Java基础--集合

Java基础 -- 集合

1. 什么是集合？

概括来讲，集合实际上就是一个容器，用来存放一组数据，根据存放不同的要求来划分成不同的类型，如：set集合要求存放的数据无序不可重复，list集合要求存放的数据有序可重复，map集合要求存放的数据是键值对，

2. 为什么要引入集合？

在引入集合之前，Java用数组存放数据，但是用数组存放存在几个问题：

• 数组无法保存具有映射关系的数据（map集合解决了这个问题）
• 数组一旦被定义，长度就是确定的
• 数组类型确定不可变

引入集合解决了以上问题，但是集合的不足是：集合只能存放对象，不能存放基本类型的值；数组可以存放对象或者基本类型的值。

3. 常见集合

3.1 list集合

1. list集合存放有序，可重复的数据

2. list接口常见实现类：ArrayList，LinkedList, Vector

*常见问题：ArrayList和LinkedList的区别？

【注】可以从链表和数组这两种数据结构的不同点思考

• 从底层数据结构来看，ArrayList底层使用Object数组，LinkedList底层使用的是双向链表
• 从线程安全来看，二者都不同步，不保证线程安全
• 随机访问方面：ArrayList支持随机访问，LinkedList不支持随机访问
• 插入删除方面：ArrayList插入删除元素的时间复杂度受到元素位置的影响，LinkedList头尾插入或删除元素不受元素位置影响，指定位置插入删除要求先移动到指定位置然后操作
• 内存空间占用方面：LinkedList每个节点需要存放指针，会占用空间；ArrayList结尾会预留一定的容量空间

【注】一般使用ArrayList较多

*常见问题：ArrayList和Vector区别？

• 底层数据结构：二者都是基于Object[]数组实现的
• 线程安全方面：ArrayList线程不安全；Vector线程安全

【注】Vector比较古老，缺点比较多，尽量少用

3.2 Set集合

1. Set集合存放无序，不可重复的数据

*常见问题：怎么理解无序和不可重复？

• 无序指的是数据在底层数组中存储并非按照索引存储，而是根据hashCode()（哈希算法）决定存储位置
• 不可重复指的是添加元素先按照**equals()**判断两个对象是否相等，如果返回false，说明无重复元素，可以添加；否则不能

*常见问题：比较HashSet，LinkedHashSet，TreeSet三者异同

• 相同点：

  • 三者都是Set接口的实现类
  • 三者都能保证元素唯一
  • 线程不安全

• 不同点：

  • 底层数据结构不同：HashSet底层是哈希表；LinkedHashSet底层是哈希表+链表；TreeSet底层是**红黑树**。
  • 应用场景不同：HashSet用于不需要保证元素插入取出顺序的场景；LinkedHashSet用于保证插入取出顺序满足FIFO的场景；TreeSet用于支持元素自定义排序规则的场景

3.3 Map集合

1. Map存放键值对（key-value）

*常见问题：HashMap和Hashtable的区别

• 线程安全方面：HashMap非线程安全，Hashtable线程安全；原因是Hashtable内部方法用synchronized修饰
• 效率：HashMap>Hashtable(Hashtable基本上被淘汰了)
• 空值：HashMap支持key或value为null；Hashtable不允许出现null
• 容量：HashMap默认初始容量为16，每次扩容，容量会变成两倍；Hashtable默认初始容量为11，每次扩容，容量会变成原来的2n+1
• 解决哈希冲突机制：HashMap有解决哈希冲突的机制，Hashtable则没有

*常见问题：HashMap和HashSet的区别

• 联系：HashSet底层基于HashMap实现
• 区别：
  • 实现接口
  • 存储元素类型
  • 添加元素方法
  • 计算hashcode

*常见问题：HashMap和TreeMap的区别

• 相同点：都继承自AbstractMap
• 不同点：
  • 实现接口：TreeMap实现了NavigableMap和SortedMap接口
  • 能力：TreeMap能对集合内元素进行搜索（实现NavigableMap接口）；SortedMap能对集合中元素根据key排序（实现SortedMap接口）