排序，随机访问没有任何意义。

1) HashSet

HashSet是Set接口的典型实现，HashSet使用HASH算法来存储集合中的元素，因此具有良好的存取和查找性能。当向HashSet集合中存入一个元素时，HashSet会调用该对象的hashCode()方法来得到该对象的hashCode值，然后根据该HashCode值决定该对象在HashSet中的存储位置。值得主要的是，HashSet集合判断两个元素相等的标准是两个对象通过equals()方法比较相等，并且两个对象的hashCode()方法的返回值相等。

1.1) LinkedHashSet

LinkedHashSet集合也是根据元素的hashCode值来决定元素的存储位置，但和HashSet不同的是，它同时使用链表维护元素的次序，这样使得元素看起来是以插入的顺序保存的。当遍历LinkedHashSet集合里的元素时，LinkedHashSet将会按元素的添加顺序来访问集合里的元素。LinkedHashSet需要维护元素的插入顺序，因此性能略低于HashSet的性能，但在迭代访问Set里的全部元素时(遍历)将有很好的性能(链表很适合进行遍历)

2) SortedSet

此接口主要用于排序操作，即实现此接口的子类都属于排序的子类

2.1) TreeSet

TreeSet是SortedSet接口的实现类，TreeSet可以确保集合元素处于排序状态

3) EnumSet

EnumSet是一个专门为枚举类设计的集合类，EnumSet中所有元素都必须是指定枚举类型的枚举值，该枚举类型在创建EnumSet时显式、或隐式地指定。EnumSet的集合元素也是有序的，它们以枚举值在Enum类内的定义顺序来决定集合元素的顺序。

2.2 Map

Map保存具有映射关系的数据，因此Map集合里保存着两组值，一组值用来保存Map里的key,一组用来保存Map里的value,key和value可以是任何引用类型的数据。

Map里的key不允许重复，value可以重复。key和value之间存在单向的一对一的关系，通过指定的key，总能找到唯一的、确定的value。

HashMap

和HashSet集合不能保证元素的顺序一样，HashMap也不能保证key-value对的顺序。并且类似于HashSet判断两个key是否相等的标准也是: 两个key通过equals()方法比较返回true、同时两个key的hashCode值也必须相等

1) LinkedHashMap

LinkedHashMap也使用双向链表来维护key-value对的次序，该链表负责维护Map的迭代顺序，与key-value对的插入顺序一致(注意和TreeMap对所有的key-value进行排序进行区分)

Hashtable

是一个古老的Map实现类

1) Properties

Properties对象在处理属性文件时特别方便(windows平台上的.ini文件)，Properties类可以把Map对象和属性文件关联起来，从而可以把Map对象中的key-value对写入到属性文件中，也可以把属性文件中的”属性名-属性值”加载到Map对象中

SortedMap

正如Set接口派生出SortedSet子接口，SortedSet接口有一个TreeSet实现类一样，Map接口也派生出一个SortedMap子接口，SortedMap接口也有一个TreeMap实现类

1) TreeMap

TreeMap就是一个红黑树数据结构，每个key-value对即作为红黑树的一个节点。TreeMap存储key-value对(节点)时，需要根据key对节点进行排序。TreeMap可以保证所有的key-value对处于有序状态。同样，TreeMap也有两种排序方式: 自然排序、定制排序

WeakHashMap

WeakHashMap与HashMap的用法基本相似。区别在于，HashMap的key保留了对实际对象的”强引用”，这意味着只要该HashMap对象不被销毁，该HashMap所引用的对象就不会被垃圾回收。
但WeakHashMap的key只保留了对实际对象的弱引用，这意味着如果WeakHashMap对象的key所引用的对象没有被其他强引用变量所引用，则这些key所引用的对象可能被垃圾回收，当垃圾回收了该key所对应的实际对象之后，WeakHashMap也可能自动删除这些key所对应的key-value对

IdentityHashMap

IdentityHashMap的实现机制与HashMap基本相似，在IdentityHashMap中，当且仅当两个key严格相等(key1 == key2)时，IdentityHashMap才认为两个key相等

EnumMap

EnumMap是一个与枚举类一起使用的Map实现，EnumMap中的所有key都必须是单个枚举类的枚举值。创EnumMap时必须显式或隐式指定它对应的枚举类。EnumMap根据key的自然顺序

相关参考：

https://blog.csdn.net/zhengchao1991/article/details/53486516