map,set,list等集合解析以及HashMap,LinkedHashMap,TreeMap等該選誰的的區別，linkedhashmap轉list

map,set,list等集合解析以及HashMap,LinkedHashMap,TreeMap等該選誰的的區別，linkedhashmap轉list

前言：
      今天在整理一些資料時，想起了map,set,list等集合，於是就做些筆記，提供給大家學習參考以及自己日後回顧。

首先Map主要用於儲存健值對，根據鍵得到值，因此不允許鍵重複(重複了覆蓋了),但允許值重複。其中最常用的幾種map如下：

Hashmap： 是一個最常用的Map,它根據鍵的HashCode 值儲存資料,根據鍵可以直接擷取它的值，具有很快的訪問速度，遍曆時，取得資料的順序是完全隨機的。HashMap最多隻允許一條記錄的鍵為Null;允許多條記錄的值為 Null;HashMap不支援線程的同步，即任一時刻可以有多個線程同時寫HashMap;可能會導致資料的不一致。如果需要同步，可以用 Collections的synchronizedMap方法使HashMap具有同步的能力，或者使用ConcurrentHashMap。

Hashtable：與 HashMap類似,它繼承自Dictionary類，不同的是:它不允許記錄的鍵或者值為空白;它支援線程的同步，即任一時刻只有一個線程能寫Hashtable,因此也導致了 Hashtable在寫入時會比較慢。

LinkedHashMap：儲存了記錄的插入順序，在用Iterator遍曆LinkedHashMap時，先得到的記錄肯定是先插入的.也可以在構造時用帶參數，按照應用次數排序。在遍曆的時候會比HashMap慢，不過有種情況例外，當HashMap容量很大，實際資料較少時，遍曆起來可能會比LinkedHashMap慢，因為LinkedHashMap的遍曆速度只和實際資料有關，和容量無關，而HashMap的遍曆速度和他的容量有關。

TreeMap：實現SortMap介面，能夠把它儲存的記錄根據鍵排序,預設是按索引值的升序排序，也可以指定排序的比較子，當用Iterator 遍曆TreeMap時，得到的記錄是排過序的。

一般情況下，我們用的最多的是HashMap,HashMap裡面存入的索引值對在取出的時候是隨機的,它根據鍵的HashCode值儲存資料,根據鍵可以直接擷取它的值，具有很快的訪問速度。在Map 中插入、刪除和定位元素，HashMap 是最好的選擇。

TreeMap取出來的是排序後的索引值對。但如果您要按自然順序或自訂順序遍曆索引值，那麼TreeMap會更好。

LinkedHashMap 是HashMap的一個子類，如果需要輸出順序和輸入的順序相同,那麼用LinkedHashMap可以實現,它還可以按讀取順序來排列，像串連池中可以應用。

 

 

1. HashSet是通過HashMap實現的,TreeSet是通過TreeMap實現的,只不過Set用的只是Map的key

2. Map的key和Set都有一個共同的特性就是集合的唯一性.TreeMap更是多了一個排序的功能.

3. hashCode和equal()是HashMap用的, 因為無需排序所以只需要關註定位和唯一性即可.

   a. hashCode是用來計算hash值的,hash值是用來確定hash表索引的.
   b. hash表中的一個索引處存放的是一張鏈表, 所以還要通過equal方法迴圈比較鏈上的每一個對象
       才可以真正定位到索引值對應的Entry.
   c. put時,如果hash表中沒定位到,就在鏈表前加一個Entry,如果定位到了,則更換Entry中的value,並返回舊value

4. 由於TreeMap需要排序,所以需要一個Comparator為索引值進行大小比較.當然也是用Comparator定位的.
   a. Comparator可以在建立TreeMap時指定
   b. 如果建立時沒有確定,那麼就會使用key.compareTo()方法,這就要求key必須實現Comparable介面.
   c. TreeMap是使用Tree資料結構實現的,所以使用compare介面就可以完成定位了.

