Java集合框架

Java的集合主要分为Collection和Map两大体系

• Collection ：主要由List、Set、Queue接口组成
• List代表有序、重复的集合
• Set代表无序、不可重复的集合
• Queue为先进先出的队列
• Map：则代表具有映射关系的键值对（key-value）集合

Collection接口下的简易继承关系图如下:

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通过对集合框架的分析其主要可以分为如下几个部分

• 数据结构：List列表、Queue队列、Deque双端队列、Set集合、Map映射
• 比较器：Comparator比较器、Comparable排序接口
• 工具类：Collections常用算法类、Arrays静态数组的排序、查找算法
• 迭代器：Iterator通用迭代器、ListIterator针对 List 特化的迭代器

以下依次简单介绍

1、List

List集合的特点就是存取有序，可以存储重复的元素，可以用下标进行元素的操作。

其主要实现类：ArrayList、LinkedList、Vector、Stack。

1.1、ArrayList

ArrayList就是一个动态数组，支持随机存取，但是插入删除效率很低（需要对数据进行偏移）。当数组空间不足时会自动扩容（创建一个更大的数组，并进行数组复制）。

1.2、LinkedList

LinkedList 是一个双向链表结构，不支持随机存取，只能进行顺序遍历，但由于是链表实现，插入删除效率很高。

1.3、Vector

Vector 也是一个动态数组结构，是一个元老级别的存在。ArrayList 大部分的方法和 Vector 比较相似，两者的主要差别为，Vector 是允许同步访问的，Vector 中的操作是线程安全的，但是效率低，而 ArrayList 所有的操作都是异步的，执行效率高，但不安全。

关于Vector，现在用的很少了，因为里面的get、set、add等方法都加了synchronized，以保持线程同步，降低了效率。

1.4、Stack

Stack是Vector的一个子类，其本质也是一个动态数组，但是他是一个先进后出的栈结构。（可以使用双端队列ArrayDeque代替）

2、Set

Set集合为一个存取无序，且元素不可重复的集合。

其主要实现类：HashSet、LinkedHashSet 和 TreeSet。

HashSet、LinkedHashSet 和 TreeSet都是基于HashMap、LinkedHashMap 和 TreeMap的键（Key）实现的，使用 Map 中键不能重复、无序的特性。其主要的使用都比较类似，只需要重点关注Map即可。

3、Queue

Queue是一个队列集合，队列通常是指“先进先出”（FIFO）的容器。新元素插入到队列的尾部，访问元素操作会返回队列头部的元素。

主要实现类：ArrayDeque、LinkedList、PriorityQueue。

3.1、ArrayDeque

ArrayQueue是一个基于数组实现的双端队列，在队列中存在两个指针，一个指向头部，一个指向尾部，因此它具有队列及栈的方法特性。

3.2、LinkedList

LinkedList是List接口的实现类，也是Deque的实现类，底层是一种双向链表的数据结构。

3.2、PriorityQueue

PriorityQueue也是一个队列的实现类，此实现类中存储的元素排列并不是按照元素添加的顺序进行排列，而是内部会按元素的大小顺序进行排列，是一种能够自动排序的队列。

4、Map

Map是一个双列集合，其中保存的是键值对（Key-Value），键要求保持唯一性，值可以重复。

Map 主要实现类：HashMap、LinkedHashMap、TreeMap、IdentityHashMap、WeakHashMap、Hashtable、Properties。

4.1、HashMap

HashMap继承自AbstractMap，底层采用哈希表存储数据，其输入输出顺序基本不一致，HashMap最多只允许一条记录的 key 为 null。

4.2、LinkedHashMap

HashMap 的子类，内部使用链表数据结构来记录插入的顺序，使得输入的记录顺序和输出的记录顺序是相同的。这就是其与HashMap 的不同之处。

4.3、TreeMap

能够把它保存的记录根据键排序，默认是按键值的升序排序，也可以指定排序的比较器，当用 Iterator 遍历时，得到的记录是排过序的。

4.4、IdentityHashMap

IdentityHashMap继承自AbstractMap，与HashMap有些不同，在获取元素的时候，通过==代替equals ()来进行判断，比较的是内存地址。

4.5、WeakHashMap

WeakHashMap继承自AbstractMap，被称为缓存Map，向WeakHashMap中添加元素，再次通过键调用方法获取元素方法时，不一定获取到元素值，因为WeakHashMap 中的 Entry 可能随时被 GC 回收。

4.6、Hashtable

Hashtable，一个元老级的类，键值不能为空，与HashMap不同的是，方法都加了synchronized同步锁，是线程安全的，导致效率较慢。

4.7、Properties

Properties 继承于 Hashtable，表示一个持久的属性集，属性列表中每个键及其对应值都是一个字符串。