map,set,list,等JAVA中集合解析
在JAVA的util包中有兩個(gè)所有集合的父接口Collection和Map,它們的父子關(guān)系：
           java.util
        +Collection 這個(gè)接口extends自 --java.lang.Iterable接口
           +List 接口
              -ArrayList 類
              -LinkedList 類
              -Vector 類     此類是實(shí)現(xiàn)同步的
           +Queue 接口
              +不常用，在此不表.
           +Set 接口
              +SortedSet 接口
                 -TreeSet 類
              -HashSet
        +Map 接口
          -HashMap 類 (除了不同步和允許使用 null 鍵/值之外,與 Hashtable 大致相同.)
          -Hashtable 類 此類是實(shí)現(xiàn)同步的,不允許使用 null 鍵值
          +SortedMap 接口
             -TreeMap 類
          以下對(duì)眾多接口和類的簡單說明：首先不能不先說一下數(shù)組（Array）
       一、Array ， Arrays
Java所有“存儲(chǔ)及隨機(jī)訪問一連串對(duì)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(dòng)態(tài)改變。
array還有一個(gè)缺點(diǎn)是，無法判斷其中實(shí)際存有多少元素，length只是告訴我們array的容量。
2、Java中有一個(gè)Arrays類，專門用來操作array。
       arrays中擁有一組static函數(shù)，
equals()：比較兩個(gè)array是否相等。array擁有相同元素個(gè)數(shù)，且所有對(duì)應(yīng)元素兩兩相等。
fill()：將值填入array中。
sort()：用來對(duì)array進(jìn)行排序。
binarySearch()：在排好序的array中尋找元素。
System.arraycopy()：array的復(fù)制。

二、Collection ， Map
若撰寫程序時(shí)不知道究竟需要多少對(duì)象，需要在空間不足時(shí)自動(dòng)擴(kuò)增容量，則需要使用容器類庫，array不適用。
1、Collection 和 Map 的區(qū)別
容器內(nèi)每個(gè)為之所存儲(chǔ)的元素個(gè)數(shù)不同。
Collection類型者，每個(gè)位置只有一個(gè)元素。
Map類型者，持有 key-value pair，像個(gè)小型數(shù)據(jù)庫。
2、Java2容器類類庫的用途是“保存對(duì)象”，它分為兩類，各自旗下的子類關(guān)系
Collection
       --List：它確保維護(hù)元素特定的順序.           
             --ArrayList / LinkedList / Vector
       --Set ：不能含有重復(fù)的元素
             --HashSet /TreeSet
Map
       --HashMap
    --HashTable
    --TreeMap
　Map----一組成對(duì)的“鍵值對(duì)”對(duì)象，即其元素是成對(duì)的對(duì)象，最典型的應(yīng)用就是數(shù)據(jù)字典，并且還有其它廣泛的應(yīng)用。另外，Map可以返回其所 有鍵組成的Set和其所有值組成的Collection，或其鍵值對(duì)組成的Set，并且還可以像數(shù)組一樣擴(kuò)展多維Map，只要讓Map中鍵值對(duì)的每個(gè) “值”是一個(gè)Map即可。

　Collection下 1.迭代器

　　迭代器是一種設(shè)計(jì)模式，它是一個(gè)對(duì)象，它可以遍歷并選擇序列中的對(duì)象，而開發(fā)人員不需要了解該序列的底層結(jié)構(gòu)。迭代器通常被稱為“輕量級(jí)”對(duì)象，因?yàn)閯?chuàng)建它的代價(jià)小。

　　Java中的Iterator功能比較簡單，并且只能單向移動(dòng)：

　　(1) 使用方法iterator()要求容器返回一個(gè)Iterator。第一次調(diào)用Iterator的next()方法時(shí)，它返回序列的第一個(gè)元素。注意：iterator()方法是java.lang.Iterable接口,被Collection繼承。