 

 

注意： 
1、Collection沒有get()方法來取得某個元素。只能通過iterator()遍曆元素。 

2、Set和Collection擁有一模一樣的介面。 

3、List，可以通過get()方法來一次取出一個元素。使用數字來選擇一堆對象中的一個，get(0)...。(add/get) 

4、一般使用ArrayList。用LinkedList構造堆棧stack、隊列queue。 

5、Map用 put(k,v) / get(k)，還可以使用containsKey()/containsValue()來檢查其中是否含有某個key/value。 
      HashMap會利用對象的hashCode來快速找到key。 
    *     hashing 
          雜湊碼就是將對象的資訊經過一些轉變形成一個獨一無二的int值，這個值儲存在一個array中。 
          我們都知道所有儲存結構中，array尋找速度是最快的。所以，可以加速尋找。 
      
          發生碰撞時，讓array指向多個values。即，數組每個位置上又產生一個梿表。 

6、Map中元素，可以將key序列、value序列單獨抽取出來。 
使用keySet()抽取key序列，將map中的所有keys產生一個Set。 
使用values()抽取value序列，將map中的所有values產生一個Collection。 
為什麼一個產生Set，一個產生Collection？那是因為，key總是獨一無二的，value允許重複。 

 

其次是map,set,list等java中集合解析:

在JAVA的util包中有兩個所有集合的父介面Collection和Map,它們的父子關係： 
           java.util 
        +Collection 這個介面extends自 --java.lang.Iterable介面 
           +List 介面 
              -ArrayList 類 
              -LinkedList 類 
              -Vector 類     此類是實現同步的 
           +Queue 介面 
              +不常用，在此不表. 
           +Set 介面 
              +SortedSet 介面 
                 -TreeSet 類 
              -HashSet 
        +Map 介面 
          -HashMap 類 (除了不同步和允許使用 null 鍵/值之外,與 Hashtable 大致相同.) 
          -Hashtable 類 此類是實現同步的,不允許使用 null 索引值 
          +SortedMap 介面 
             -TreeMap 類 
以下對眾多介面和類的簡單說明：首先不能不先說一下數組（Array） 
      一、Array ， Arrays 
Java所有“儲存及隨機訪問一連串對象”的做法，array是最有效率的一種。 
1、 效率高，但容量固定且無法動態改變。 
array還有一個缺點是，無法判斷其中實際存有多少元素，length只是告訴我們array的容量。 

2、Java中有一個Arrays類，專門用來操作array。 
       arrays中擁有一組static函數， 
equals()：比較兩個array是否相等。array擁有相同元素個數，且所有對應元素兩兩相等。 
fill()：將值填入array中。 
sort()：用來對array進行排序。 
binarySearch()：在排好序的array中尋找元素。 
System.arraycopy()：array的複製。 

      二、Collection ， Map 
若撰寫程式時不知道究竟需要多少對象，需要在空間不足時自動擴增容量，則需要使用容器類庫，array不適用。 
1、Collection 和 Map 的區別 
容器內每個為之所儲存的元素個數不同。 
Collection類型者，每個位置只有一個元素。 
Map類型者，持有 key-value pair，像個小型資料庫。 

2、Java2容器類類庫的用途是“儲存對象”，它分為兩類，各自旗下的子類別關係 
Collection 
       --List：它確保維護元素特定的順序.            
             --ArrayList / LinkedList / Vector 
       --Set ：不能含有重複的元素 
             --HashSet /TreeSet 
Map 
       --HashMap 
    --HashTable 
    --TreeMap 
　Map----一組成對的“索引值對”對象，即其元素是成對的對象，最典型的應用就是資料字典，並且還有其它廣泛的應用。另外，Map可以返回其所 有鍵組成的Set和其所有值組成的Collection，或其索引值對組成的Set，並且還可以像數組一樣擴充多維Map，只要讓Map中索引值對的每個 “值”是一個Map即可。 

　Collection下 1.迭代器 

　　迭代器是一種設計模式，它是一個對象，它可以遍曆並選擇序列中的對象，而開發人員不需要瞭解該序列的底層結構。迭代器通常被稱為“輕量級”對象，因為建立它的代價小。 

　　Java中的Iterator功能比較簡單，並且只能單向移動： 

　　(1) 使用方法iterator()要求容器返回一個Iterator。第一次調用Iterator的next()方法時，它返回序列的第一個元素。注意：iterator()方法是java.lang.Iterable介面,被Collection繼承。 


　　(2) 使用next()獲得序列中的下一個元素。 

　　(3) 使用hasNext()檢查序列中是否還有元素。 

　　(4) 使用remove()將迭代器新返回的元素刪除。 

　　Iterator是Java迭代器最簡單的實現，為List設計的ListIterator具有更多的功能，它可以從兩個方向遍曆List，也可以從List中插入和刪除元素。 

　　2.List的功能方法 

　　List(interface): 次序是List最重要的特點；它確保維護元素特定的順序。List為Collection添加了許多方法，使得能夠向List中間插入與移除元素(只推薦 LinkedList使用)。一個List可以產生ListIterator，使用它可以從兩個方向遍曆List，也可以從List中間插入和刪除元素。 

