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概述：

集合类存放于 Java.util 包中，大致可以分为两大体系，一个是Collection，另一个是Map(映射)。

  • Collection ：主要由List(列表）、Set(集）、Queue(队列) 接口组成，List代表有序、重复的集合；其中Set代表无序、不可重复的集合；Java 5 又增加了Queue体系集合，代表一种队列集合实现。
  • Map：则代表具有映射关系的键值对集合。

其中，Java 集合框架中主要封装的是典型的数据结构和算法，如动态数组、双向链表、队列、栈、Set、Map 等。可以分为以下几个部分： 

数据结构
List列表、Queue队列、Deque双端队列、Set集合、Map映射

比较器
Comparator比较器、Comparable排序接口

算法
Collections常用算法类、Arrays静态数组的排序、查找算法

迭代器
Iterator通用迭代器、ListIterator针对 List 特化的迭代器

有序列表（List）

List集合的特点就是存取有序，可以存储重复的元素，可以用下标进行元素的操作

在List集合中，我们常用到ArrayList和LinkedList这两个类。（Vector、Stack以淘汰）

其中，ArrayList底层通过数组实现，随着元素的增加而动态扩容。而LinkedList底层通过链表来实现，随着元素的增加不断向链表的后端增加节点。

List包括List接口以及List接口的所有实现类。因为List接口实现了Collection接口，所以List接口拥有Collection接口提供的所有常用方法，又因为List是列表类型，所以List接口还提供了一些适合于自身的常用方法，如图所示：

原文链接：https://blog.csdn.net/ChouChou719/article/details/126048677

ArrayList （底层：数组）

ArrayList是Java集合框架中使用最多的一个类，是一个数组队列，线程不安全集合。

它继承于AbstractList，实现了List, RandomAccess, Cloneable, Serializable接口。
(1)ArrayList实现List，得到了List集合框架基础功能；
(2)ArrayList实现RandomAccess，获得了快速随机访问存储元素的功能，RandomAccess是一个标记接口，没有任何方法；
(3)ArrayList实现Cloneable，得到了clone()方法，可以实现克隆功能；
(4)ArrayList实现Serializable，表示可以被序列化，通过序列化去传输，典型的应用就是hessian协议。

它具有如下特点：

  • 容量不固定，随着容量的增加而动态扩容（阈值基本不会达到）
  • 有序集合（插入的顺序==输出的顺序）
  • 插入的元素可以为null
  • 增删改查效率更高（相对于LinkedList来说）
  • 线程不安全

LinkedList（底层：链表）

LinkedList是一个双向链表结构，在任意位置插入删除都很方便，但是不支持随机取值，每次都只能从一端开始遍历，直到找到查询的对象，然后返回；不过，它不像 ArrayList 那样需要进行内存拷贝，因此相对来说效率较高，但是因为存在额外的前驱和后继节点指针，因此占用的内存比 ArrayList 多一些。

它继承AbstractSequentialList，实现了List, Deque, Cloneable, Serializable接口。

(1)LinkedList实现List，得到了List集合框架基础功能；
(2)LinkedList实现Deque，Deque 是一个双向队列，也就是既可以先入先出，又可以先入后出，说简单些就是既可以在头部添加元素，也可以在尾部添加元素；
(3)LinkedList实现Cloneable，得到了clone()方法，可以实现克隆功能；
(4)LinkedList实现Serializable，表示可以被序列化，通过序列化去传输，典型的应用就是hessian协议。

原文链接：https://blog.csdn.net/lovedingd/article/details/110393777

Vector

Vector也是一个动态数组结构，一个元老级别的类，早在jdk1.1就引入进来类，之后在jdk1.2里引进ArrayList，ArrayList大部分的方法和Vector比较相似，两者是不同的，Vector是允许同步访问的，Vector中的操作是线程安全的，但是效率低，而ArrayList所有的操作都是异步的，执行效率高，但不安全！

关于Vector，现在用的很少了，因为里面的get、set、add等方法都加了synchronized，所以，执行效率会比较低，如果需要在多线程中使用，可以采用下面语句创建ArrayList对象

List<Object> list =Collections.synchronizedList(new ArrayList<Object>());

Stack

Stack是Vector的一个子类，本质也是一个动态数组结构，不同的是，它的数据结构是先进后出，取名叫栈！

关于Stack，现在用的也很少，因为有个ArrayDeque双端队列，可以替代Stack所有的功能，并且执行效率比它高！

集(Set)

Set集合的特点：元素不重复，存取无序，无下标；

Set继承于Collection接口，是一个不允许出现重复元素，并且无序的集合，主要有HashSet和TreeSet两大实现类。在判断重复元素的时候，Set集合会调用hashCode()和equal()方法来实现。

set集合框架结构

与List接口一样，Set接口也提供了集合操作的基本方法。但与List不同的是，Set还提供了equals(Object o)和hashCode()，供其子类重写，以实现对集合中插入重复元素的处理。

原文链接：https://blog.csdn.net/ChouChou719/article/details/126048677

HashSet（存储结构：哈希表（数组+链表+红黑树））

HashSet实现Set接口，HashSet底层由HashMap实现，为哈希表结构，插入的元素被当做是HashMap的key，根据hashCode值来确定集合中的位置，由于Set集合中并没有角标的概念，所以并没有像List一样提供get（）方法，HashSet相当于一个阉割版的HashMap。当获取HashSet中某个元素时，只能通过遍历集合的方式进行equals()比较来实现。添加元素时，底层HashSet调用了HashMap的put(K key, V value)方法，当有元素插入的时候在向HashMap中添加元素时，先判断key的hashCode值是否相同，如果相同，则调用equals()、==进行判断，若相同则覆盖原有元素；如果不同，则直接向Map中添加元素。

