Java中List  Set和Map之間的區別_動力節點Java學院整理

Java集合的主要分為三種類型：

• Set（集）

• List（列表）

• Map（映射）

要深入理解集合首先要了解下我們熟悉的數組：

數組是大小固定的，并且同一個數組只能存放類型一樣的數據（基本類型/引用類型），而JAVA集合可以存儲和操作數目不固定的一組數據。 所有的JAVA集合都位于 java.util包中！ JAVA集合只能存放引用類型的的數據，不能存放基本數據類型。

世間上本來沒有集合,(只有數組參考C語言)但有人想要,所以有了集合 

有人想有可以自動擴展的數組,所以有了List 

有的人想有沒有重復的數組,所以有了set 

有人想有自動排序的組數,所以有了TreeSet,TreeList,Tree** 

而幾乎有有的集合都是基于數組來實現的. 

因為集合是對數組做的封裝,所以,數組永遠比任何一個集合要快 

但任何一個集合,比數組提供的功能要多 

 數組聲明了它容納的元素的類型，而集合不聲明。這是由于集合以object形式來存儲它們的元素。 

 一個數組實例具有固定的大小，不能伸縮。集合則可根據需要動態改變大小。 

 數組是一種可讀/可寫數據結構－－－沒有辦法創建一個只讀數組。然而可以使用集合提供的ReadOnly方法，以只讀方式來使用集合。該方法將返回一個集合的只讀版本。

Java所有“存儲及隨機訪問一連串對象”的做法，array是最有效率的一種。

1、效率高，但容量固定且無法動態改變。

array還有一個缺點是，無法判斷其中實際存有多少元素，length只是告訴我們array的容量。

2、Java中有一個Arrays類，專門用來操作array。

     arrays中擁有一組static函數，

   equals()：比較兩個array是否相等。array擁有相同元素個數，且所有對應元素兩兩相等。

   fill()：將值填入array中。

   sort()：用來對array進行排序。

   binarySearch()：在排好序的array中尋找元素。

   System.arraycopy()：array的復制。

若撰寫程序時不知道究竟需要多少對象，需要在空間不足時自動擴增容量，則需要使用容器類庫，array不適用。所以就要用到集合。
那我們開始討論java中的集合。

集合分類：

Collection：List、Set

Map：HashMap、HashTable

Collection接口

Collection是最基本的集合接口，聲明了適用于JAVA集合（只包括Set和List）的通用方法。 Set 和List 都繼承了Conllection,Map。

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

關于：Iterator() 和toArray() 方法都用于集合的所有的元素，前者返回一個Iterator對象，后者返回一個包含集合中所有元素的數組。

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，并且沒有重復對象。 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。

Set 的用法：存放的是對象的引用，沒有重復對象

Set set=new HashSet();  
 String s1=new String("hello");  
 String s2=s1;  
 String s3=new String("world");  
 set.add(s1);  
 set.add(s2);  
 set.add(s3);  
 System.out.println(set.size());//打印集合中對象的數目 為 2。 

Set 的 add()方法是如何判斷對象是否已經存放在集合中？

 boolean isExists=false;  
 Iterator iterator=set.iterator();  
 while(it.hasNext())      {  
 String oldStr=it.next();  
 if(newStr.equals(oldStr)){  
 isExists=true;  
 } 
 } 

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，不像前面有兩個不同的List。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(至于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)。于是在使用迭代器遍歷Set時，結果會按元素插入的次序顯示。

List(列表)

List的特征是其元素以線性方式存儲，集合中可以存放重復對象。

• ArrayList() : 代表長度可以改變得數組。可以對元素進行隨機的訪問，向ArrayList()中插入與刪除元素的速度慢。
• LinkedList(): 在實現中采用鏈表數據結構。插入和刪除速度快，訪問速度慢。

對于List的隨機訪問來說，就是只隨機來檢索位于特定位置的元素。 List 的 get(int index) 方法放回集合中由參數index指定的索引位置的對象，下標從“0” 開始。最基本的兩種檢索集合中的所有對象的方法：

for循環和get()方法：

 for(int i=0; i<list.size();i++){  
 System.out.println(list.get(i));  
 }

2： 使用 迭代器（Iterator）:

