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集合常用類和介面介紹

• Collection介面

  　　Collection是最基本的集合介面，一個Collection代表一組Object，即Collection的元素（Elements）。一些 Collection允許相同的元素而另一些不行。一些能排序而另一些不行。Java SDK不提供直接繼承自Collection的類，Java SDK提供的類都是繼承自Collection的“子介面”如List和Set。
  　　所有實現Collection介面的類都必須提供兩個標準的建構函式：無引數的建構函式用於建立一個空的Collection，有一個 Collection引數的建構函式用於建立一個新的Collection，這個新的Collection與傳入的Collection有相同的元素。後 一個建構函式允許使用者複製一個Collection。
  　　如何遍歷Collection中的每一個元素？不論Collection的實際型別如何，它都支援一個iterator()的方法，該方法返回一個迭代子，使用該迭代子即可逐一訪問Collection中每一個元素。典型的用法如下：
  　　　

　Iterator it = collection.iterator(); // 獲得一個迭代子
　　　　while(it.hasNext()) {
　　　　　　Object obj = it.next(); // 得到下一個元素
　　　　}

• List介面
  　　List是有序的Collection，使用此介面能夠精確的控制每個元素插入的位置。使用者能夠使用索引（元素在List中的位置，類似於陣列下標）來訪問List中的元素，這類似於Java的陣列。
  和下面要提到的Set不同，List允許有相同的元素。
  　　除了具有Collection介面必備的iterator()方法外，List還提供一個listIterator()方法，返回一個 ListIterator介面，和標準的Iterator介面相比，ListIterator多了一些add()之類的方法，允許新增，刪除，設定元素， 還能向前或向後遍歷。
  　實現List介面的常用類有LinkedList，ArrayList，Vector
  　　

• LinkedList類

  　　LinkedList實現了List介面，允許null元素。此外LinkedList提供額外的get，remove，insert方法在 LinkedList的首部或尾部。這些操作使LinkedList可被用作堆疊（stack），佇列（queue）或雙向佇列（deque）。
  　　注意LinkedList沒有同步方法。如果多個執行緒同時訪問一個List，則必須自己實現訪問同步。一種解決方法是在建立List時構造一個同步的List：
  　　List list = Collections.synchronizedList(new LinkedList(…));

• ArrayList類

  　　ArrayList實現了可變大小的陣列。它允許所有元素，包括null。ArrayList沒有同步。
  size，isEmpty，get，set方法執行時間為常數。但是add方法開銷為分攤的常數，新增n個元素需要O(n)的時間。其他的方法執行時間為線性。
  　　每個ArrayList例項都有一個容量（Capacity），即用於儲存元素的陣列的大小。這個容量可隨著不斷新增新元素而自動增加，但是增長演算法 並沒有定義。當需要插入大量元素時，在插入前可以呼叫ensureCapacity方法來增加ArrayList的容量以提高插入效率。
  和LinkedList一樣，ArrayList也是非同步的（unsynchronized）。

• Vector類

  　　Vector非常類似ArrayList，但是Vector是同步的。由Vector建立的Iterator，雖然和 ArrayList建立的Iterator是同一介面，但是，因為Vector是同步的，當一個Iterator被建立而且正在被使用，另一個執行緒改變了 Vector的狀態（例如，新增或刪除了一些元素），這時呼叫Iterator的方法時將丟擲 ConcurrentModificationException，因此必須捕獲該異常。

• Set類

  　　Set是一種不包含重複的元素的Collection，即任意的兩個元素e1和e2都有e1.equals(e2)=false，Set最多有一個null元素。
  　　很明顯，Set的建構函式有一個約束條件，傳入的Collection引數不能包含重複的元素。
  　　請注意：必須小心操作可變物件（Mutable Object）。如果一個Set中的可變元素改變了自身狀態導致Object.equals(Object)=true將導致一些問題。

• Map介面

  　　請注意，Map沒有繼承Collection介面，Map提供key到value的對映。一個Map中不能包含相同的key，每個key只能對映一個 value。Map介面提供3種集合的檢視，Map的內容可以被當作一組key集合，一組value集合，或者一組key-value對映。

• HashMap類

  　　HashMap和Hashtable類似，不同之處在於HashMap是非同步的，並且允許null，即null value和null key。，但是將HashMap視為Collection時（values()方法可返回Collection），其迭代子操作時間開銷和HashMap 的容量成比例。因此，如果迭代操作的效能相當重要的話，不要將HashMap的初始化容量設得過高，或者load factor過低。

最後總結各個類集合的特點

• 單列集合

  Collection

  |-  List    元素有序,可以重複.並且每一個元素都有對應的索引        
      ArrayList
          底層的資料結構是陣列,查詢塊,增刪慢
          執行緒不安全的,效率高
      Vector
          底層的資料結構是陣列,查詢塊,增刪慢
          執行緒安全的,效率低
      LinkedList
          底層的資料結構連結串列 , 查詢慢,增刪塊
          執行緒不安全的,效率高
      遍歷:
          第一種使用迭代器進行遍歷
          第二種使用for迴圈進行遍歷      size 和 get方法
          第三種使用增強for迴圈
  
  |-  Set
          元素無序 ,但是可以保證元素的唯一性
      HashSet
          底層的資料結構是雜湊表, 依賴於兩個方法,這個兩個方法就是hashCode和equals
      TreeSet
          底層的資料結構是二叉樹, 這個集合可以對元素進行排序
          而排序有兩個方式:
          第一種使用的自然排序
          第二種使用的是比較器排序
  
          我們到底是使用自然排序還是使用比較器排序,主要依賴於構造方法
          如果我們使用的是自然排序,那麼對元素有一個要求,需要這個元素實現Comparable介面,然後複習compareTo方法
          如果我們使用的是比較排序,我們可以定義一個類,然後讓這個類實現Comparator介面,然後複習compare方法
          當我們也可以使用匿名內部類
      遍歷:
          第一種使用迭代器進行遍歷
          第二種使用增強for迴圈
  

  資料結構:

  棧, 佇列, 陣列 , 連結串列 , 雜湊表  , 二叉樹
  
  棧的特點:   先進後出
  佇列的特點:  先進先出
  陣列的特點:  查詢塊 , 增刪慢
  連結串列的特點:  查詢慢, 增刪快
  雜湊表的特點: 是一個連結串列型別的陣列,集成了連結串列和陣列的優點
          可以保證元素的唯一性,這個唯一性依賴於兩個方法hashCode和equals
  二叉樹:    也被稱之為紅黑樹 , 是一種自平衡的二叉樹.
  

• 雙列集合Map

  Map集合是雙列集合
  Map集合的資料結構只和鍵有關,和值沒有關係

  |- HashMap

  底層的資料結構是雜湊表, 依賴於兩個方法,這個兩個方法就是hashCode和equals
  

  |- TreeMap

  底層的資料結構是二叉樹, 這個集合可以對元素進行排序
  

  遍歷方式:

  第一種遍歷方式:    獲取所有的鍵的集合,然後在遍歷鍵的集合,獲取每一個元素,然後根據這個鍵在獲取對應的值
  第二種遍歷方式: 獲取所有的鍵值對的集合, 然後在遍歷這個集合,獲取每一個鍵值對物件,然後在呼叫對應的方法獲取鍵和值
  獲取鍵的方法是getKey獲取值的方法是getValue
  

  HashMap和Hashtable的區別:

  HashMap執行緒不安全,可以存在null值和null鍵
  Hashtable執行緒安全,不可以是null值和null鍵