　　ArrayList: 由數組實現的List。它允許對元素進行快速隨機訪問，但是向List中間插入與移除元素的速度很慢。ListIterator只應該用來由後向前遍曆ArrayList，而不是用來插入和刪除元素，因為這比LinkedList開銷要大很多。 

　　LinkedList: 由列表實現的List。對順序訪問進行了最佳化，向List中間插入與刪除得開銷不大，隨機訪問則相對較慢(可用ArrayList代替)。它具有方法 addFirst()、addLast()、getFirst()、getLast()、removeFirst()、removeLast()，這些方 法(沒有在任何介面或基類中定義過)使得LinkedList可以當作堆棧、隊列和雙向隊列使用。 

　　3.Set的功能方法 

　　Set(interface): 存入Set的每個元素必須是唯一的，這也是與List不同的，因為Set不儲存重複元素。加入Set的Object必須定義equals()方法以確保對 象的唯一性。Set與Collection有完全一樣的介面。Set介面不保證維護元素的次序。 

　　HashSet: HashSet能快速定位一個元素，存入HashSet的對象必須定義hashCode()。 

　　TreeSet: 保持次序的Set，底層為樹結構。使用它可以從Set中提取有序的序列。 

　　LinkedHashSet: 具有HashSet的查詢速度，且內部使用鏈表維護元素的順序(插入的次序)。於是在使用迭代器遍曆Set時，結果會按元素插入的次序顯示。 

　　HashSet採用散列函數對元素進行排序，這是專門為快速查詢而設計的；TreeSet採用紅/黑樹狀結構的資料結構進行排序元 素；LinkedHashSet內部使用散列以加快查詢速度，同時使用鏈表維護元素的次序，使得看起來元素是以插入的順序儲存的。需要注意的是，產生自己 的類時，Set需要維護元素的儲存順序，因此要實現Comparable介面並定義compareTo()方法。 
4.Map的功能方法 
java為資料結構中的映射定義了一個介面java.util.Map;它有四個實作類別,分別是HashMap Hashtable LinkedHashMap 和TreeMap 
Map主要用於儲存健值對，根據鍵得到值，因此不允許鍵重複,但允許值重複。 
Hashmap 是一個 最常用的Map,它根據鍵的HashCode 值儲存資料,根據鍵可以直接擷取它的值，具有很快的訪問速度。HashMap最多隻允許一條記錄的鍵為Null;允許多條記錄的值為 Null;HashMap不支援線程的同步，即任一時刻可以有多個線程同時寫HashMap;可能會導致資料的不一致。如果需要同步，可以用 Collections的synchronizedMap方法使HashMap具有同步的能力. 
Hashtable 與 HashMap類似,不同的是:它不允許記錄的鍵或者值為空白;它支援線程的同步，即任一時刻只有一個線程能寫Hashtable,因此也導致了Hashtale在寫入時會比較慢。 
LinkedHashMap儲存了記錄的插入順序，在用Iterator遍曆LinkedHashMap時，先得到的記錄肯定是先插入的.在遍曆的時候會比HashMap慢。 
TreeMap能夠把它儲存的記錄根據鍵排序,預設是按升序排序，也可以指定排序的比較子，當用Iterator 遍曆TreeMap時，得到的記錄是排過序的。 

