今天我們就來簡單的了解下java中的集合，有了解過得朋友都知道，也都用過，比如說做常用的List，還有Set、Map，而且像List和Set都是用于存儲單列數(shù)據(jù)的集合，他們的父接口都是Conllection，List的特點(diǎn)是存儲的值是有序且允許重復(fù)的，Set的特點(diǎn)是存儲的元素是唯一、不可重復(fù)且無序的，而Map的特點(diǎn)則是用于存儲雙列數(shù)據(jù)的集合，存儲的數(shù)據(jù)時(shí)無序的，鍵不可以重復(fù)，值可以重復(fù)。
接下來我們就把它們拆出來詳細(xì)的來聊一聊。
List接口（通常有些面試官會問這樣一個(gè)比較基礎(chǔ)的問題：List是接口還是類？大家覺得呢，有經(jīng)驗(yàn)的小伙伴肯定一下子就能回答出來，但是有一些剛開始學(xué)習(xí)的小白同學(xué)可能會有一些猶豫哦，那這次我都會給大家說說滴，小白同學(xué)看完以后有人再問你這樣的問題就不會再猶豫啦）
首先我們要明確：我們java中的集合分為單列集合和雙列集合，單列集合的頂級接口是：Conllection，雙列集合的頂級接口是：Map
而List就是屬于單列集合Conllection的子接口，List接口的實(shí)現(xiàn)類如下：（所以List是接口不是類哦，通過下面可以多了解了解List接口的實(shí)現(xiàn)類都有哪些）：
1.ArrayList（List接口的實(shí)現(xiàn)類）：底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是數(shù)組，查詢快，增刪慢，因?yàn)楸娝苤狝rrayList的底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是數(shù)組，向ArrayList中加入元素add的時(shí)候，有可能會導(dǎo)致List的擴(kuò)容， 因?yàn)锳rrayList底層是數(shù)組結(jié)構(gòu)，但數(shù)組不支持動態(tài)擴(kuò)容，所以ArrayList的擴(kuò)容機(jī)制就是再創(chuàng)建一個(gè)新數(shù)組，把就數(shù)組數(shù)據(jù)遷移到新數(shù)組，然后再加入新元素，這樣一個(gè)過程下來也就是造成ArrayList增加元素慢的核心原因了。
而ArrayList在刪除元素時(shí)底層是將刪除索引位置起到最后索引位置結(jié)束中所有的元素，一一向前復(fù)制一個(gè)索引位置，再將最后索引位置元素設(shè)置為null，簡單來說就是，假設(shè)我現(xiàn)在要刪除這個(gè)集合中0索引位置上的元素，我將0索引位置上面的元素刪除之后，并不是將這個(gè)位置的元素直接設(shè)置為null，而是后面1索引位置到最后索引位置上的所有元素都要走一個(gè)一一向前復(fù)制一個(gè)索引位置過程，直到最后一個(gè)索引元素向前復(fù)制結(jié)束之后，將末尾位置上空缺的元素復(fù)制為null，所以也就是說在刪除元素的時(shí)候會影響其他索引位置上的元素的位置，所以也會降低刪除元素的效率。
（ArrayList集合刪除元素之后其他索引位置上的元素移動位置的變化過程）
理解完增刪慢的原因，其實(shí)查詢快的原因大家就已經(jīng)很好理解了，ArrayList在查詢元素時(shí)底層是通過訪問數(shù)組元素方式進(jìn)行查詢。數(shù)組（Array）是一種線性表（線性表就是數(shù)據(jù)排成像一條線一樣的結(jié)構(gòu)。每個(gè)線性表上的數(shù)據(jù)最多只有前和后兩個(gè)方向）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。它用一組連續(xù)的內(nèi)存空間，來存儲一組具有相同類型的數(shù)據(jù)。并且聲明一個(gè)數(shù)組時(shí)，會在內(nèi)存中申請一塊連續(xù)相鄰的內(nèi)存空間。當(dāng)要通過索引訪問數(shù)組元素時(shí)，可通過數(shù)組地址值和偏移量，直接計(jì)算出要查找元素的內(nèi)存地址，所以數(shù)組支持通過索引直接訪問元素，效率非常高。數(shù)組中的元素都是有下標(biāo)的，所以根據(jù)下標(biāo)就可以很快的找到你要查詢的元素了（使用get()方法， 就可以直接取的是數(shù)組對應(yīng)下標(biāo)中的值）。
