java-集合架構

線性表，鏈表，雜湊表是常用的資料結構，在進行Java開發時，JDK已經為我們提供了一系列相應的類來實現基本的資料結構。這些類均在java.util包中。本文試圖通過簡單的描述，向讀者闡述各個類的作用以及如何正確使用這些類。  

任何對象加入集合類後，自動轉變為Object類型；取出時，需要進行強制類型轉換，恢複為特定的類型

看了這麼多，從一下4點去區別

1.安全執行緒

2.資料結構，單列雙列

3.儲存資料是否有順序跟上一點的資料結構有關了，

4.鍵或值能不能重複

   a.基本上舊版本的類線程是安全的，較新版本的類的線程是不安全的，

   b.Collection方面的是單列集合 ,Map方面的是雙列集合，

    c.還有兩點需要看具體的實作類別

Collection
├List
│├LinkedList（鏈表）
│├ArrayList（順序表數組）
│└Vector
│　└Stack
└Set
  ├TreeSet
  ├HashSet
  ├LinkedHashSet
Map （Hash表）
├Hashtable
├HashMap
└WeakHashMap

· Set 介面繼承 Collection，但不允許重複，使用自己內部的一個排列機制。

· List 介面繼承 Collection，允許重複，以元素安插的次序來放置元素，不會重新排列。

· Map介面是一組成對的鍵－值對象，即所持有的是key-value pairs。Map中不能有重複的key。擁有自己的內部排列機制。

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：無參數的建構函式用於建立一個空的Collection，有一個 Collection參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。
　　如何遍曆Collection中的每一個元素？不論Collection的實際類型如何，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
　　　　}
　　由Collection介面派生的兩個介面是List和Set。

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，類似於數組下標）來訪問List中的元素，這類似於Java的數組。
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，允許添加，刪除，設定元素， 還能向前或向後遍曆。
　　實現List介面的常用類有LinkedList，ArrayList，Vector和Stack。

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可被用作堆棧（stack），隊列（queue）或雙向隊列（deque）。
　　注意LinkedList沒有同步方法。如果多個線程同時訪問一個List，則必須自己實現訪問同步。一種解決方案是在建立List時構造一個同步的List：
　　　　List list = Collections.synchronizedList(new LinkedList(...));

ArrayList類
　　ArrayList實現了可變大小的數組。它允許所有元素，包括null。ArrayList沒有同步。
size，isEmpty，get，set方法已耗用時間為常數。但是add方法開銷為分攤的常數，添加n個元素需要O(n)的時間。其他的方法已耗用時間為線性。
　　每個ArrayList執行個體都有一個容量（Capacity），即用於儲存元素的數組的大小。這個容量可隨著不斷添加新元素而自動增加，但是增長演算法 並沒有定義。當需要插入大量元素時，在插入前可以調用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，另一個線程改變了 Vector的狀態（例如，添加或刪除了一些元素），這時調用Iterator的方法時將拋出 ConcurrentModificationException，因此必須捕獲該異常。

Stack 類
　　Stack繼承自Vector，實現一個後進先出的堆棧。Stack提供5個額外的方法使得Vector得以被當作堆棧使用。基本 的push和pop方法，還有peek方法得到棧頂的元素，empty方法測試堆棧是否為空白，search方法檢測一個元素在堆棧中的位置。Stack剛 建立後是空棧。

Set介面
　　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參數不能包含重複的元素。
　　請注意：必須小心操作可變對象（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的映射。一個Map中不能包含相同的key，每個key只能映射一個 value。Map介面提供3種集合的視圖，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映射。

