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Java中List Set和Map之间的区别

2019-09-01 09:00:00
2338次动力节点

Java集合主要分为三种类型set集，list列表，map映射，接下来动力节点java培训机构小编通过本文给大家详细介绍java中list、Set和Map之间的区别，下面就随小编一起看看吧。

　　Java集合主要分为三种类型：

　　• Set(集)

　　• List(列表)

　　• Map(映射)

　　要深入理解集合首先要了解下我们熟悉的数组：

　　数组是大小固定的，并且同一个数组只能存放类型一样的数据(基本类型/引用类型)，而JAVA集合可以存储和操作数目不固定的一组数据。所有的JAVA集合都位于 java.util包中! JAVA集合只能存放引用类型的的数据，不能存放基本数据类型。

　　世间上本来没有集合,(只有数组参考C语言)但有人想要,所以有了集合

　　有人想有可以自动扩展的数组,所以有了List

　　有的人想有没有重复的数组,所以有了set

　　有人想有自动排序的组数,所以有了TreeSet,TreeList,Tree**

　　而几乎所有的集合都是基于数组来实现的

　　因为集合是对数组做的封装,所以,数组永远比任何一个集合要快

　　但任何一个集合,比数组提供的功能要多

　　数组声明了它容纳的元素的类型，而集合不声明。这是由于集合以object形式来存储它们的元素。

　　一个数组实例具有固定的大小，不能伸缩。集合则可根据需要动态改变大小。

　数组是一种可读/可写数据结构---没有办法创建一个只读数组。然而可以使用集合提供的ReadOnly方法，以只读方式来使用集合。该方法将返回一个集合的只读版本。

　　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。

　　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。所以就要用到集合。

　　那我们开始讨论java中的集合。

　　集合分类

　　Collection：List、Set

　　Map：HashMap、HashTable

　　Collection接口

　　Collection是最基本的集合接口，声明了适用于JAVA集合(只包括Set和List)的通用方法。 Set 和List 都继承了Conllection,Map。

　　Collection接口的方法：

　　boolean add(Object o) ：向集合中加入一个对象的引用

　　void clear()：删除集合中所有的对象，即不再持有这些对象的引用

　　boolean isEmpty() ：判断集合是否为空

　　boolean contains(Object o) ：判断集合中是否持有特定对象的引用

　　Iterartor iterator() ：返回一个Iterator对象，可以用来遍历集合中的元素

　　boolean remove(Object o) ：从集合中删除一个对象的引用

　　int size() ：返回集合中元素的数目

　　Object[] toArray() ：返回一个数组，该数组中包括集合中的所有元素

　　关于：Iterator() 和toArray() 方法都用于集合的所有的元素，前者返回一个Iterator对象，后者返回一个包含集合中所有元素的数组。

　　Iterator接口声明了如下方法：

　　hasNext()：判断集合中元素是否遍历完毕，如果没有，就返回true

　　next() ：返回下一个元素

　　remove()：从集合中删除上一个有next()方法返回的元素。

　　Set(集合)

　　Set是最简单的一种集合。集合中的对象不按特定的方式排序，并且没有重复对象。 Set接口主要实现了两个实现类：

　　1、HashSet： HashSet类按照哈希算法来存取集合中的对象，存取速度比较快

　　2、TreeSet ：TreeSet类实现了SortedSet接口，能够对集合中的对象进行排序。

　　Set 的用法：存放的是对象的引用，没有重复对象

Set set=new HashSet();

String s1=new String("hello");

String s2=s1;

String s3=new String("world");

set.add(s1);

set.add(s2);

set.add(s3);

System.out.println(set.size());//打印集合中对象的数目为 2。

　　Set 的 add()方法是如何判断对象是否已经存放在集合中？

boolean isExists=false;

Iterator iterator=set.iterator();

while(it.hasNext()) {

String oldStr=it.next();

if(newStr.equals(oldStr)){

isExists=true;

}

　　Set的功能方法

　　Set具有与Collection完全一样的接口，因此没有任何额外的功能，不像前面有两个不同的List。实际上Set就是Collection,只是行为不同。(这是继承与多态思想的典型应用：表现不同的行为。)Set不保存重复的元素(至于如何判断元素相同则较为负责)

　　Set : 存入Set的每个元素都必须是唯一的，因为Set不保存重复元素。加入Set的元素必须定义equals()方法以确保对象的唯一性。Set与Collection有完全一样的接口。Set接口不保证维护元素的次序。

　　1、 HashSet：为快速查找设计的Set。存入HashSet的对象必须定义hashCode()。

　　2、TreeSet：保存次序的Set, 底层为树结构。使用它可以从Set中提取有序的序列。

　　LinkedHashSet：具有HashSet的查询速度，且内部使用链表维护元素的顺序(插入的次序)。于是在使用迭代器遍历Set时，结果会按元素插入的次序显示。

　　List(列表)

　　List的特征是其元素以线性方式存储，集合中可以存放重复对象。

　　1、 ArrayList() : 代表长度可以改变得数组。可以对元素进行随机的访问，向ArrayList()中插入与删除元素的速度慢。

　　2、 LinkedList(): 在实现中采用链表数据结构。插入和删除速度快，访问速度慢。

　　对于List的随机访问来说，就是只随机来检索位于特定位置的元素。 List 的 get(int index) 方法放回集合中由参数index指定的索引位置的对象，下标从“0” 开始。最基本的两种检索集合中的所有对象的方法：

　　for循环和get()方法：

for(int i=0; i<list.size();i++){

System.out.println(list.get(i));

