概述:
List , Set, Map都是接口，前两个继承至Collection接口，Map为独立接口
Set下有HashSet，LinkedHashSet，TreeSet
List下有ArrayList，Vector，LinkedList
Map下有Hashtable，LinkedHashMap，HashMap，TreeMap
Collection接口下还有个Queue接口，有PriorityQueue类
注意:
Queue接口与List、Set同一级别，都是继承了Collection接口。
看图你会发现,LinkedList既可以实现Queue接口,也可以实现List接口.只不过呢, LinkedList实现了Queue接口。Queue接口窄化了对LinkedList的方法的访问权限（即在方法中的参数类型如果是Queue时，就完全只能访问Queue接口所定义的方法 了，而不能直接访问 LinkedList的非Queue的方法），以使得只有恰当的方法才可以使用。
SortedSet是个接口，它里面的（只有TreeSet这一个实现可用）中的元素一定是有序的。
总结：
Connection接口:
List 有序,可重复
ArrayList
优点: 底层数据结构是数组，查询快，增删慢。
缺点: 线程不安全，效率高
Vector
优点: 底层数据结构是数组，查询快，增删慢。
缺点: 线程安全，效率低
LinkedList
优点: 底层数据结构是链表，查询慢，增删快。
缺点: 线程不安全，效率高
Set 无序,唯一
HashSet
底层数据结构是哈希表。(无序,唯一)
如何来保证元素唯一性?
1、依赖两个方法：hashCode()和equals()
LinkedHashSet
底层数据结构是链表和哈希表。(FIFO插入有序,唯一)
1、由链表保证元素有序
2、由哈希表保证元素唯一
TreeSet
底层数据结构是红黑树。(唯一，有序)
1、如何保证元素排序的呢?
自然排序
比较器排序
2、如何保证元素唯一性的呢?
根据比较的返回值是否是0来决定
针对Collection集合我们到底使用谁呢?(掌握)
| Set | -唯一 | 排序 | 是否可以存null |
| TreeSet | 是 | 是 | 不允许 |
| LinkedHashSet | 是 | 是 | 只能放一个 |
| HashSet | 是 | 否 | 只能放一个 |
如果你知道是Set，但是不知道是哪个Set，就用HashSet。
| -List | -唯一 | 排序 | 使用场景 |
| Vector | 否 | 是 | |
| ArrayList | 否 | 是 | 查询多 |
| LinkedList | 否 | 是 | 增删多 |
如果你知道是List，但是不知道是哪个List，就用ArrayList。
如果你知道是Collection集合，但是不知道使用谁，就用ArrayList。
如果你知道用集合，就用ArrayList。
说完了Collection,来简单说一下Map.
Map接口:
| - | -key可为null | -value可为null |
| HashMap | 是 | 是 |
| TreeMap | 否 | 是 |
| HashTable | 否 | 否 |
Map接口有三个比较重要的实现类，分别是HashMap、TreeMap和HashTable。
TreeMap是有序的，HashMap和HashTable是无序的。
Hashtable的方法是同步的，HashMap的方法不是同步的。这是两者最主要的区别。
这就意味着:
Hashtable是线程安全的，HashMap不是线程安全的。
HashMap效率较高，Hashtable效率较低。
如果对同步性或与遗留代码的兼容性没有任何要求，建议使用HashMap。 查看Hashtable的源代码就可以发现，除构造函数外，Hashtable的所有 public 方法声明中都有 synchronized关键字，而HashMap的源码中则没有。
Hashtable不允许null值，HashMap允许null值（key和value都允许）
父类不同：Hashtable的父类是Dictionary，HashMap的父类是AbstractMap
重点问题重点分析:
（一）TreeSet, LinkedHashSet and HashSet 的区别
介绍
TreeSet, LinkedHashSet and HashSet 在java中都是实现Set的数据结构
TreeSet的主要功能用于排序
LinkedHashSet的主要功能用于保证FIFO即有序的集合(先进先出)
HashSet只是通用的存储数据的集合
相同点
Duplicates elements: 因为三者都实现Set interface，所以三者都不包含duplicate elements
Thread safety: 三者都不是线程安全的，如果要使用线程安全可以Collections.synchronizedSet()
3.不同点
Performance and Speed: HashSet插入数据最快，其次LinkHashSet，最慢的是TreeSet因为内部实现排序
Ordering: HashSet不保证有序，LinkHashSet保证FIFO即按插入顺序排序，TreeSet安装内部实现排序，也可以自定义排序规则
null:HashSet和LinkHashSet允许存在null数据，但是TreeSet中插入null数据时会报NullPointerException
代码比较
public static void main(String args[]) { HashSet<String> hashSet = new HashSet<>(); LinkedHashSet<String> linkedHashSet = new LinkedHashSet<>(); TreeSet<String> treeSet = new TreeSet<>(); for (String data : Arrays.asList("B", "E", "D", "C", "A")) { hashSet.add(data); linkedHashSet.add(data); treeSet.add(data); } //不保证有序 System.out.println("Ordering in HashSet :" + hashSet); //FIFO保证安装插入顺序排序 System.out.println("Order of element in LinkedHashSet :" + linkedHashSet); //内部实现排序 System.out.println("Order of objects in TreeSet :" + treeSet); }
