數(shù)組和集合的定義:

數(shù)組:

數(shù)組是java語(yǔ)言內(nèi)置的數(shù)據(jù)類(lèi)型，他是一個(gè)線性的序列，所有可以快速訪問(wèn)其他的元素，數(shù)組和其他語(yǔ)言不同，當(dāng)你創(chuàng)建了一個(gè)數(shù)組時(shí)，他的容量是不變的，而且在生命周期也是不能改變的，還有JAVA數(shù)組會(huì)做邊界檢查，如果發(fā)現(xiàn)有越界現(xiàn)象，會(huì)報(bào)RuntimeException異常錯(cuò)誤，當(dāng)然檢查邊界會(huì)以效率為代價(jià)。

集合:

JAVA還提供其他集合，list，map，set，他們處理對(duì)象的時(shí)候就好像這些對(duì)象沒(méi)有自己的類(lèi)型一樣，而是直接歸根于Object，這樣只需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)集合，把對(duì)象放進(jìn)去，取出時(shí)轉(zhuǎn)換成自己的類(lèi)型就行了。

數(shù)組和集合的區(qū)別:

一、數(shù)組聲明了它容納的元素的類(lèi)型，而集合不聲明。

二、數(shù)組是靜態(tài)的，一個(gè)數(shù)組實(shí)例具有固定的大小，一旦創(chuàng)建了就無(wú)法改變?nèi)萘苛恕６鲜强梢詣?dòng)態(tài)擴(kuò)展容量，可以根據(jù)需要?jiǎng)討B(tài)改變大小，集合提供更多的成員方法，能滿足更多的需求。

三、數(shù)組的存放的類(lèi)型只能是一種（基本類(lèi)型/引用類(lèi)型）,集合存放的類(lèi)型可以不是一種(不加泛型時(shí)添加的類(lèi)型是Object)。

四、數(shù)組是java語(yǔ)言中內(nèi)置的數(shù)據(jù)類(lèi)型,是線性排列的,執(zhí)行效率或者類(lèi)型檢查都是最快的。

集合體系結(jié)構(gòu):

Collection:

├List （有序集合，允許相同元素和null）

│├LinkedList （非同步，允許相同元素和null，遍歷效率低插入和刪除效率高）

│├ArrayList （非同步，允許相同元素和null，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)大小的數(shù)組，遍歷效率高，用的多）

│└Vector（同步，允許相同元素和null，效率低）

│　└Stack（繼承自Vector，實(shí)現(xiàn)一個(gè)后進(jìn)先出的堆棧）

└Set （無(wú)序集合，不允許相同元素，最多有一個(gè)null元素）

|-HashSet(無(wú)序集合，不允許相同元素，最多有一個(gè)null元素)

Map （沒(méi)有實(shí)現(xiàn)collection接口，key不能重復(fù)，value可以重復(fù)，一個(gè)key映射一個(gè)value）

├Hashtable （實(shí)現(xiàn)Map接口，同步，不允許null作為key和value，用自定義的類(lèi)當(dāng)作key的話要復(fù)寫(xiě)hashCode和eques方法）

├HashMap （實(shí)現(xiàn)Map接口，非同步，允許null作為key和value，用的多）

└WeakHashMap（實(shí)現(xiàn)Map接口）

Collection接口:

Collection是最基本的集合接口，一個(gè)Collection代表一組Object，即Collection的元素（Elements）。一些Collection允許相同的元素而另一些不行。一些能排序而另一些不行。Java SDK不提供直接繼承自Collection的類(lèi)，Java SDK提供的類(lèi)都是繼承自Collection的“子接口”如List和Set。

所有實(shí)現(xiàn)Collection接口的類(lèi)都必須提供兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)造函數(shù)：無(wú)參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)用于創(chuàng)建一個(gè)空的Collection，有一個(gè)Collection參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)用于創(chuàng)建一個(gè)新的Collection，這個(gè)新的Collection與傳入的Collection有相同的元素。后一個(gè)構(gòu)造函數(shù)允許用戶復(fù)制一個(gè)Collection。

如何遍歷Collection中的每一個(gè)元素？不論Collection的實(shí)際類(lèi)型如何，它都支持一個(gè)iterator()的方法，該方法返回一個(gè)迭代子，使用該迭代子即可逐一訪問(wèn)Collection中每一個(gè)元素。典型的用法如下：

Iterator it = collection.iterator(); // 獲得一個(gè)迭代子 while(it.hasNext()) { Object obj = it.next(); // 得到下一個(gè)元素 }