2.LinkedList（List接口的實(shí)現(xiàn)類）：底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是鏈表，查詢慢，增刪快
LinkedList之所以查詢慢是因?yàn)?，LinkedList底層是一個(gè)鏈表， 鏈表肯定沒有下標(biāo)的概念，所以他不能像ArrayList一樣，使用get()方法， 就可以直接取的是數(shù)組對應(yīng)下標(biāo)中的值，它只能是對總數(shù)遍歷，然后取循環(huán)下標(biāo)的值，所以如果LinkedList鏈表size越大，那么會使for循環(huán)的次數(shù)增多導(dǎo)致遍歷的時(shí)間也會越長，查詢也就慢了（但是如果大家在編碼過程中還是需要考慮使用LinkedList的話在查詢的時(shí)候可以使用getFirst()、getLast() 方法減少for循環(huán)的次數(shù)來相對增加查詢的速度）。
而LinkedList之所以增加元素時(shí)快主要是因?yàn)椋琇inkedList 使用add（E e）直接添加元素或者add（int index, E e）指定位置添加元素，這兩種方法插入元素，相對與ArrayList效率是較高的，因?yàn)锳rrayList增加元素的時(shí)候可能需要擴(kuò)容和元素的拷貝，增加了開銷，而LinkedList 是斷開指定位置的鏈接把新節(jié)點(diǎn)添加進(jìn)來即可，所以整個(gè)添加過程中，系統(tǒng)也只做了兩件事情，添加一個(gè)新的節(jié)點(diǎn)，然后保存該節(jié)點(diǎn)和前節(jié)點(diǎn)的引用關(guān)系，簡單來說就是新增加了一個(gè)鏈接而已，所以效率高。
刪除元素的時(shí)候也是根據(jù)remove(Object o) 刪除元素或者remove（int index）刪除指定位置元素這兩種方法進(jìn)行元素的刪除，所以簡單來說刪除效率高主要是因?yàn)橹恍枰獎h除某個(gè)鏈接，再鏈接新的元素即可，不需要修改列表中剩余的元素。
3.Vector（List接口的實(shí)現(xiàn)類）：底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是數(shù)組，正因?yàn)樗牡讓邮菙?shù)組所以他的特點(diǎn)跟ArrayList一樣是查詢快，增刪慢的特點(diǎn)，這一點(diǎn)可以參考上面ArrayList的解釋。
Set接口也是單列集合Conllection的子接口，接下來我們就繼續(xù)看看他的實(shí)現(xiàn)類有哪些吧！
1.HashSet（Set接口的實(shí)現(xiàn)類）：底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是哈希表，它是基于 HashMap 實(shí)現(xiàn)的，底層采用 HashMap 來保存元素，HashSet就是為了提高查詢效率的，意思就是在查詢某個(gè)值是否存在的時(shí)候，ArrayList需要遍歷才能獲取到某個(gè)值的位置，而HashSet可以通過HashCode快速進(jìn)行定位，而且HashSet是根據(jù)哈希算法來進(jìn)行對象的存取的，存取速度很快，當(dāng)HashSet中元素的個(gè)數(shù)超出數(shù)組原本的大小，就會進(jìn)行擴(kuò)容，而哈希表其實(shí)主要依賴hashcode（）和equals（）這兩個(gè)方法。
簡單來講就是首先通過hashcode（）來判斷hashcode值是否相同，如果相同的話就會執(zhí)行equals（）來查看他們的返回值是否相同，如果返回true的話，就說明這兩個(gè)元素重復(fù)，則不進(jìn)行添加，如果返回是false的話，就直接添加到集合當(dāng)中。如果hashcode值不相同就可以直接添加到集合當(dāng)中，以上就是針對于HashSet的特點(diǎn)的簡單介紹。