　　(2) 使用next()獲得序列中的下一個(gè)元素。

　　(3) 使用hasNext()檢查序列中是否還有元素。

　　(4) 使用remove()將迭代器新返回的元素刪除。

　　Iterator是Java迭代器最簡單的實(shí)現(xiàn)，為List設(shè)計(jì)的ListIterator具有更多的功能，它可以從兩個(gè)方向遍歷List，也可以從List中插入和刪除元素。

　　2.List的功能方法

　　List(interface): 次序是List最重要的特點(diǎn)；它確保維護(hù)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(只推薦 LinkedList使用)。一個(gè)List可以生成ListIterator，使用它可以從兩個(gè)方向遍歷List，也可以從List中間插入和刪除元素。

　　ArrayList: 由數(shù)組實(shí)現(xiàn)的List。它允許對(duì)元素進(jìn)行快速隨機(jī)訪問，但是向List中間插入與移除元素的速度很慢。ListIterator只應(yīng)該用來由后向前遍歷ArrayList，而不是用來插入和刪除元素，因?yàn)檫@比LinkedList開銷要大很多。

　　LinkedList: 由列表實(shí)現(xiàn)的List。對(duì)順序訪問進(jìn)行了優(yōu)化，向List中間插入與刪除得開銷不大，隨機(jī)訪問則相對(duì)較慢(可用ArrayList代替)。它具有方法 addFirst()、addLast()、getFirst()、getLast()、removeFirst()、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(dāng)作堆棧、隊(duì)列和雙向隊(duì)列使用。

　　3.Set的功能方法

　　Set(interface): 存入Set的每個(gè)元素必須是唯一的，這也是與List不同的，因?yàn)镾et不保存重復(fù)元素。加入Set的Object必須定義equals()方法以確保對(duì) 象的唯一性。Set與Collection有完全一樣的接口。Set接口不保證維護(hù)元素的次序。

　　HashSet: HashSet能快速定位一個(gè)元素，存入HashSet的對(duì)象必須定義hashCode()。

　　TreeSet: 保持次序的Set，底層為樹結(jié)構(gòu)。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(nèi)部使用鏈表維護(hù)元素的順序(插入的次序)。于是在使用迭代器遍歷Set時(shí)，結(jié)果會(huì)按元素插入的次序顯示。

　　HashSet采用散列函數(shù)對(duì)元素進(jìn)行排序，這是專門為快速查詢而設(shè)計(jì)的；TreeSet采用紅黑樹的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行排序元 素；LinkedHashSet內(nèi)部使用散列以加快查詢速度，同時(shí)使用鏈表維護(hù)元素的次序，使得看起來元素是以插入的順序保存的。需要注意的是，生成自己 的類時(shí)，Set需要維護(hù)元素的存儲(chǔ)順序，因此要實(shí)現(xiàn)Comparable接口并定義compareTo()方法。
4.Map的功能方法
java為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的映射定義了一個(gè)接口java.util.Map;它有四個(gè)實(shí)現(xiàn)類,分別是HashMap Hashtable LinkedHashMap 和TreeMap
Map主要用于存儲(chǔ)健值對(duì)，根據(jù)鍵得到值，因此不允許鍵重復(fù),但允許值重復(fù)。
Hashmap 是一個(gè) 最常用的Map,它根據(jù)鍵的HashCode 值存儲(chǔ)數(shù)據(jù),根據(jù)鍵可以直接獲取它的值，具有很快的訪問速度。HashMap最多只允許一條記錄的鍵為Null;允許多條記錄的值為 Null;HashMap不支持線程的同步，即任一時(shí)刻可以有多個(gè)線程同時(shí)寫HashMap;可能會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)的不一致。如果需要同步，可以用 Collections的synchronizedMap方法使HashMap具有同步的能力.
Hashtable 與 HashMap類似,不同的是:它不允許記錄的鍵或者值為空;它支持線程的同步，即任一時(shí)刻只有一個(gè)線程能寫Hashtable,因此也導(dǎo)致了Hashtale在寫入時(shí)會(huì)比較慢。
LinkedHashMap保存了記錄的插入順序，在用Iterator遍歷LinkedHashMap時(shí)，先得到的記錄肯定是先插入的.在遍歷的時(shí)候會(huì)比HashMap慢。
TreeMap能夠把它保存的記錄根據(jù)鍵排序,默認(rèn)是按升序排序，也可以指定排序的比較器，當(dāng)用Iterator 遍歷TreeMap時(shí)，得到的記錄是排過序的。

