Java中List，Set和Map詳解及其區別
Java中的集合包括三大類，它們是Set（集）、List（列表）和Map（映射），它們都處於java.util包中，Set、List和Map都是接口，它們有各自的實現類。Set的實現類主要有HashSet和TreeSet，List的實現類主要有ArrayList，Map的實現類主要有HashMap和TreeMap。
Collection是最基本的集合接口，聲明了適用於JAVA集合的通用方法，list和set都繼承自collection接口。
Collection接口的方法
boolean add(Object o)：向集合中加入一個對象的引用
void clear()：刪除集合中所有的對象，即不再持有這些對象的引用
boolean isEmpty()：判斷集合是否為空
boolean contains(Object o)： 判斷集合中是否持有特定對象的引用
Iterartor iterator()：返回一個Iterator對象，可以用來遍歷集合中的元素
boolean remove(Object o)：從集合中刪除一個對象的引用
int size()：返回集合中元素的數目
Object[] toArray()： 返回一個數組，該數組中包括集合中的所有元素
關於：Iterator() 和toArray() 方法都用於集合的所有的元素，前者返回一個Iterator對象，後者返回一個包含集合中所有元素的數組。
Collection沒有get()方法來取得某個元素。只能通過iterator()遍歷元素。
Iterator接口聲明了如下方法
hasNext()：判斷集合中元素是否遍歷完畢，如果沒有，就返回true
next() ：返回下一個元素
remove()：從集合中刪除上一個有next()方法返回的元素。
Set(集合)： Set是最簡單的一種集合。集合中的對象不按特定的方式排序，並且沒有重復對象。 Set接口主要實現了兩個實現類：
HashSet： HashSet類按照哈希算法來存取集合中的對象，存取速度比較快
TreeSet ：TreeSet類實現了SortedSet接口，能夠對集合中的對象進行排序。
List的功能方法
實際上有兩種List：一種是基本的ArrayList,其優點在於隨機訪問元素，另一種是更強大的LinkedList,它並不是為快速隨機訪問設計的，而是具有一套更通用的方法。
List：次序是List最重要的特點：它保證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(這只推 薦LinkedList使用。)一個List可以生成ListIterator,使用它可以從兩個方向遍歷List,也可以從List中間插入和移除元素。
ArrayList：由數組實現的List。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歷 ArrayList,而不是用來插入和移除元素。因為那比LinkedList開銷要大很多。
LinkedList ：對順序訪問進行了優化，向List中間插入與刪除的開銷並不大。隨機訪問則相對較慢。(使用ArrayList代替。)還具有下列方 法：addFirst(), addLast(), getFirst(), getLast(), removeFirst() 和 removeLast(), 這些方法 (沒有在任何接口或基類中定義過)使得LinkedList可以當作堆棧、隊列和雙向隊列使用。
Set的功能方法
Set具有與Collection完全一樣的接口，因此沒有任何額外的功能。實際上Set就是Collection,只 是行為不同。這是繼承與多態思想的典型應用：表現不同的行為。Set不保存重復的元素(至於如何判斷元素相同則較為負責)
Set : 存入Set的每個元素都必須是唯一的，因為Set不保存重復元素。加入Set的元素必須定義equals()方法以確保對象的唯一性。Set與Collection有完全一樣的接口。Set接口不保證維護元素的次序。
HashSet：為快速查找設計的Set。存入HashSet的對象必須定義hashCode()。
TreeSet： 保存次序的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)。於是在使用叠代器遍歷Set時，結果會按元素插入的次序顯示。
Map的功能方法
方法put(Object key, Object value)添加一個“值”(想要得東西)和與“值”相關聯的“鍵”(key)(使用它來查找)。方法get(Object key)返回與給定“鍵”相關聯的“值”。可以用containsKey()和containsValue()測試Map中是否包含某個“鍵”或“值”。 標準的Java類庫中包含了幾種不同的Map：HashMap, TreeMap, LinkedHashMap, WeakHashMap, IdentityHashMap。它們都有同樣的基本接口Map，但是行為、效率、排序策略、保存對象的生命周期和判定“鍵”等價的策略等各不相同。
執行效率是Map的一個大問題。看看get()要做哪些事，就會明白為什麽在ArrayList中搜索“鍵”是相當慢的。而這正是HashMap提高速 度的地方。HashMap使用了特殊的值，稱為“散列碼”(hash code)，來取代對鍵的緩慢搜索。“散列碼”是“相對唯一”用以代表對象的int值，它是通過將該對象的某些信息進行轉換而生成的。所有Java對象都 能產生散列碼，因為hashCode()是定義在基類Object中的方法。
HashMap就是使用對象的hashCode()進行快速查詢的。此方法能夠顯著提高性能。
Map : 維護“鍵值對”的關聯性，使你可以通過“鍵”查找“值”
HashMap：Map基於散列表的實現。插入和查詢“鍵值對”的開銷是固定的。可以通過構造器設置容量capacity和負載因子load factor，以調整容器的性能。
