集合中介面和類的關係

Collection介面是集合類的根介面，Java中沒有提供這個介面的直接的實現類。但是卻讓其被繼承產生了兩個介面，就是Set和List。Set中不能包含重複的元素。List是一個有序的集合，可以包含重複的元素，提供了按索引訪問的方式。

Map是Java.util包中的另一個介面，它和Collection介面沒有關係，是相互獨立的，但是都屬於集合類的一部分。Map包含了key-value對。Map不能包含重複的key，但是可以包含相同的value。

Iterator所有的集合類，都實現了Iterator介面，這是一個用於遍歷集合中元素的介面，主要包含以下三種方法：
1.hasNext()

層次圖

圖一這個比較簡單

圖二完整

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(這隻推 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：由陣列實現的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 (沒有在任何介面或基類中定義過)使得LinkedList可以當作堆疊、佇列和雙向佇列使用。

Set的功能方法

Set具有與Collection完全一樣的介面，因此沒有任何額外的功能。實際上Set就是Collection,只 是行為不同。這是繼承與多型思想的典型應用：表現不同的行為。Set不儲存重複的元素(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不儲存重複元素。加入Set的元素必須定義equals()方法以確保物件的唯一性。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：為快速查詢設計的Set。存入HashSet的物件必須定義hashCode()。 TreeSet： 儲存次序的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，且內部使用連結串列維護元素的順序(插入的次序)。於是在使用迭代器遍歷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)新增一個“值”(想要得東西)和與“值”相關聯的“鍵”(key)(使用它來查詢)。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介面Map，但是行為、效率、排序策略、儲存物件的生命週期和判定“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，就會明白為什麼在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“雜湊碼”(hash code)，來取代對鍵的緩慢搜尋。“雜湊碼”是“相對唯一”用以代表物件的int值，它是通過將該物件的某些資訊進行轉換而生成的。所有Java物件都 能產生雜湊碼，因為hashCode()是定義在基類Object中的方法。 HashMap就是使用物件的hashCode()進行快速查詢的。此方法能夠顯著提高效能。

Map : 維護“鍵值對”的關聯性，使你可以通過“鍵”查詢“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。可以通過構造器設定容量capacity和負載因子load factor，以調整容器的效能。

LinkedHashMap： 類似於HashMap，但是迭代遍歷它時，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。而在迭代訪問時發而更快，因為它使用連結串列維護內部次序。

TreeMap ： 基於紅黑樹資料結構的實現。檢視“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中使用的物件也被允許釋放: 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介面，Map則不是

2、List特點：元素有放入順序，元素可重複 ，Set特點：元素無放入順序，元素不可重複，重複元素會覆蓋掉，（注意：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支援for迴圈，也就是通過下標來遍歷，也可以用迭代器，但是set只能用迭代，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：和陣列類似，List可以動態增長，查詢元素效率高，插入刪除元素效率低，因為會引起其他元素位置改變。

4.Map適合儲存鍵值對的資料

5.執行緒安全集合類與非執行緒安全集合類 : LinkedList、ArrayList、HashSet是非執行緒安全的，Vector是執行緒安全的; HashMap是非執行緒安全的，HashTable是執行緒安全的; StringBuilder是非執行緒安全的，StringBuffer是執行緒安全的。 ArrayList與LinkedList的區別和適用場景 Arraylist： 優點：ArrayList是實現了基於動態陣列的資料結構,因為地址連續，一旦資料儲存好了，查詢操作效率會比較高（在記憶體裡是連著放的）。 缺點：因為地址連續， ArrayList要移動資料,所以插入和刪除操作效率比較低。 LinkedList： 優點：LinkedList基於連結串列的資料結構,地址是任意的，所以在開闢記憶體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比較佔優勢。LinkedList 適用於要頭尾操作或插入指定位置的場景 缺點：因為LinkedList要移動指標,所以查詢操作效能比較低。 適用場景分析： 當需要對資料進行對此訪問的情況下選用ArrayList，當需要對資料進行多次增加刪除修改時採用LinkedList。

ArrayList與Vector的區別和適用場景

ArrayList和Vector都是用陣列實現的，主要有這麼三個區別：

1.Vector是多執行緒安全的，執行緒安全就是說多執行緒訪問同一程式碼，不會產生不確定的結果。而ArrayList不是，這個可以從原始碼中看出，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;

2.兩個都是採用的線性連續空間儲存元素，但是當空間不足的時候，兩個類的增加方式是不同。

3.Vector可以設定增長因子，而ArrayList不可以。

4.Vector是一種老的動態陣列，是執行緒同步的，效率很低，一般不贊成使用。

適用場景分析：

1.Vector是執行緒同步的，所以它也是執行緒安全的，而ArrayList是執行緒非同步的，是不安全的。如果不考慮到執行緒的安全因素，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陣列的長度時，在集合中使用資料量比較大的資料，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中的資料是自動排好序的，不允許放入null值

2.HashSet 是雜湊表實現的,HashSet中的資料是無序的，可以放入null，但只能放入一個null，兩者中的值都不能重複，就如資料庫中唯一約束 3.HashSet要求放入的物件必須實現HashCode()方法，放入的物件，是以hashcode碼作為標識的，而具有相同內容的String物件，hashcode是一樣，所以放入的內容不能重複。但是同一個類的物件可以放入不同的例項。 適用場景分析:HashSet是基於Hash演算法實現的，其效能通常都優於TreeSet。為快速查詢而設計的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 非執行緒安全 HashMap：基於雜湊表實現。使用HashMap要求新增的鍵類明確定義了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：非執行緒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)。