public class TestMap {
/**
* 初始化一個(gè)Map
* @param map
*/
public static void init(Map map){
if (map != null){
String key = null;
for (int i=5; i>0; i--){
key = new Integer(i).toString() + ".0";
map.put(key, key.toString());
//Map中的鍵是不重復(fù)的，如果插入兩個(gè)鍵值一樣的記錄，
//那么后插入的記錄會(huì)覆蓋先插入的記錄
map.put(key, key.toString() + "0");   }
}
}
/**
* 輸出一個(gè)Map
* @param map
*/
public static void output(Map map){
if (map != null){
Object key = null;
Object value = null;
//使用迭代器遍歷Map的鍵，根據(jù)鍵取值
Iterator it = map.keySet().iterator();
while (it.hasNext()){
key = it.next();
value = map.get(key);
System.out.println("key: " + key + "; value: " + value );
}
//或者使用迭代器遍歷Map的記錄Map.Entry
Map.Entry entry = null;
it = map.entrySet().iterator();
while (it.hasNext()){
//一個(gè)Map.Entry代表一條記錄
entry = (Map.Entry)it.next();
//通過entry可以獲得記錄的鍵和值
//System.out.println("key: " + entry.getKey() + "; value: " + entry.getValue());
}
}
}
/**
* 判斷map是否包含某個(gè)鍵
* @param map
* @param key
* @return
*/
public static boolean containsKey(Map map, Object key){
if (map != null){
return map.containsKey(key);
}
return false;
}
/**
* 判斷map是否包含某個(gè)值
* @param map
* @param value
* @return
*/
public static boolean containsValue(Map map, Object value){
if (map != null){
return map.containsValue(value);
}
return false;
}
/**
* 演示HashMap
*/
public static void testHashMap(){
Map myMap = new HashMap();
init(myMap);
//HashMap的鍵可以為null
myMap.put(null,"ddd");
//HashMap的值可以為null
myMap.put("aaa", null);
output(myMap);
}
/**
* 演示Hashtable
*/
public static void testHashtable(){
Map myMap = new Hashtable();
init(myMap);
//Hashtable的鍵不能為null
//myMap.put(null,"ddd");
//Hashtable的值不能為null
//myMap.put("aaa", null);
output(myMap);
}
/**
* 演示LinkedHashMap
*/
public static void testLinkedHashMap(){
Map myMap = new LinkedHashMap();
init(myMap);
//LinkedHashMap的鍵可以為null
myMap.put(null,"ddd");
//LinkedHashMap的值可以為null
myMap.put("aaa", null);
output(myMap);
}
/**
* 演示TreeMap
*/
public static void testTreeMap(){
Map myMap = new TreeMap();
init(myMap);
//TreeMap的鍵不能為null
//myMap.put(null,"ddd");
//TreeMap的值不能為null
//myMap.put("aaa", null);
output(myMap);
}
public static void main(String[] args) {
System.out.println("采用HashMap");
TestMap.testHashMap();
System.out.println("采用Hashtable");
TestMap.testHashtable();
System.out.println("采用LinkedHashMap");
TestMap.testLinkedHashMap();
System.out.println("采用TreeMap");
TestMap.testTreeMap();
Map myMap = new HashMap();
TestMap.init(myMap);
System.out.println("新初始化一個(gè)Map: myMap");
TestMap.output(myMap);
//清空Map
myMap.clear();
System.out.println("將myMap clear后，myMap空了么?  " + myMap.isEmpty());
TestMap.output(myMap);
myMap.put("aaa", "aaaa");
myMap.put("bbb", "bbbb");
//判斷Map是否包含某鍵或者某值
System.out.println("myMap包含鍵aaa?  "+ TestMap.containsKey(myMap, "aaa"));
System.out.println("myMap包含值aaaa?  "+ TestMap.containsValue(myMap, "aaaa"));
//根據(jù)鍵刪除Map中的記錄
myMap.remove("aaa");
System.out.println("刪除鍵aaa后，myMap包含鍵aaa?  "+ TestMap.containsKey(myMap, "aaa"));
//獲取Map的記錄數(shù)
System.out.println("myMap包含的記錄數(shù):  " + myMap.size());

