Java容器類包含List、ArrayList、Vector及map、HashTable、HashMap
 
ArrayList和HashMap是異步的，Vector和HashTable是同步的，所以Vector和HashTable是線程安全的，而ArrayList和HashMap并不是線程安全的。因?yàn)橥叫枰ㄙM(fèi)機(jī)器時間，所以Vector和HashTable的執(zhí)行效率要低于ArrayList和HashMap。
Collection
├List       接口
│├LinkedList       鏈表
│├ArrayList         順序結(jié)構(gòu)動態(tài)數(shù)組類
│└Vector         向量
│ └Stack       棧
└Set
Map
├Hashtable
├HashMap
└WeakHashMap List接口



List是有序的Collection，使用此接口能夠精確的控制每個元素插入的位置。用戶能夠使用索引（元素在List中的位置，類似于數(shù)組下標(biāo)）來訪問List中的元素，這類似于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listIterator()方法，返回一個ListIterator接口，和標(biāo)準(zhǔn)的Iterator接口相比，ListIterator多了一些add()之類的方法，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接口的常用類有LinkedList，ArrayList，Vector和Stack。

ArrayList類
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沒有同步。
size，isEmpty，get，set方法運(yùn)行時間為常數(shù)。但是add方法開銷為分?jǐn)偟某?shù)，添加n個元素需要O(n)的時間。其他的方法運(yùn)行時間為線性。

每個ArrayList實(shí)例都有一個容量（Capacity），即用于存儲元素的數(shù)組的大小。這個容量可隨著不斷添加新元素而自動增加，但是增長算法 并沒有定義。當(dāng)需要插入大量元素時，在插入前可以調(diào)用ensureCapacity方法來增加ArrayList的容量以提高插入效率。
和LinkedList一樣，ArrayList也是非同步的（unsynchronized）。

Map接口
請注意，Map沒有繼承Collection接口，Map提供key到value的映射。一個Map中不能包含相同的key，每個key只能映射一個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。

HashMap類
HashMap和Hashtable類似，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（values()方法可返回Collection），其迭代子操作時間開銷和HashMap 的容量成比例。因此，如果迭代操作的性能相當(dāng)重要的話，不要將HashMap的初始化容量設(shè)得過高，或者load factor過低。

Collection接口
Collection是最基本的集合接口，一個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，Java SDK提供的類都是繼承自Collection的“子接口”如List和Set。

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

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

由Collection接口派生的兩個接口是List和Set。

List接口
List是有序的Collection，使用此接口能夠精確的控制每個元素插入的位置。用戶能夠使用索引（元素在List中的位置，類似于數(shù)組下標(biāo)）來訪問List中的元素，這類似于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listIterator()方法，返回一個ListIterator接口，和標(biāo)準(zhǔn)的Iterator接口相比，ListIterator多了一些add()之類的方法，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接口的常用類有LinkedList，ArrayList，Vector和Stack。

LinkedList類
LinkedList實(shí)現(xiàn)了List接口，允許null元素。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沒有同步方法。如果多個線程同時訪問一個List，則必須自己實(shí)現(xiàn)訪問同步。一種解決方法是在創(chuàng)建List時構(gòu)造一個同步的List：
List list = Collections.synchronizedList(new LinkedList(...));
 
ArrayList類
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沒有同步。
size，isEmpty，get，set方法運(yùn)行時間為常數(shù)。但是add方法開銷為分?jǐn)偟某?shù)，添加n個元素需要O(n)的時間。其他的方法運(yùn)行時間為線性。
每個ArrayList實(shí)例都有一個容量（Capacity），即用于存儲元素的數(shù)組的大小。這個容量可隨著不斷添加新元素而自動增加，但是增長算法并沒有定義。當(dāng)需要插入大量元素時，在插入前可以調(diào)用ensureCapacity方法來增加ArrayList的容量以提高插入效率。
和LinkedList一樣，ArrayList也是非同步的（unsynchronized）。

Vector類
Vector非常類似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Iterator被創(chuàng)建而且正在被使用，另一個線程改變了Vector的狀態(tài)（例如，添加或刪除了一些元素），這時調(diào)用Iterator的方法時將拋出ConcurrentModificationException，因此必須捕獲該異常。

Stack 類
Stack繼承自Vector，實(shí)現(xiàn)一個后進(jìn)先出的堆棧。Stack提供5個額外的方法使得Vector得以被當(dāng)作堆棧使用?；镜膒ush和pop方法，還有peek方法得到棧頂?shù)脑?，empty方法測試堆棧是否為空，search方法檢測一個元素在堆棧中的位置。Stack剛創(chuàng)建后是空棧。

Set接口
Set是一種不包含重復(fù)的元素的Collection，即任意的兩個元素e1和e2都有e1.equals(e2)=false，Set最多有一個null元素。
很明顯，Set的構(gòu)造函數(shù)有一個約束條件，傳入的Collection參數(shù)不能包含重復(fù)的元素。
請注意：必須小心操作可變對象（Mutable Object）。如果一個Set中的可變元素改變了自身狀態(tài)導(dǎo)致Object.equals(Object)=true將導(dǎo)致一些問題。
 