2.LinkedHashSet（Set接口的實(shí)現(xiàn)類）：底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是鏈表+哈希表，由鏈表保證元素的有序，由哈希表保證元素的唯一，LinkedHashSet是一個(gè)基于LinkedHashMap實(shí)現(xiàn)的有序去重集合列表，LinkedHashSet中的元素沒有重復(fù)；LinkedHashSet中的元素有順序，維護(hù)了添加順序；LInkedHashSet可以存儲null值；這個(gè)容器不知道大家在平時(shí)的工作用的多嗎，反正我基本上沒有用過，所以就是就是我個(gè)人針對于他的特點(diǎn)做的簡單介紹。
3.TreeSet（Set接口的實(shí)現(xiàn)類）：底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是紅黑樹，特點(diǎn)是元素唯一，且有序，由自然排序和比較器排序來保證有序的特點(diǎn)，根據(jù)返回值是否是0來判斷元素是否唯一。TreeSet是有序的Set集合，因此支持add、remove、get等方法，TreeSet不支持快速隨機(jī)遍歷，只能通過迭代器進(jìn)行遍歷，如果想把自定義類的對象存入TreeSet進(jìn)行排序, 那么必須實(shí)現(xiàn)Comparable接口，或者實(shí)現(xiàn)一個(gè)比較器，在類上implements Comparable，重寫compareTo()方法，在方法內(nèi)定義比較算法, 根據(jù)大小關(guān)系, 返回正數(shù)負(fù)數(shù)或零，在使用TreeSet存儲對象的時(shí)候, add()方法內(nèi)部就會自動調(diào)用compareTo()方法進(jìn)行比較, 根據(jù)比較結(jié)果使用二叉樹形式進(jìn)行存儲。
簡單寫了一個(gè)排序大家可以粗魯看看
這是排序的一個(gè)運(yùn)行結(jié)果圖，遍歷兩次是因?yàn)槭褂昧藘煞N不同的遍歷方式
接下來就該說說雙列集合Map了，大家可以看看他的實(shí)現(xiàn)類有哪些。
1.HashMap（Map接口的實(shí)現(xiàn)類）：底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是數(shù)組+鏈表，基于哈希表的 Map 接口的實(shí)現(xiàn)。并允許使用 null 值和 null 鍵，是以 key-value 存儲形式存在，每一個(gè)鍵值對也叫做一個(gè)Entry，根據(jù)鍵的hashCode值存儲數(shù)據(jù)，大多數(shù)情況下可以直接定位到它的值，鍵key為null的記錄至多只允許出現(xiàn)一條，值value為null的記錄可以有多條，HashMap 的實(shí)現(xiàn)不是同步的，這意味著它不是線程安全的，HashMap是由數(shù)組+鏈表+紅黑樹（JDK1.8后增加了紅黑樹部分，鏈表長度超過閾值（8）時(shí)會將鏈表轉(zhuǎn)換為紅黑樹）實(shí)現(xiàn)的。
對于HashMap經(jīng)常會有面試官問HashSet和HashMap的區(qū)別？其實(shí)針對于這個(gè)問題，大家通過上述HashSet的解釋也能總結(jié)出來了，相同點(diǎn)：1.都是采用的Hash散列算法分配的數(shù)據(jù)，2.都是線程不安全的，3.數(shù)據(jù)查詢是無序的；不同點(diǎn)：1.繼承的父類不同 2.set的單鍵，而hashmap是可以存鍵值對 3.hashmap是可以存不同的value但是hashset不支持相同value數(shù)據(jù)。以上就是針對于HashMap特點(diǎn)的簡單介紹，如果大家想了解關(guān)于源碼的解釋可以自行學(xué)習(xí)了解，以上只是做一個(gè)簡單的入門了解。
2.LinkedHashMap（Map接口的實(shí)現(xiàn)類）：LinkedHashMap繼承了HashMap類，默認(rèn)情況下會使用entryset來獲取的集合順序與節(jié)點(diǎn)的插入順序一致的。除去hashmap的邏輯之外，我們都知道，LinkedHashMap中還維護(hù)了一個(gè)雙向鏈表，當(dāng)新建待插入的Entry時(shí)，我們要知道LinkedHashMap中的Entry類繼承了HashMap中的Node類，而entry中新加了兩個(gè)指針屬性分別是before、after，它們分別指向之前和之后插入的節(jié)點(diǎn)。