Hashtable類
　　Hashtable繼承Map介面，實現一個key-value映射的雜湊表。任何非空（non-null）的對象都可作為key或者value。
　　添加資料使用put(key, value)，取出資料使用get(key)，這兩個基本操作的時間開銷為常數。
Hashtable通過initial capacity和load factor兩個參數調整效能。通常預設的load factor 0.75較好地實現了時間和空間的均衡。增大load factor可以節省空間的但相應的尋找時間將增大，這會影響像get和put這樣的操作。
使用Hashtable的簡單樣本如下，將1，2，3放到Hashtable中，他們的key分別是”one”，”two”，”three”：
　　　　Hashtable numbers = new Hashtable();
　　　　numbers.put(“one”, new Integer(1));
　　　　numbers.put(“two”, new Integer(2));
　　　　numbers.put(“three”, new Integer(3));
　　要取出一個數，比如2，用相應的key：
　　　　Integer n = (Integer)numbers.get(“two”);
　　　　System.out.println(“two = ” + n);
　　由於作為key的對象將通過計算其散列函數來確定與之對應的value的位置，因此任何作為key的對象都必須實現hashCode和equals方 法。hashCode和equals方法繼承自根類Object，如果你用自訂的類當作key的話，要相當小心，按照散列函數的定義，如果兩個對象相 同，即obj1.equals(obj2)=true，則它們的hashCode必須相同，但如果兩個對象不同，則它們的hashCode不一定不同，如 果兩個不同對象的hashCode相同，這種現象稱為衝突，衝突會導致操作雜湊表的時間開銷增大，所以盡量定義好的hashCode()方法，能加快雜湊 表的操作。
　　如果相同的對象有不同的hashCode，對雜湊表的操作會出現意想不到的結果（期待的get方法返回null），要避免這種問題，只需要牢記一條：要同時複寫equals方法和hashCode方法，而不要唯寫其中一個。
　　Hashtable是同步的。

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。

WeakHashMap類
　　WeakHashMap是一種改進的HashMap，它對key實行“弱引用”，如果一個key不再被外部所引用，那麼該key可以被GC回收。

總結
　　如果涉及到堆棧，隊列等操作，應該考慮用List，對於需要快速插入，刪除元素，應該使用LinkedList，如果需要快速隨機訪問元素，應該使用ArrayList。

其它
一、幾個常用類的區別
1．ArrayList: 元素單個，效率高，多用於查詢
2．Vector: 元素單個，安全執行緒，多用於查詢
3．LinkedList:元素單個，多用於插入和刪除
4．HashMap: 元素成對，元素可為空白
5．HashTable: 元素成對，安全執行緒，元素不可為空白

二、Vector、ArrayList和LinkedList
大多數情況下，從效能上來說ArrayList最好，但是當集合內的元素需要頻繁插入、刪除時LinkedList會有比較好的表現，但是它們三個效能都比不上數組，另外Vector是線程同步的。所以：
如果能用數組的時候(元素類型固定，數組長度固定)，請盡量使用數組來代替List；
如果沒有頻繁的刪除插入操作，又不用考慮多線程問題，優先選擇ArrayList；
如果在多線程條件下使用，可以考慮Vector；
如果需要頻繁地刪除插入，LinkedList就有了用武之地；
如果你什麼都不知道，用ArrayList沒錯。

三、Collections和Arrays
在 Java集合類架構裡有兩個類叫做Collections（注意，不是Collection！）和Arrays，這是JCF裡面功能強大的工具，但初學者 往往會忽視。按JCF文檔的說法，這兩個類提供了封裝器實現（Wrapper Implementations）、資料結構演算法和數組相關的應用。
想必大家不會忘記上面談到的“折半尋找”、“排序”等經典演算法吧，Collections類提供了豐富的靜態方法協助我們輕鬆完成這些在資料結構課上煩人的工作：
binarySearch：折半尋找。
sort：排序，這裡是一種類似於快速排序的方法，效率仍然是O(n * log n)，但卻是一種穩定的排序方法。
reverse：將線性表進行逆序操作，這個可是從前資料結構的經典考題哦！
rotate：以某個元素為軸心將線性表“旋轉”。
swap：交換一個線性表中兩個元素的位置。
……
Collections還有一個重要功能就是“封裝器”（Wrapper），它提供了一些方法可以把一個集合轉換成一個特殊的集合：
unmodifiableXXX：轉換成唯讀集合，這裡XXX代表六種基本集合介面：Collection、List、Map、Set、 SortedMap和SortedSet。如果你對唯讀集合進行插入刪除操作，將會拋出UnsupportedOperationException異 常。
synchronizedXXX：轉換成同步集合。
singleton：建立一個僅有一個元素的集合，這裡singleton產生的是單元素Set，singletonList和singletonMap分別產生單元素的List和Map。
空集：由Collections的靜態屬性EMPTY_SET、EMPTY_LIST和EMPTY_MAP表示。