Map接口
請注意，Map沒有繼承Collection接口，Map提供key到value的映射。一個Map中不能包含相同的key，每個key只能映射一個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
Hashtable繼承Map接口，實(shí)現(xiàn)一個key-value映射的哈希表。任何非空（non-null）的對象都可作為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)，這兩個基本操作的時間開銷為常數(shù)。
Hashtable通過initial capacity和load factor兩個參數(shù)調(diào)整性能。通常缺省的load factor 0.75較好地實(shí)現(xiàn)了時間和空間的均衡。增大load factor可以節(jié)省空間但相應(yīng)的查找時間將增大，這會影響像get和put這樣的操作。
使用Hashtable的簡單示例如下，將1，2，3放到Hashtable中，他們的key分別是”one”，”two”，”three”：

要取出一個數(shù)，比如2，用相應(yīng)的key：

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

如果相同的對象有不同的hashCode，對哈希表的操作會出現(xiàn)意想不到的結(jié)果（期待的get方法返回null），要避免這種問題，只需要牢記一條：要同時復(fù)寫equals方法和hashCode方法，而不要只寫其中一個。
Hashtable是同步的。

HashMap類
HashMap和Hashtable類似，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（values()方法可返回Collection），其迭代子操作時間開銷和HashMap的容量成比例。因此，如果迭代操作的性能相當(dāng)重要的話，不要將HashMap的初始化容量設(shè)得過高，或者load factor過低。

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

總結(jié)
如果涉及到堆棧，隊(duì)列等操作，應(yīng)該考慮用List，對于需要快速插入，刪除元素，應(yīng)該使用LinkedList，如果需要快速隨機(jī)訪問元素，應(yīng)該使用ArrayList。
如果程序在單線程環(huán)境中，或者訪問僅僅在一個線程中進(jìn)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(yīng)該使用同步的類。

要特別注意對哈希表的操作，作為key的對象要正確復(fù)寫equals和hashCode方法。
盡量返回接口而非實(shí)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。

同步性
Vector是同步的。這個類中的一些方法保證了Vector中的對象是線程安全的。而ArrayList則是異步的，因此ArrayList中的對象并不是線程安全的。因?yàn)橥降囊髸绊憟?zhí)行的效率，所以如果你不需要線程安全的集合那么使用ArrayList是一個很好的選擇，這樣可以避免由于同步帶來的不必要的性能開銷。

數(shù)據(jù)增長
從內(nèi)部實(shí)現(xiàn)機(jī)制來講ArrayList和Vector都是使用數(shù)組(Array)來控制集合中的對象。當(dāng)你向這兩種類型中增加元素的時候，如果元素的數(shù)目超出了內(nèi)部數(shù)組目前的長度它們都需要擴(kuò)展內(nèi)部數(shù)組的長度，Vector缺省情況下自動增長原來一倍的數(shù)組長度，ArrayList是原來的50%,所以最后你獲得的這個集合所占的空間總是比你實(shí)際需要的要大。所以如果你要在集合中保存大量的數(shù)據(jù)那么使用Vector有一些優(yōu)勢，因?yàn)槟憧梢酝ㄟ^設(shè)置集合的初始化大小來避免不必要的資源開銷。

使用模式
在ArrayList和Vector中，從一個指定的位置（通過索引）查找數(shù)據(jù)或是在集合的末尾增加、移除一個元素所花費(fèi)的時間是一樣的，這個時間我們用O(1)表示。但是，如果在集合的其他位置增加或移除元素那么花費(fèi)的時間會呈線形增長：O(n-i)，其中n代表集合中元素的個數(shù)，i代表元素增加或移除元素的索引位置。為什么會這樣呢？以為在進(jìn)行上述操作的時候集合中第i和第i個元素之后的所有元素都要執(zhí)行位移的操作。這一切意味著什么呢？

這意味著，你只是查找特定位置的元素或只在集合的末端增加、移除元素，那么使用Vector或ArrayList都可以。如果是其他操作，你最好選擇其他的集合操作類。比如，LinkList集合類在增加或移除集合中任何位置的元素所花費(fèi)的時間都是一樣的?O(1)，但它在索引一個元素的使用缺比較慢－O(i),其中i是索引的位置.使用ArrayList也很容易，因?yàn)槟憧梢院唵蔚氖褂盟饕齺泶鎰?chuàng)建iterator對象的操作。LinkList也會為每個插入的元素創(chuàng)建對象，所有你要明白它也會帶來額外的開銷。

最后，在《Practical Java》一書中Peter Haggar建議使用一個簡單的數(shù)組（Array）來代替Vector或ArrayList。尤其是對于執(zhí)行效率要求高的程序更應(yīng)如此。因?yàn)槭褂脭?shù)組(Array)避免了同步、額外的方法調(diào)用和不必要的重新分配空間的操作。

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