运行结果:
Ordering in HashSet :[A, B, C, D, E] (无顺序)
Order of element in LinkedHashSet :[B, E, D, C, A] (FIFO插入有序)
Order of objects in TreeSet :[A, B, C, D, E] (排序)
（二）TreeSet的两种排序方式比较
排序的引入(以基本数据类型的排序为例)
由于TreeSet可以实现对元素按照某种规则进行排序，例如下面的例子
public class MyClass { public static void main(String[] args) { // 创建集合对象 // 自然顺序进行排序 TreeSet<Integer> ts = new TreeSet<Integer>(); // 创建元素并添加 // 20,18,23,22,17,24,19,18,24 ts.add(20); ts.add(18); ts.add(23); ts.add(22); ts.add(17); ts.add(24); ts.add(19); ts.add(18); ts.add(24); // 遍历 for (Integer i : ts) { System.out.println(i); } } }
运行结果:
17
18
19
20
22
23
24
如果是引用数据类型呢,比如自定义对象,又该如何排序呢?
测试类
public class MyClass { public static void main(String[] args) { TreeSet<Student> ts=new TreeSet<Student>(); //创建元素对象 Student s1=new Student("zhangsan",20); Student s2=new Student("lis",22); Student s3=new Student("wangwu",24); Student s4=new Student("chenliu",26); Student s5=new Student("zhangsan",22); Student s6=new Student("qianqi",24); //将元素对象添加到集合对象中 ts.add(s1); ts.add(s2); ts.add(s3); ts.add(s4); ts.add(s5); ts.add(s6); //遍历 for(Student s:ts){ System.out.println(s.getName()+"-----------"+s.getAge()); } } }
Student.java
public class Student { private String name; private int age; public Student() { super(); // TODO Auto-generated constructor stub } public Student(String name, int age) { super(); this.name = name; this.age = age; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { this.age = age; } }
结果报错:
原因分析：
由于不知道该安照那一中排序方式排序，所以会报错。
解决方法：
1.自然排序
2.比较器排序
(1).自然排序
自然排序要进行一下操作：
1.Student类中实现 Comparable接口
2.重写Comparable接口中的Compareto方法
compareTo(T o) 比较此对象与指定对象的顺序。
public class Student implements Comparable<Student>{ private String name; private int age; public Student() { super(); // TODO Auto-generated constructor stub } public Student(String name, int age) { super(); this.name = name; this.age = age; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { this.age = age; } @Override public int compareTo(Student s) { //return -1; //-1表示放在红黑树的左边,即逆序输出 //return 1; //1表示放在红黑树的右边，即顺序输出 //return o; //表示元素相同，仅存放第一个元素 //主要条件 姓名的长度,如果姓名长度小的就放在左子树，否则放在右子树 int num=this.name.length()-s.name.length(); //姓名的长度相同，不代表内容相同,如果按字典顺序此 String 对象位于参数字符串之前，则比较结果为一个负整数。 //如果按字典顺序此 String 对象位于参数字符串之后，则比较结果为一个正整数。 //如果这两个字符串相等，则结果为 0 int num1=num==0?this.name.compareTo(s.name):num; //姓名的长度和内容相同，不代表年龄相同，所以还要判断年龄 int num2=num1==0?this.age-s.age:num1; return num2; } }
运行结果:
lis-----------22
qianqi-----------24
wangwu-----------24
chenliu-----------26
zhangsan-----------20
zhangsan-----------22
(2).比较器排序
比较器排序步骤：
1.单独创建一个比较类，这里以MyComparator为例，并且要让其继承Comparator接口
2.重写Comparator接口中的Compare方法
compare(T o1,T o2) 比较用来排序的两个参数。
3.在主类中使用下面的 构造方法
