1、集合类概述

java.util包中就包含了一系列重要的集合类,而对于集合类,主要需要掌握的就是它的内部结构,以及遍历集合的迭代模式.

Java2的集合框架,抽其核心,主要有三种：List、Set和Map.如下图所示：

Collection

├List

│├LinkedList

│├ArrayList

│└Vector

│└Stack

└Set

Map

├Hashtable

├HashMap

└WeakHashMap

2.集合类特性

（1）几个常用类的区别

ArrayList: 元素单个,效率高,多用于查询

Vector: 元素单个,线程安全,多用于查询

LinkedList:元素单个,多用于插入和删除

HashMap: 元素成对,元素可为空

HashTable: 元素成对,线程安全,元素不可为空

3.接口

（1）List接口

List是有序的Collection,使用此接口能够精确的控制每个元素插入的位置.用户能够使用索引（元素在List中的位置,类似于数组下标）来访问List中的元素,这类似于Java的数组.List允许有相同的元素.

除了具有Collection接口必备的iterator（）方法外,List还提供一个listIterator（）方法,返回一个ListIterator接口,和标准的Iterator接口相比,ListIterator多了一些add（）之类的方法,允许添加,删除,设定元素,还能向前或向后遍历.

实现List接口的常用类有LinkedList,ArrayList,Vector和Stack.

LinkedList类

LinkedList实现了List接口,允许null元素.此外LinkedList提供额外的get,remove,insert方法在LinkedList的首部或尾部.这些操作使LinkedList可被用作堆栈（stack）,队列（queue）或双向队列（deque）.

注意LinkedList没有同步方法.如果多个线程同时访问一个List,则自己实现访问同步.一种解决方法是在创建List时构造一个同步的List：

List list = Collections.synchronizedList（new LinkedList（…））；

ArrayList类

ArrayList实现了可变大小的数组.它允许所有元素,包括null.ArrayList没有同步.

size,isEmpty,get,set方法运行时间为常数.但是add方法开销为分摊的常数,添加n个元素需要O（n）的时间.其他的方法运行时间为线性.

每个ArrayList实例都有一个容量（Capacity）,即用于存储元素的数组的大小.这个容量可随着不断添加新元素而自动增加,但是增长算法并没有定义.当需要插入大量元素时,在插入前可以调用ensureCapacity方法来增加ArrayList的容量以提高插入效率.

Vector类

Vector非常类似ArrayList,但是Vector是同步的.由Vector创建的Iterator,虽然和ArrayList创建的Iterator是同一接口,但是,Vector是同步的,当一个Iterator被创建正在被使用,另一个线程改变了Vector的状态（例如,添加或删除了一些元素）,这时调用Iterator的方法时将抛出ConcurrentModificationException,因此捕获该异常.

Stack 类

Stack继承自Vector,实现一个后进先出的堆栈.Stack提供5个额外的方法Vector得以被当作堆栈使用.基本的push和pop方法,还有peek方法得到栈顶的元素,empty方法测试堆栈是否为空,search方法检测一个元素在堆栈中的位置.Stack刚创建后是空栈.

（2）Set接口

Set是一种不包含重复的元素的Collection,即任意的两个元素e1和e2都有e1.equals（e2）=false,Set最多有一个null元素.

很明显,Set的构造函数有一个约束条件,传入的Collection参数不能包含重复的元素.

请注意：小心操作可变对象（Mutable Object）.如果一个Set中的可变元素改变了自身状态导致Object.equals（Object）=true将导致一些问题.

（3）Map接口

请注意,Map没有继承Collection接口,Map提供key到value的映射.一个Map中不能包含相同的key,每个key只能映射一个value.Map接口提供3种集合的视图,Map的内容可以被当作一组key集合,一组value集合,或者一组key-value映射.

Hashtable类

Hashtable继承Map接口,实现一个key-value映射的哈希表.任何非空（non-null）的对象都可作为key或者value.

添加数据使用put（key, value）,取出数据使用get（key）,这两个基本操作的时间开销为常数.

Hashtable通过initial capacity和load factor两个参数调整性能.通常缺省的load factor 0.75较好地实现了时间和空间的均衡.增大load factor可以节省空间但相应的查找时间将增大,这会影响像get和put这样的操作.

Hashtable是同步的.

HashMap类

HashMap和Hashtable类似,不同之处在于HashMap是非同步的,并且允许null,即null value和null key.,但是将HashMap视为Collection时（values（）方法可返回Collection）,其迭代子操作时间开销和HashMap的容量成比例.因此,如果迭代操作的性能相当重要的话,不要将HashMap的初始化容量设得过高,或者load factor过低.

WeakHashMap类

WeakHashMap是一种改进的HashMap,它对key实行“弱引用”,如果一个key不再被外部所引用,那么该key可以被GC回收.

4.collections 和collection

Collection是集合类的上级接口,继承与他的接口主要有Set 和List.Collections是针对集合类的一个帮助类,他提供一系列静态方法实现对各种集合的搜索、排序、线程安全化等操作.