原文链接：https://blog.csdn.net/ChouChou719/article/details/126048677

它继承于AbstractSet，实现了Set, Cloneable, Serializable接口。

  • HashSet继承AbstractSet类，获得了Set接口大部分的实现，减少了实现此接口所需的工作，实际上是又继承了AbstractCollection类；
  • HashSet实现了Set接口，获取Set接口的方法，可以自定义具体实现，也可以继承AbstractSet类中的实现；
  • HashSet实现Cloneable，得到了clone()方法，可以实现克隆功能；
  • HashSet实现Serializable，表示可以被序列化，通过序列化去传输，典型的应用就是hessian协议。

存储过程（重复依据）

  • 根据hashCode计算保存的位置，如果位置为空，直接保存，若不为空，进行第二步
  • 再执行equals方法，如果equals为true，则认为是重复，否则形成链表

存储过程：

  • 基于HashCode计算元素存放位置
  • 利用31这个质数，减少散列冲突
  • 31提高执行效率 31 * i = (i << 5) - i 转为移位操作
  • 当存入元素的哈希码相同时，会调用equals进行确认，如果结果为true，则拒绝后者存入

新建集合 HashSet hashSet = new HashSet();

添加元素 hashSet.add( );

删除元素 hashSet.remove( );

遍历操作

​ 1. 增强for for( type type : hashSet)

​ 2. 迭代器 Iterator it = hashSet.iterator( );

判断 hashSet.contains( ); hashSet.isEmpty();

原文链接：https://blog.csdn.net/ChouChou719/article/details/126048677

特点：

  • 不允许出现重复因素；
  • 允许插入Null值；
  • 元素无序（添加顺序和遍历顺序不一致）；
  • 线程不安全，若2个线程同时操作HashSet，必须通过代码实现同步；

TreeSet（存储结构：红黑树）

此集合的实现和树结构有关。与HashSet集合类似，TreeSet也是基于Map来实现，具体实现TreeMap，其底层结构为红黑树（特殊的二叉查找树）；

与HashSet不同的是，TreeSet具有排序功能，分为自然排序(123456)和自定义排序两类，默认是自然排序；在程序中，我们可以按照任意顺序将元素插入到集合中，等到遍历时TreeSet会按照一定顺序输出–倒序或者升序；

原文链接：https://blog.csdn.net/ChouChou719/article/details/126048677

它继承AbstractSet，实现NavigableSet, Cloneable, Serializable接口。

（1）与HashSet同理，TreeSet继承AbstractSet类，获得了Set集合基础实现操作；

（2）TreeSet实现NavigableSet接口，而NavigableSet又扩展了SortedSet接口。这两个接口主要定义了搜索元素的能力，例如给定某个元素，查找该集合中比给定元素大于、小于、等于的元素集合，或者比给定元素大于、小于、等于的元素个数；简单地说，实现NavigableSet接口使得TreeSet具备了元素搜索功能；

（3）TreeSet实现Cloneable接口，意味着它也可以被克隆；

（4）TreeSet实现了Serializable接口，可以被序列化，可以使用hessian协议来传输；

创建集合 TreeSet treeSet = new TreeSet<>()

添加元素 treeSet.add();

删除元素 treeSet.remove();

遍历 1. 增强for 2. 迭代器

判断 treeSet.contains();

Comparator 实现定制比较（比较器）

补充：TreeSet集合的使用

Comparable 可比较的

特点：

  • 基于排列顺序实现元素不重复
  • 实现SortedSet接口，对集合元素自动排序，是一个有序的集合
  • 元素对象的类型必须实现Comparable接口，指定排序规则
  • 通过CompareTo方法确定是否为重复元素
  • 允许插入Null值
  • 线程不安全

原文链接：https://blog.csdn.net/ChouChou719/article/details/126048677

在TreeSet调用add方法时，会调用到底层TreeMap的put方法，在put方法中会调用到compare(key, key)方法，进行key大小的比较；

在比较的时候，会将传入的key进行类型强转，所以当我们自定义的类进行比较的时候，自然就会抛出异常，因为该类并没有实现Comparable接口；因此需要将自定义类实现Comparable接口，再做比较。

Map(映射表)

Map 中的每个元素都使用 key——>value 的形式存储在集合中。
Map 集合：该集合存储键值对, 是 key:value 一对一对往里存, 而且要保证键的唯一性。

Map 接口的常用子类：HashMap、LinkedHashMap、TreeMap

HashMap:继承自AbstractMap,底层数据结构是哈希表，允许使用 null 值和 null 键，该集合
是数据不同步的，将 hashtable 替代，jdk1.2.效率高。

LinkedHashMap:是HashMap 的子类，内部使用链表来记录插入的顺序，使得输入的记录顺序和输出的记录顺序是相同的。

LinkedHashMap与HashMap最大的不同处在于，LinkedHashMap输入的记录和输出的记录顺序是相同的！

TreeMap：底层数据结构是二叉树，线程不同步，能够把它保存的记录根据键排序，默认是按键值的升序排序，也可以指定排序的比较器，当用 Iterator 遍历时，得到的记录是排过序的；如需使用排序的映射，建议使用 TreeMap。TreeMap实际使用非常少！

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