同時(shí)LinkedHashMap中多了3個(gè)參數(shù)，head、tail，accessOrder，雙向鏈表默認(rèn)是按照插入的順序來進(jìn)行排列的，最先插入的節(jié)點(diǎn)(也就是指最老的節(jié)點(diǎn))為head，最新插入的節(jié)點(diǎn)為tail。accessOrder參數(shù)表示雙向列表的排列順序是按照節(jié)點(diǎn)的插入順序還是訪問順序，默認(rèn)是false即插入順序，true代表的是訪問順序。當(dāng)排列模式是按訪問順序時(shí)，如果調(diào)用了get或put方法且key存在時(shí)，會調(diào)用afterNodeAccess方法，將最近被訪問的節(jié)點(diǎn)移至雙向隊(duì)列的隊(duì)尾。其實(shí)最重要的一點(diǎn)我們要清楚LinkedHashMap通過特有底層雙向鏈表的支持，使得LinkedHashMap可以保存元素之間的順序，例如插入順序或者訪問順序，而HashMap因?yàn)闆]有雙向鏈表的支持，所以就不能保持這種順序，所以它的訪問就是隨機(jī)的了，和HashMap一樣，還是通過數(shù)組存儲元素的。
3.TreeMap（Map接口的實(shí)現(xiàn)類）：它是一個(gè)有序的key-value集合，主要通過紅黑樹來實(shí)現(xiàn)，它大的特點(diǎn)是遍歷時(shí)是有順序的，根據(jù)key的排序規(guī)則來。TreeMap繼承AbstractMap（由于TreeMap繼承于AbstractMap，所以它是一個(gè)Map，即一個(gè)key-value集合），實(shí)現(xiàn)NavigableMap、Cloneable、Serializable三個(gè)接口。
其中AbstractMap表明TreeMap為一個(gè)Map即支持key-value的集合， NavigableMap則意味著它支持一系列的導(dǎo)航方法（比如返回有序的key集合），具備針對給定搜索目標(biāo)返回最接近匹配項(xiàng)的導(dǎo)航方法 。而且由于它是基于紅黑樹，所以它包含幾個(gè)重要的成員變量：root（root 是紅黑數(shù)的根節(jié)點(diǎn)）、size（是紅黑數(shù)中節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)）、comparator （比較器，紅黑數(shù)排序時(shí)，根據(jù)Entry中的key進(jìn)行排序）。當(dāng)然在面試過程中可能會有面試官問你這樣的問題，例如：TreeMap和HashMap的區(qū)別是什么？根據(jù)這個(gè)問題，可以給大家簡單總結(jié)一下。
相同點(diǎn)：兩者均是線程不安全的；增刪改查操作的；兩者插入節(jié)點(diǎn)時(shí)，key重復(fù)后都會覆蓋舊值。
不同點(diǎn)：底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不同。HashMap是基于數(shù)組+鏈表+紅黑樹的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，TreeMap是基于紅黑樹的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；HashMap是無序的，TreeMap是有序的；HashMap允許存儲null，TreeMap的鍵不允許存儲null，但是值可以為null；TreeMap要求key必須實(shí)現(xiàn)Comparable接口，或者初始化時(shí)傳入Comparator比較器。
好啦以上就是給大家簡單總結(jié)的java集合，希望對大家有點(diǎn)幫助哦！主要的幾張圖中都給大家反應(yīng)出來了具體java集合都有哪些，大家可以作為參考繼續(xù)學(xué)習(xí)哦！
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