由Collection接口派生的兩個(gè)接口是List和Set。

一、List接口

List是有序的Collection，使用此接口能夠精確的控制每個(gè)元素插入的位置。用戶能夠使用索引（元素在List中的位置，類(lèi)似于數(shù)組下標(biāo)）來(lái)訪問(wèn)List中的元素，這類(lèi)似于Java的數(shù)組。和下面要提到的Set不同，List允許有相同的元素。

除了具有Collection接口必備的iterator()方法外，List還提供一個(gè)listIterator()方法，返回一個(gè)ListIterator接口，和標(biāo)準(zhǔn)的Iterator接口相比，ListIterator多了一些add()之類(lèi)的方法，允許添加，刪除，設(shè)定元素，還能向前或向后遍歷。

實(shí)現(xiàn)List接口的常用類(lèi)有LinkedList，ArrayList，Vector和Stack。

LinkedList類(lèi):

LinkedList實(shí)現(xiàn)了List接口，允許null元素。LinkenList底層采用了雙向鏈表來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都存儲(chǔ)著上一個(gè)節(jié)點(diǎn)和下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的地址以及本節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)。此外LinkedList提供額外的get，remove，insert方法在LinkedList的首部或尾部。這些操作使LinkedList可被用作堆棧（stack），隊(duì)列（queue）或雙向隊(duì)列（deque）。

注意：LinkedList沒(méi)有同步方法。如果多個(gè)線程同時(shí)訪問(wèn)一個(gè)List，則必須自己實(shí)現(xiàn)訪問(wèn)同步。一種解決方法是在創(chuàng)建List時(shí)構(gòu)造一個(gè)同步的List：

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

ArrayList類(lèi):

ArrayList實(shí)現(xiàn)了可變大小的數(shù)組。它允許所有元素，包括null。ArrayList底層采用動(dòng)態(tài)數(shù)組的存儲(chǔ)方式，遍歷效率非常高，ArrayList是線程不安全的。

size，isEmpty，get，set方法運(yùn)行時(shí)間為常數(shù)。但是add方法開(kāi)銷(xiāo)為分?jǐn)偟某?shù)，添加n個(gè)元素需要O(n)的時(shí)間。其他的方法運(yùn)行時(shí)間為線性。

每個(gè)ArrayList實(shí)例都有一個(gè)容量（Capacity），即用于存儲(chǔ)元素的數(shù)組的大小。這個(gè)容量可隨著不斷添加新元素而自動(dòng)增加，但是增長(zhǎng)算法并沒(méi)有定義。當(dāng)需要插入大量元素時(shí)，在插入前可以調(diào)用ensureCapacity方法來(lái)增加ArrayList的容量以提高插入效率。

ArrayList和LindedList的區(qū)別：

1.ArrayList是實(shí)現(xiàn)了基于動(dòng)態(tài)數(shù)組的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，LinkedList基于鏈表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

2.對(duì)于隨機(jī)訪問(wèn)get和set，ArrayList絕對(duì)優(yōu)于LinkedList，因?yàn)長(zhǎng)inkedList要移動(dòng)指針。

3.對(duì)于新增和刪除操作add和remove，LinedList比較占優(yōu)勢(shì)，因?yàn)锳rrayList要移動(dòng)數(shù)據(jù)。

Vector類(lèi):

Vector非常類(lèi)似ArrayList，但是Vector是同步的。由Vector創(chuàng)建的Iterator，雖然和ArrayList創(chuàng)建的Iterator是同一接口，但是，因?yàn)閂ector是同步的，當(dāng)一個(gè)Iterator被創(chuàng)建而且正在被使用，另一個(gè)線程改變了Vector的狀態(tài)（例如，添加或刪除了一些元素），這時(shí)調(diào)用Iterator的方法時(shí)將拋出ConcurrentModificationException，因此必須捕獲該異常。

Stack 類(lèi):

Stack繼承自Vector，實(shí)現(xiàn)一個(gè)后進(jìn)先出的堆棧。Stack提供5個(gè)額外的方法使得Vector得以被當(dāng)作堆棧使用。基本的push和pop方法，還有peek方法得到棧頂?shù)脑兀琫mpty方法測(cè)試堆棧是否為空，search方法檢測(cè)一個(gè)元素在堆棧中的位置。Stack剛創(chuàng)建后是空棧。

二、Set接口

Set是一種無(wú)序的并且不包含重復(fù)的元素的Collection，即任意的兩個(gè)元素e1和e2都有e1.equals(e2)=false，Set最多有一個(gè)null元素。很明顯，Set的構(gòu)造函數(shù)有一個(gè)約束條件，傳入的Collection參數(shù)不能包含重復(fù)的元素。

HashSet 類(lèi):