TreeSet(Comparator<? superE> comparator) 构造一个新的空 TreeSet，它根据指定比较器进行排序。
测试类:
public class MyClass { public static void main(String[] args) { //创建集合对象 //TreeSet(Comparator<? super E> comparator) 构造一个新的空 TreeSet，它根据指定比较器进行排序。 TreeSet<Student> ts=new TreeSet<Student>(new MyComparator()); //创建元素对象 Student s1=new Student("zhangsan",20); Student s2=new Student("lis",22); Student s3=new Student("wangwu",24); Student s4=new Student("chenliu",26); Student s5=new Student("zhangsan",22); Student s6=new Student("qianqi",24); //将元素对象添加到集合对象中 ts.add(s1); ts.add(s2); ts.add(s3); ts.add(s4); ts.add(s5); ts.add(s6); //遍历 for(Student s:ts){ System.out.println(s.getName()+"-----------"+s.getAge()); } } }
Student.java:
public class Student { private String name; private int age; public Student() { super(); // TODO Auto-generated constructor stub } public Student(String name, int age) { super(); this.name = name; this.age = age; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { this.age = age; } }
MyComparator类：
public class MyComparator implements Comparator<Student> { @Override public int compare(Student s1,Student s2) { // 姓名长度 int num = s1.getName().length() - s2.getName().length(); // 姓名内容 int num2 = num == 0 ? s1.getName().compareTo(s2.getName()) : num; // 年龄 int num3 = num2 == 0 ? s1.getAge() - s2.getAge() : num2; return num3; } }
运行结果：
lis-----------22
qianqi-----------24
wangwu-----------24
chenliu-----------26
zhangsan-----------20
zhangsan-----------22
(三). 性能测试
对象类:
class Dog implements Comparable<Dog> { int size; public Dog(int s) { size = s; } public String toString() { return size + ""; } @Override public int compareTo(Dog o) { //数值大小比较 return size - o.size; } }
主类:
public class MyClass { public static void main(String[] args) { Random r = new Random(); HashSet<Dog> hashSet = new HashSet<Dog>(); TreeSet<Dog> treeSet = new TreeSet<Dog>(); LinkedHashSet<Dog> linkedSet = new LinkedHashSet<Dog>(); // start time long startTime = System.nanoTime(); for (int i = 0; i < 1000; i++) { int x = r.nextInt(1000 - 10) + 10; hashSet.add(new Dog(x)); } // end time long endTime = System.nanoTime(); long duration = endTime - startTime; System.out.println("HashSet: " + duration); // start time startTime = System.nanoTime(); for (int i = 0; i < 1000; i++) { int x = r.nextInt(1000 - 10) + 10; treeSet.add(new Dog(x)); } // end time endTime = System.nanoTime(); duration = endTime - startTime; System.out.println("TreeSet: " + duration); // start time startTime = System.nanoTime(); for (int i = 0; i < 1000; i++) { int x = r.nextInt(1000 - 10) + 10; linkedSet.add(new Dog(x)); } // end time endTime = System.nanoTime(); duration = endTime - startTime; System.out.println("LinkedHashSet: " + duration); } }
运行结果:
HashSet: 1544313
TreeSet: 2066049
LinkedHashSet: 629826
虽然测试不够准确,但能反映得出，TreeSet要慢得多,因为它是有序的。
