java--List、Set、Map的基础

好像面试很多面试官都喜欢问这它们的一些问题，所以在这里我稍微总结一下，并把大佬们的文章链接贴在后面。

首先我们借鉴了https://www.cnblogs.com/SnowingYXY/p/6727341.html

最终又借鉴了：http://blog.csdn.net/speedme/article/details/22398395

可以有助于我们的理解：

1. 世间上本来没有集合,(只有数组参考C语言)但有人想要,所以有了集合
2. 有人想有可以自动扩展的数组,所以有了List
3. 有的人想有没有重复的数组,所以有了set
4. 有人想有自动排序的组数,所以有了TreeSet,TreeList,Tree**

5. 相同点：

   1.List，Set，Map将持有对象一律视为Object型别。

   2.Collection--List与Set、Map都是接口，不能实例化。

   不同点：

   1.map是键值对，key总是独一无二的，value允许重复。

   2.每个位置存储的元素个数不同，Collection类型者，每个位置只有一个元素。map是键值对。

   所属关系：

   Collection
        --List：将以特定次序存储元素。所以取出来的顺序可能和放入顺序不同。
              --ArrayList / LinkedList / Vector
        --Set ： 不能含有重复的元素
              --HashSet / TreeSet
         Map
        --HashMap
        --HashTable
        --TreeMap

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下面这张图是黑马的视频里面的截图：

1.Collection（单列）：

将Set与List的共性向上抽取成为Collection接口，所以Collection里面的方法是List与Set共有的。

Collection是最基本的集合接口，声明了适用于JAVA集合（只包括Set和List）的通用方法。 Set 和List 都继承了Conllection。

1.1 Collection接口的方法：

可以通过下面的博客来学习。

--（转自：https://blog.csdn.net/speedme/article/details/22398395）【没有问过大佬，如果不希望我引用，请告诉我】

1.2List（列表）:   extends Collection (java.util.List)

1.List的特点：

a. List是有序的集合，存储元素与取出元素的顺序是一致的。

b. 有索引，包含带有索引的方法。

c. 允许有重复值。

d. 可以存储null值。

2.List的方法：

返回值	方法	说明
void	add（int index，E element）	添加元素在index位置上
E	get（int index）	返回指定位置的元素
E	remove（int index，E element）	删除index位置上的元素，并把元素值返回
E	set（int index，E element）	替换index位置元素，并把被替换的元素值返回

List主要有三种（应该是常被问到的，Vector好像用的比较少）：ArrayList、LinkedList与Vector

1.2.1ArrayList：

1.底层实现：数组

数组的特点：查询快，增删慢。

2.ArrayList特点：

a.List接口由可变数组实现。那么问题就来了，如何实现动态扩容。

这篇文章是我学习的动态扩容：https://www.jianshu.com/p/38e3d67bcc26

（大致的步骤应该是：

1.初始化ArrayList，默认初始容量为10。

注：构造方法我就没复制粘贴了，大家一看链接文章或者自己进入到ArryList里的代码就知道了，很好理解。

2.添加元素，添加元素的时候判断ArrayList的数组容量是否还够添加[add（）里面带有判断size的方法。]

3.如果需要扩容就增加数组长度的一般，就是上面文章说的1.5倍。

//这就是1.5倍的由来--建议大家按照代码流程走一遍会有新感受。

注：文章中的代码截图仔细阅读有助于理解。

）

b.在扩容后会有数组复制。

c.在强调一遍：可以存储null值。

d.ArrayList非线程安全，实现不是同步的。

3.ArrayList方法：

https://blog.csdn.net/u010890358/article/details/80515284（有大佬写了我就不用再费事了）

1.2.2LinkedList：

1.底层实现：是一个双向链表。

链表特点：查询慢，增删快。

2.LinkedList特点：

a.LinkedList由链表实现。

b.可以存储null值。emmm（我是话唠，再强调一遍）

c.LinkedList非线程安全，实现不是同步的。

2.LinkedList方法：

https://blog.csdn.net/maihilton/article/details/80886655

值得注意的是：add()方法实际等效于addLast()方法;

addFirst()等效于push()方法；

removeFirst()等效于pop()方法。

1.2.3Vector：

底层也是数组实现的，与ArrayList不同，Vector是同步的，所以Vector效率低，使用的也比较少。

1.3Set（集合）:    extends Collection  (java.util.Set)