Iterator it=list.iterator();  
 while(it.hashNext()){  
 System.out.println(it.next());  
 } 

List的功能方法

實際上有兩種List：一種是基本的ArrayList,其優點在于隨機訪問元素，另一種是更強大的LinkedList,它并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只應該用來由后向前遍歷 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并不大。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。

Map(映射)

Map 是一種把鍵對象和值對象映射的集合，它的每一個元素都包含一對鍵對象和值對象。 Map沒有繼承于Collection接口 從Map集合中檢索元素時，只要給出鍵對象，就會返回對應的值對象。

Map 的常用方法：

1 添加，刪除操作：

Object put(Object key, Object value)： 向集合中加入元素  
  Object remove(Object key)： 刪除與KEY相關的元素  
  void putAll(Map t)： 將來自特定映像的所有元素添加給該映像  
  void clear()：從映像中刪除所有映射  

  2 查詢操作：

Object get(Object key)：獲得與關鍵字key相關的值 。Map集合中的鍵對象不允許重復，也就說，任意兩個鍵對象通過equals()方法比較的結果都是false.，但是可以將任意多個鍵獨享映射到同一個值對象上。

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，就會明白為什么在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基于散列表的實現。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： 類似于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，因為它使用鏈表維護內部次序。

TreeMap ： 基于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 于，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。

WeakHashMao ：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。

Collection 和 Map 的區別

容器內每個為之所存儲的元素個數不同。

Collection類型者，每個位置只有一個元素。

Map類型者，持有 key-value pair，像個小型數據庫。

各自旗下的子類關系

Collection
   --List：將以特定次序存儲元素。所以取出來的順序可能和放入順序不同。
      --ArrayList / LinkedList / Vector
   --Set ： 不能含有重復的元素
      --HashSet / TreeSet
   Map
   --HashMap
   --HashTable
   --TreeMap

其他特征

List，Set，Map將持有對象一律視為Object型別。Collection、List、Set、Map都是接口，不能實例化。繼承自它們的 ArrayList, Vector, HashTable, HashMap是具象class，這些才可被實例化。vector容器確切知道它所持有的對象隸屬什么型別。vector不進行邊界檢查。

總結

1. 如果涉及到堆棧，隊列等操作，應該考慮用List，對于需要快速插入，刪除元素，應該使用LinkedList，如果需要快速隨機訪問元素，應該使用ArrayList。

2. 如果程序在單線程環境中，或者訪問僅僅在一個線程中進行，考慮非同步的類，其效率較高，如果多個線程可能同時操作一個類，應該使用同步的類。

3. 在除需要排序時使用TreeSet,TreeMap外,都應使用HashSet,HashMap,因為他們 的效率更高。

4. 要特別注意對哈希表的操作，作為key的對象要正確復寫equals和hashCode方法。 

5. 容器類僅能持有對象引用（指向對象的指針），而不是將對象信息copy一份至數列某位置。一旦將對象置入容器內，便損失了該對象的型別信息。

6. 盡量返回接口而非實際的類型，如返回List而非ArrayList，這樣如果以后需要將ArrayList換成LinkedList時，客戶端代碼不用改變。這就是針對抽象編程。

注意：

1、Collection沒有get()方法來取得某個元素。只能通過iterator()遍歷元素。

2、Set和Collection擁有一模一樣的接口。

3、List，可以通過get()方法來一次取出一個元素。使用數字來選擇一堆對象中的一個，get(0)...。(add/get)

4、一般使用ArrayList。用LinkedList構造堆棧stack、隊列queue。

5、Map用 put(k,v) / get(k)，還可以使用containsKey()/containsValue()來檢查其中是否含有某個key/value。

      HashMap會利用對象的hashCode來快速找到key。

6、Map中元素，可以將key序列、value序列單獨抽取出來。

使用keySet()抽取key序列，將map中的所有keys生成一個Set。

使用values()抽取value序列，將map中的所有values生成一個Collection。

為什么一個生成Set，一個生成Collection？那是因為，key總是獨一無二的，value允許重復。

以上所述是小編給大家介紹的Java中List  Set和Map之間的區別_動力節點Java學院整理，希望對大家有所幫助，如果大家有任何疑問請給我留言，小編會及時回復大家的。在此也非常感謝大家對億速云網站的支持！