}

使用迭代器（Iterator）:

Iterator it=list.iterator();

while(it.hashNext()){

System.out.println(it.next());

}

　　List的功能方法

　　实际上有两种List：一种是基本的ArrayList,其优点在于随机访问元素，另一种是更强大的LinkedList,它并不是为快速随机访问设计的，而是具有一套更通用的方法。

　　1、 List：次序是List最重要的特点：它保证维护元素特定的顺序。List为Collection添加了许多方法，使得能够向List中间插入与移除元素(这只推荐LinkedList使用。)一个List可以生成ListIterator,使用它可以从两个方向遍历List,也可以从List中间插入和移除元素。

　　2、 ArrayList：由数组实现的List。允许对元素进行快速随机访问，但是向List中间插入与移除元素的速度很慢。ListIterator只应该用来由后向前遍历 ArrayList,而不是用来插入和移除元素。因为那比LinkedList开销要大很多。

　　3、 LinkedList ：对顺序访问进行了优化，向List中间插入与删除的开销并不大。随机访问则相对较慢。(使用ArrayList代替。)还具有下列方法：addFirst(), addLast(), getFirst(), getLast(), removeFirst() 和 removeLast(), 这些方法 (没有在任何接口或基类中定义过)使得LinkedList可以当作堆栈、队列和双向队列使用。

　　Map(映射)

　　Map 是一种把键对象和值对象映射的集合，它的每一个元素都包含一对键对象和值对象。 Map没有继承于Collection接口从Map集合中检索元素时，只要给出键对象，就会返回对应的值对象。

　　Map 的常用方法：

　　1、添加，删除操作：

Object put(Object key, Object value)：向集合中加入元素

Object remove(Object key)：删除与KEY相关的元素

void putAll(Map t)：将来自特定映像的所有元素添加给该映像

void clear()：从映像中删除所有映射

　　2 、查询操作：

　　Object get(Object key)：获得与关键字key相关的值。Map集合中的键对象不允许重复，也就说，任意两个键对象通过equals()方法比较的结果都是false.，但是可以将任意多个键独享映射到同一个值对象上。

　　Map的功能方法

　　方法put(Object key, Object value)添加一个“值”(想要得东西)和与“值”相关联的“键”(key)(使用它来查找)。方法get(Object key)返回与给定“键”相关联的“值”。可以用containsKey()和containsValue()测试Map中是否包含某个“键”或“值”。标准的Java类库中包含了几种不同的Map：HashMap, TreeMap, LinkedHashMap, WeakHashMap, IdentityHashMap。它们都有同样的基本接口Map，但是行为、效率、排序策略、保存对象的生命周期和判定“键”等价的策略等各不相同。

　　执行效率是Map的一个大问题。看看get()要做哪些事，就会明白为什么在ArrayList中搜索“键”是相当慢的。而这正是HashMap提高速度的地方。HashMap使用了特殊的值，称为“散列码”(hash code)，来取代对键的缓慢搜索。“散列码”是“相对唯一”用以代表对象的int值，它是通过将该对象的某些信息进行转换而生成的。所有Java对象都能产生散列码，因为hashCode()是定义在基类Object中的方法。

　　HashMap就是使用对象的hashCode()进行快速查询的。此方法能够显着提高性能。

　　Map : 维护“键值对”的关联性，使你可以通过“键”查找“值”

　　HashMap：Map基于散列表的实现。插入和查询“键值对”的开销是固定的。可以通过构造器设置容量capacity和负载因子load factor，以调整容器的性能。

　　LinkedHashMap：类似于HashMap，但是迭代遍历它时，取得“键值对”的顺序是其插入次序，或者是最近最少使用(LRU)的次序。只比HashMap慢一点。而在迭代访问时发而更快，因为它使用链表维护内部次序。

　　TreeMap ：基于红黑树数据结构的实现。查看“键”或“键值对”时，它们会被排序(次序由Comparabel或Comparator决定)。TreeMap的特点在于，你得到的结果是经过排序的。TreeMap是唯一的带有subMap()方法的Map，它可以返回一个子树。

　　WeakHashMao ：弱键(weak key)Map，Map中使用的对象也被允许释放: 这是为解决特殊问题设计的。如果没有map之外的引用指向某个“键”，则此“键”可以被垃圾收集器回收。

　　IdentifyHashMap： : 使用==代替equals()对“键”作比较的hash map。专为解决特殊问题而设计。

　　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。

　　各自旗下的子类关系

ollection

--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

　　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。

　　总结

　　1、如果涉及到堆栈，队列等操作，应该考虑用List，对于需要快速插入，删除元素，应该使用LinkedList，如果需要快速随机访问元素，应该使用ArrayList。

　　2、如果程序在单线程环境中，或者访问仅仅在一个线程中进行，考虑非同步的类，其效率较高，如果多个线程可能同时操作一个类，应该使用同步的类。

　　3、在除需要排序时使用TreeSet,TreeMap外,都应使用HashSet,HashMap,因为他们的效率更高。

　　4、要特别注意对哈希表的操作，作为key的对象要正确复写equals和hashCode方法。

　　5、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。

　　6、尽量返回接口而非实际的类型，如返回List而非ArrayList，这样如果以后需要将ArrayList换成LinkedList时，客户端代码不用改变。这就是针对抽象编程。

　　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。