LinkedHashMap： 類似於HashMap，但是叠代遍歷它時，取得“鍵值對”的順序是其插入次序，或者是最近最少使用(LRU)的次序。只比HashMap慢一點。而在叠代訪問時發而更快，因為它使用鏈表維護內部次序。
TreeMap ： 基於紅黑樹數據結構的實現。查看“鍵”或“鍵值對”時，它們會被排序(次序由Comparabel或Comparator決定)。TreeMap的特點在 於，你得到的結果是經過排序的。TreeMap是唯一的帶有subMap()方法的Map，它可以返回一個子樹。
WeakHashMap ：弱鍵(weak key)Map，Map中使用的對象也被允許釋放: 這是為解決特殊問題設計的。如果沒有map之外的引用指向某個“鍵”，則此“鍵”可以被垃圾收集器回收。
IdentifyHashMap： : 使用==代替equals()對“鍵”作比較的hash map。專為解決特殊問題而設計。
List與Set、Map區別及適用場景
1、List、Set都是繼承自Collection接口，Map則不是
2、List特點：元素有放入順序，元素可重復 ，Set特點：元素無放入順序，元素不可重復，重復元素會覆蓋掉，（註意：元素雖然無放入順序，但是元素在set中的位置是有該元素的HashCode決定的，其位置其實是固定的，加入Set 的Object必須定義equals()方法 ，另外list支持for循環，也就是通過下標來遍歷，也可以用叠代器，但是set只能用叠代，因為他無序，無法用下標來取得想要的值。）
3、Set和List對比：
Set：檢索元素效率低下，刪除和插入效率高，插入和刪除不會引起元素位置改變。
List：和數組類似，List可以動態增長，查找元素效率高，插入刪除元素效率低，因為會引起其他元素位置改變。
4、Map適合儲存鍵值對的數據
5、線程安全集合類與非線程安全集合類 :
- LinkedList、ArrayList、HashSet是非線程安全的，Vector是線程安全的;
- HashMap是非線程安全的，HashTable是線程安全的;
- StringBuilder是非線程安全的，StringBuffer是線程安全的。
ArrayList與LinkedList的區別和適用場景
Arraylist：
優點：ArrayList是實現了基於動態數組的數據結構,因為地址連續，一旦數據存儲好了，查詢操作效率會比較高（在內存裏是連著放的）。
缺點：因為地址連續， ArrayList要移動數據,所以插入和刪除操作效率比較低。
LinkedList：
優點：LinkedList基於鏈表的數據結構,地址是任意的，所以在開辟內存空間的時候不需要等一個連續的地址，對於新增和刪除操作add和remove，LinedList比較占優勢。LinkedList 適用於要頭尾操作或插入指定位置的場景
缺點：因為LinkedList要移動指針,所以查詢操作性能比較低。
適用場景分析：
當需要對數據進行對此訪問的情況下選用ArrayList，當需要對數據進行多次增加刪除修改時采用LinkedList。
ArrayList與Vector的區別和適用場景
ArrayList和Vector都是用數組實現的，主要有這麽三個區別：
1、Vector是多線程安全的，線程安全就是說多線程訪問同一代碼，不會產生不確定的結果。而ArrayList不是，這個可以從源碼中看出，Vector類中的方法很多有synchronized進行修飾，這樣就導致了Vector在效率上無法與ArrayList相比;
2、兩個都是采用的線性連續空間存儲元素，但是當空間不足的時候，兩個類的增加方式是不同。
3、Vector可以設置增長因子，而ArrayList不可以。
4、Vector是一種老的動態數組，是線程同步的，效率很低，一般不贊成使用。
適用場景分析：
1、Vector是線程同步的，所以它也是線程安全的，而ArrayList是線程異步的，是不安全的。如果不考慮到線程的安全因素，一般用ArrayList效率比較高。
2、如果集合中的元素的數目大於目前集合數組的長度時，在集合中使用數據量比較大的數據，用Vector有一定的優勢。
HashSet與Treeset的適用場景
1、TreeSet是二差樹（紅黑樹的樹據結構）實現的,Treeset中的數據是自動排好序的，不允許放入null值
2、HashSet 是哈希表實現的,HashSet中的數據是無序的，可以放入null，但只能放入一個null，兩者中的值都不能重復，就如數據庫中唯一約束
3、HashSet要求放入的對象必須實現HashCode()方法，放入的對象，是以hashcode碼作為標識的，而具有相同內容的String對象，hashcode是一樣，所以放入的內容不能重復。但是同一個類的對象可以放入不同的實例。
適用場景分析：
HashSet是基於Hash算法實現的，其性能通常都優於TreeSet。為快速查找而設計的Set，我們通常都應該使用HashSet，在我們需要排序的功能時，我們才使用TreeSet。
HashMap與TreeMap、HashTable的區別及適用場景
HashMap：非線程安全
HashMap：基於哈希表實現。使用HashMap要求添加的鍵類明確定義了hashCode()和equals()[可以重寫hashCode()和equals()]，為了優化HashMap空間的使用，您可以調優初始容量和負載因子。
TreeMap：非線程安全基於紅黑樹實現。TreeMap沒有調優選項，因為該樹總處於平衡狀態。
適用場景分析：
HashMap和HashTable:HashMap去掉了HashTable的contains方法，但是加上了containsValue()和containsKey()方法。HashTable同步的，而HashMap是非同步的，效率上比HashTable要高。HashMap允許空鍵值，而HashTable不允許。
HashMap：適用於Map中插入、刪除和定位元素。
Treemap：適用於按自然順序或自定義順序遍歷鍵(key)。
Java中List，Set和Map詳解及其區別