参考博客: https://blog.csdn.net/zhangqunshuai/article/details/80660974

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)

唯一吗?

是:Set

排序吗?

是:TreeSet或LinkedHashSet
否:HashSet
如果你知道是Set,但是不知道是哪个Set,就用HashSet。

否:List

要安全吗?

是:Vector
否:ArrayList或者LinkedList

查询多:ArrayList
增删多:LinkedList
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:
上图:

Java集合的介绍-LMLPHP

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
1. 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
2. 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
4. 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
1.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

2.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:

Java集合的介绍-LMLPHP

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。
1
2
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。

05-27 01:09