接下來是幾個的比較測試代碼：

public class TestMap {      /**   * 初始化一個Map   * @param map   */   public static void init(Map map){    if (map != null){     String key = null;     for (int i=5; i>0; i--){      key = new Integer(i).toString() + ".0";      map.put(key, key.toString());      //Map中的鍵是不重複的，如果插入兩個索引值一樣的記錄，      //那麼後插入的記錄會覆蓋先插入的記錄      map.put(key, key.toString() + "0");   }    }   }   /**   * 輸出一個Map   * @param map   */   public static void output(Map map){    if (map != null){     Object key = null;     Object value = null;     //使用迭代器遍曆Map的鍵，根據鍵取值     Iterator it = map.keySet().iterator();     while (it.hasNext()){      key = it.next();      value = map.get(key);      System.out.println("key: " + key + "; value: " + value );     }     //或者使用迭代器遍曆Map的記錄Map.Entry     Map.Entry entry = null;     it = map.entrySet().iterator();     while (it.hasNext()){      //一個Map.Entry代表一條記錄      entry = (Map.Entry)it.next();      //通過entry可以獲得記錄的鍵和值      //System.out.println("key: " + entry.getKey() + "; value: " + entry.getValue());     }    }   }   /**   * 判斷map是否包含某個鍵   * @param map   * @param key   * @return   */   public static boolean containsKey(Map map, Object key){    if (map != null){     return map.containsKey(key);    }    return false;   }   /**   * 判斷map是否包含某個值   * @param map   * @param value   * @return   */   public static boolean containsValue(Map map, Object value){    if (map != null){     return map.containsValue(value);    }    return false;   }   /**   * 示範HashMap   */   public static void testHashMap(){    Map myMap = new HashMap();    init(myMap);    //HashMap的鍵可以為null    myMap.put(null,"ddd");    //HashMap的值可以為null    myMap.put("aaa", null);    output(myMap);   }   /**   * 示範Hashtable   */   public static void testHashtable(){    Map myMap = new Hashtable();    init(myMap);    //Hashtable的鍵不能為null    //myMap.put(null,"ddd");    //Hashtable的值不能為null    //myMap.put("aaa", null);    output(myMap);   }   /**   * 示範LinkedHashMap   */   public static void testLinkedHashMap(){    Map myMap = new LinkedHashMap();    init(myMap);    //LinkedHashMap的鍵可以為null    myMap.put(null,"ddd");    //LinkedHashMap的值可以為null    myMap.put("aaa", null);    output(myMap);   }   /**   * 示範TreeMap   */   public static void testTreeMap(){    Map myMap = new TreeMap();    init(myMap);    //TreeMap的鍵不能為null    //myMap.put(null,"ddd");    //TreeMap的值不能為null    //myMap.put("aaa", null);    output(myMap);   }   public static void main(String[] args) {    System.out.println("採用HashMap");    TestMap.testHashMap();    System.out.println("採用Hashtable");    TestMap.testHashtable();    System.out.println("採用LinkedHashMap");    TestMap.testLinkedHashMap();    System.out.println("採用TreeMap");    TestMap.testTreeMap();        Map myMap = new HashMap();    TestMap.init(myMap);    System.out.println("新初始化一個Map: myMap");    TestMap.output(myMap);    //清空Map    myMap.clear();    System.out.println("將myMap clear後，myMap空了麼?  " + myMap.isEmpty());    TestMap.output(myMap);    myMap.put("aaa", "aaaa");    myMap.put("bbb", "bbbb");    //判斷Map是否包含某鍵或者某值    System.out.println("myMap包含鍵aaa?  "+ TestMap.containsKey(myMap, "aaa"));    System.out.println("myMap包含值aaaa?  "+ TestMap.containsValue(myMap, "aaaa"));    //根據鍵刪除Map中的記錄    myMap.remove("aaa");    System.out.println("刪除鍵aaa後，myMap包含鍵aaa?  "+ TestMap.containsKey(myMap, "aaa"));    //擷取Map的記錄數    System.out.println("myMap包含的記錄數:  " + myMap.size());  

　　

3、其他特徵 
*     List，Set，Map將持有對象一律視為Object型別。 
*     Collection、List、Set、Map都是介面，不能執行個體化。 
      繼承自它們的 ArrayList, Vector, HashTable, HashMap是具象class，這些才可被執行個體化。 
*     vector容器確切知道它所持有的對象隸屬什麼型別。vector不進行邊界檢查。 

三、Collections 
Collections是針對集合類的一個協助類。提供了一系列靜態方法實現對各種集合的搜尋、排序、線程完全化等操作。 
相當於對Array進行類似操作的類——Arrays。 
如，Collections.max(Collection coll); 取coll中最大的元素。 
       Collections.sort(List list); 對list中元素排序 

四、如何選擇？ 
1、容器類和Array的區別、擇取 
      *     容器類僅能持有對象引用（指向對象的指標），而不是將對象資訊copy一份至數列某位置。 
      *     一旦將對象置入容器內，便損失了該對象的型別資訊。 
2、 
     *     在各種Lists中，最好的做法是以ArrayList作為預設選擇。當插入、刪除頻繁時，使用LinkedList()； 
        Vector總是比ArrayList慢，所以要盡量避免使用。 
     *     在各種Sets中，HashSet通常優於HashTree（插入、尋找）。只有當需要產生一個經過排序的序列，才用TreeSet。 
        HashTree存在的唯一理由：能夠維護其內元素的排序狀態。 
     *     在各種Maps中 
        HashMap用於快速尋找。 
     *     當元素個數固定，用Array，因為Array效率是最高的。

 
結論：最常用的是ArrayList，HashSet，HashMap，Array。而且，我們也會發現一個規律，用TreeXXX都是排序的。