Java集合的重点

一、Java集合

Java集合包含一组接口和实现类，底层使用不同类型的数据结构，提供不同特点的存储方式，主要分为两大类：

Collection单列集合和Map键值对集合。

1.Collection接口用于表示单例集合，主要包括三个子接口：List、Set、Queue

•List是有序的、可重复的集合。它维护元素的插入顺序，可以包含重复元素；

主要实现类包括：

• ArrayList：基于动态数组实现，提供随机访问和插入性能；
• LinkedList：基于双向链表实现，适合频繁插入和删除操作；
• Vector：类似ArrayList，基于动态数组实现，使用synchronized实现线程安全，性能略低；
• Stack：Vector类的子类，提供了FILO先进后出的栈结构；
• CopyOnWriteArrayList：基于动态数组实现，使用ReentrantLock实现线程安全；

•Set是不允许重复元素的集合；

主要实现类包括：

• HashSet:基于HashMap实现，元素唯一，无序；
• LinkedHashSet:HashSet的子类，基于LinkedHashMap实现，元素唯一且有序，同时保持了哈希表的性能；
• TreeSet：基于TreeMap实现，元素唯一，自动排序或按照自定义规则排序；
• Queue是用于对元素进行先进先出(FIFO)操作的队列集合；

主要实现包括：

• LinkedList：基于双向链表实现；
• LinkedBlockingQueue：线程安全的阻塞队列，适用于多线程环境；

2.Map接口用于表示键值对的集合，Map集合中的key键是唯一的，而value值可以重复。

Map的主要实现类包括：

• HashMap：基于哈希表实现，提供快速的查找和插入性能；
• LinkedHashMap:HashMap类的子类，内部多维护了一条双向链表，保存维护了元素的插入顺序；
• TreeMap：基于红黑树实现，根据key键自动排序或按照自定义规则排序；
• Hashtable：基于哈希表实现，key和value不允许为null。早期的线程安全实现类，使用synchronized实现线程安全；
• ConcurrentHashMap：基于哈希表实现，使用synchronized+CAS实现线程安全；

二、List,Set,Map的区别?

• List：集合中存储的元素是有序的，所以可以进行排序操作。另外，集合中的元素可以可重复；
• Set:集合中存储的元素不可重复的；
• Map:集合中的元素使用键值对(Key-Value)存储，Key是无序+不可重复的，Value可重复的；

三、ArrayList与Vector区别?

ArrayList与Vector都是基于动态数组实现的List接口的集合实现类，它们的区别主要包括：

初始容量：

• ArrayList初始默认容量为0，添加第一个元素时，扩容为10；
• Vector初始默认容量为10；

扩容方式：

• ArrayList：在原有容量基础上，扩容0.5倍(新容量是原有容量的1.5倍)；
• Vector：在原有容量基础上，扩容1倍(新容量是原有容量的2倍)；

线程安全：

• ArrayList：线程不安全(可使用CopyOnWriteArrayList集合解决)；
• Vector：线程安全，操作方法使用synchronized(同步锁)实现线程同步；

执行效率：

• Vector的方法都有同步锁，在方法执行时需要加锁、解锁，所以性能会低于ArrayList；

四、Arraylist与LinkedList区别?

ArrayList与LinkedList都是List接口的集合实现类，它们的区别主要包括：

底层数据结构：

• Arraylist：底层使用的是Object[]数组；
• LinkedList：底层使用的是双向链表；

插入和删除元素：

• ArrayList：插入删除时需要复制数组内的元素，所以性能较差；
• LinkedList：插入删除时，只影响相邻节点，所以性能较高；

查找和遍历元素：

• ArrayList：由于是基于数组实现的，支持快速的随机访问。可以通过索引直接访问元素，时间复杂度为O(1)。
• LinkedList：不支持快速的随机访问。需要从头或尾开始遍历链表，直到找到指定位置的元素，时间复杂度为O(n)

RandomAccess接口：

• 使用Collections.binarySearch()方法，基于二分查找法，进行元素查找时：
• ArrayList:实现了RandomAccess接口，使用indexedBinarySearch()(基于下标的二分查找)，性能较好；
•  LinkedList：没有实现RandomAccess接口，使用1teratorBinarySearch()(基于迭代器的二分查找)，迭代器会产生额外遍历操作，性能较差；

五、ArrayList的扩容机制?

构造函数初始化时

• 使用无参数构造方法创建ArrayList时，内部的动态数组被初始化为一个空数组。当向数组中添加第一个元素时，数组容量扩为10；
• 使用有参数构造方法创建ArrayList时，内部的动态数组按照指定容量进行初始化创建；

添加元素容量不足时

• 当数组容量不足时，调用grow()方法进行扩容，每次扩容后容量都会变为原来的1.5倍(在原有容量基础上,扩容0.5倍)；
• 扩容后，数组的最大容量不会超过Integer.MAX_VALUE；

六、HashSet、LinkedHashSet和TreeSet区别?

它们都是Set接口的实现类，区别主要包括：

• HashSet：基于HashMap实现，元素唯一，无序；
• LinkedHashSet:HashSet的子类，基于LinkedHashMap实现，元素唯一且有序，同时保持了哈希表的性能；
• TreeSet:基于TreeMap实现，元素唯一，自动排序或按照自定义规则排序；

七、HashSet如何过滤重复元素?

• HashSet内部使用一个HashMap作为数据结构，保存元素时，会使用这个HashMap的key来进行保存。key是唯一的，所以重复元素会自动过滤。

原文地址：https://blog.csdn.net/2301_76207358/article/details/140621726

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