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

三、Collections
Collections是針對(duì)集合類的一個(gè)幫助類。提供了一系列靜態(tài)方法實(shí)現(xiàn)對(duì)各種集合的搜索、排序、線程完全化等操作。
相當(dāng)于對(duì)Array進(jìn)行類似操作的類——Arrays。
如，Collections.max(Collection coll); 取coll中最大的元素。
       Collections.sort(List list); 對(duì)list中元素排序
四、如何選擇？
1、容器類和Array的區(qū)別、擇取
      *     容器類僅能持有對(duì)象引用（指向?qū)ο蟮闹羔槪?，而不是將?duì)象信息copy一份至數(shù)列某位置。
      *     一旦將對(duì)象置入容器內(nèi)，便損失了該對(duì)象的型別信息。
2、
     *     在各種Lists中，最好的做法是以ArrayList作為缺省選擇。當(dāng)插入、刪除頻繁時(shí)，使用LinkedList()；
        Vector總是比ArrayList慢，所以要盡量避免使用。
     *     在各種Sets中，HashSet通常優(yōu)于HashTree（插入、查找）。只有當(dāng)需要產(chǎn)生一個(gè)經(jīng)過排序的序列，才用TreeSet。
        HashTree存在的唯一理由：能夠維護(hù)其內(nèi)元素的排序狀態(tài)。
     *     在各種Maps中
        HashMap用于快速查找。
     *     當(dāng)元素個(gè)數(shù)固定，用Array，因?yàn)锳rray效率是最高的。
結(jié)論：最常用的是ArrayList，HashSet，HashMap，Array。而且，我們也會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)規(guī)律，用TreeXXX都是排序的。

注意：
1、Collection沒有g(shù)et()方法來取得某個(gè)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(gè)元素。使用數(shù)字來選擇一堆對(duì)象中的一個(gè)，get(0)...。(add/get)
4、一般使用ArrayList。用LinkedList構(gòu)造堆棧stack、隊(duì)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(gè)key/value。
      HashMap會(huì)利用對(duì)象的hashCode來快速找到key。
    *     hashing
          哈希碼就是將對(duì)象的信息經(jīng)過一些轉(zhuǎn)變形成一個(gè)獨(dú)一無二的int值，這個(gè)值存儲(chǔ)在一個(gè)array中。
          我們都知道所有存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中，array查找速度是最快的。所以，可以加速查找。
     
          發(fā)生碰撞時(shí)，讓array指向多個(gè)values。即，數(shù)組每個(gè)位置上又生成一個(gè)梿表。
6、Map中元素，可以將key序列、value序列單獨(dú)抽取出來。
使用keySet()抽取key序列，將map中的所有keys生成一個(gè)Set。
使用values()抽取value序列，將map中的所有values生成一個(gè)Collection。
為什么一個(gè)生成Set，一個(gè)生成Collection？那是因?yàn)?，key總是獨(dú)一無二的，value允許重復(fù)。