是哈希表實(shí)現(xiàn)的,HashSet中的數(shù)據(jù)是無(wú)序的，可以放入null，但只能放入一個(gè)null，兩者中的值都不能重復(fù)，因?yàn)镠ashSet的底層實(shí)現(xiàn)是HashMap，但是HashSet只使用了HashMap的key來(lái)存取數(shù)據(jù)所以HashSet存的數(shù)據(jù)不能重復(fù)。

HashSet要求放入的對(duì)象必須實(shí)現(xiàn)HashCode()方法，放入的對(duì)象，是以hashcode碼作為標(biāo)識(shí)的，而具有相同內(nèi)容的 String對(duì)象，hashcode是一樣，所以放入的內(nèi)容不能重復(fù)。但是同一個(gè)類(lèi)的對(duì)象可以放入不同的實(shí)例 。

三、Map接口

Map沒(méi)有繼承Collection接口，Map提供key到value的映射。一個(gè)Map中不能包含相同的key，每個(gè)key只能映射一個(gè)value。Map接口提供3種集合的視圖，Map的內(nèi)容可以被當(dāng)作一組key集合，一組value集合，或者一組key-value映射。

Hashtable類(lèi):

Hashtable繼承Map接口，實(shí)現(xiàn)一個(gè)key-value映射的哈希表。任何非空（non-null）的對(duì)象都可作為key或者value。添加數(shù)據(jù)使用put(key, value)，取出數(shù)據(jù)使用get(key)，這兩個(gè)基本操作的時(shí)間開(kāi)銷(xiāo)為常數(shù)。

使用Hashtable的簡(jiǎn)單示例如下，將1，2，3放到Hashtable中，他們的key分別是”one”，”two”，”three”：　

Hashtable numbers = new Hashtable(); numbers.put(“one”, new Integer(1)); numbers.put(“two”, new Integer(2)); numbers.put(“three”, new Integer(3));要取出一個(gè)數(shù)，比如2，用相應(yīng)的key：Integer n = (Integer)numbers.get(“two”);System.out.println(“two = ” + n);

　由于作為key的對(duì)象將通過(guò)計(jì)算其散列函數(shù)來(lái)確定與之對(duì)應(yīng)的value的位置，因此任何作為key的對(duì)象都必須實(shí)現(xiàn)hashCode和equals方法。hashCode和equals方法繼承自根類(lèi)Object，如果你用自定義的類(lèi)當(dāng)作key的話，要相當(dāng)小心，按照散列函數(shù)的定義，如果兩個(gè)對(duì)象相同，即obj1.equals(obj2)=true，則它們的hashCode必須相同，但如果兩個(gè)對(duì)象不同，則它們的hashCode不一定不同，如果兩個(gè)不同對(duì)象的hashCode相同，這種現(xiàn)象稱為沖突，沖突會(huì)導(dǎo)致操作哈希表的時(shí)間開(kāi)銷(xiāo)增大，所以盡量定義好的hashCode()方法，能加快哈希表的操作。

如果相同的對(duì)象有不同的hashCode，對(duì)哈希表的操作會(huì)出現(xiàn)意想不到的結(jié)果（期待的get方法返回null），要避免這種問(wèn)題，只需要牢記一條：要同時(shí)復(fù)寫(xiě)equals方法和hashCode方法，而不要只寫(xiě)其中一個(gè)。

Hashtable是同步的。

HashMap類(lèi):

　　HashMap和Hashtable類(lèi)似，不同之處在于HashMap是非同步的，并且允許null，即null value和null key，但是將HashMap視為Collection時(shí)（values()方法可返回Collection）。

WeakHashMap類(lèi):

WeakHashMap是一種改進(jìn)的HashMap，它對(duì)key實(shí)行“弱引用”，如果一個(gè)key不再被外部所引用，那么該key可以被GC回收。

總結(jié):

1.如果涉及到堆棧，隊(duì)列等操作，應(yīng)該考慮用List，對(duì)于需要快速插入，刪除元素，應(yīng)該使用LinkedList，如果需要快速隨機(jī)訪問(wèn)元素，應(yīng)該使用ArrayList。

2.如果程序在單線程環(huán)境中，或者訪問(wèn)僅僅在一個(gè)線程中進(jìn)行，考慮非同步的類(lèi)，其效率較高，如果多個(gè)線程可能同時(shí)操作一個(gè)類(lèi)，應(yīng)該使用同步的類(lèi)。

3.要特別注意對(duì)哈希表的操作，作為key的對(duì)象要正確復(fù)寫(xiě)equals和hashCode方法。

4.盡量返回接口而非實(shí)際的類(lèi)型，如返回List而非ArrayList，這樣如果以后需要將ArrayList換成LinkedList時(shí)，客戶端代碼不用改變。這就是針對(duì)抽象編程。

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