Set特点：

a.是一个不包含重复元素的集合

b.无索引方法

c.不能使用for循环。

1.3.1HashSet：

1.HashSet特点：

a.底层是一个哈希表（用了哈希表的key），查询速度快。

b.不能保证顺序。

c.允许有null值。

d.实现是不同步的。

e.确保不重复的方法：调用add方法时，add方法调用hashCode方法与equals方法，来判断是否重复。

学好了哈希表的结构，HashSet就可以学会了。

2.LinkedHashSet：

底层是哈希表+链表实现。

实际上就是哈希表的基础上多了一条链表，这条链表用来记录仪元素的存储顺序。（有顺序就可以索引）

1.3.2TreeSet：

1.TreeSet特点：

a. TreeSet中不允许使用null元素！在添加的时候如果添加null，则会抛出NullPointerException异常。

b. TreeSet是基于TreeMap实现的。TreeSet中的元素支持2种排序方式：自然排序 或者 根据创建TreeSet 时提供的 Comparator 进行排序。这取决于使用的构造方法。

c. TreeSet是非同步的方法。 它的iterator 方法返回的迭代器是fail-fast的。

d. TreeSet不支持快速随机遍历，只能通过迭代器进行遍历！
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HashSet与TreeSet的具体方法可以看下面大佬的文章：https://blog.csdn.net/u010648555/article/details/60573808

注：HashSet与TreeSet在学习的时候应该与HashMap与TreeMap联合在一起看。

2.Map（双列key-value）：

Map的特点：

a.Map是双列集合。

b.key与value的类型任意。

c.key不允许重复，value允许重复。

d.key与value一一对应。

常用子类：HashMap与TreeMap

2.1HashMap：

1.底层实现：

jdk1.8之前：数组+链表

jdk1.8起：数组+链表/红黑树

假如红黑树是为了提高查询速度的。

数组结构：把元素进行了分组（相同哈希值是一组）。初始容量为16

链表/红黑树：吧相同的哈希值的元素连接到一起。当链表长度大于8时，转换为红黑树。

本图是数组+链表/红黑树示意图

图片来源：https://xinxingastro.github.io/2018/05/11/Java/HashMap%E5%BA%95%E5%B1%82%E5%AE%9E%E7%8E%B0%E5%8E%9F%E7%90%86/

本图是每个位置存值的示意图（我最开始一直不了解数组里到底有没有存key-value）：

图片来源：https://www.cnblogs.com/little-fly/p/7344285.html

HashMap采用Entry数组来存储key-value对，每一个键值对组成了一个Entry实体，Entry类实际上是一个单向的链表结构，它具有Next指针，可以连接下一个Entry实体，依次来解决Hash冲突的问题。

哈希表的数组是一个Entry数组。

Entry数组里面有的变量和构造函数如下：

一个Entry实际上就是一个节点。指向后面的链表。

hash值的计算我就不截图了，大家可以参考：https://www.jianshu.com/p/70f6207e7bf0

HashMap的默认值：

比如数组默认长度16：static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4;

2.常用方法：

1.添加元素put

注意这一句：

if(key==null)                         //如果key为null，则放入数组0号索引位置。

return putForNullKey(Value);

想要更具体的了解一些方法可以参考：https://www.jianshu.com/p/3bf097f4cf0a

在put这里有一个面试问题就是问你put()与get()的工作原理：

理解了它自身的实现流程就可以很好的答出这个问题了。

不过我觉得大家可以参考这篇文章：https://blog.csdn.net/mbshqqb/article/details/79799009

看完了就会有更深的体会。对于HashMap讲解的很全面。真的真的写的非常好。

2.遍历：

一种是使用keySet方法，另一种就是用entrySet。。。

keySet：

1.把Map中所有key取出来存储到Set集合中

Set<String> set=map.keySet();

2.使用迭代器/增强for循环 遍历set集合

Iterator<String> it=set.iterator();

while(it.hashNext){

String key=it.next();

String value=map.get(key);

System.out,println(key+"---"+value);

}

entrySet:

1.使用entrySet方法，把map中的entry对象取出放到set中。

 Map<String,String> map=new HashMap<>();
 Set<Map.Entry<String,String>> set=map.entrySet();

2.遍历set集合，获取entry对象。

 Iterator<Map.Entry<String,String>> it=set.iterator();
 while(it.hasNext()){
     Map.Entry<String,String> entry =it.next();
     String key=entry.getKey();
     String value=entry.getValue();
 }

3.entry对象中有getKey()与getValue()两种方法获取键值。

3.HashMap、HashTable与CurrentHashMap的区别：

HashMap线程不安全，但是效率高。允许存储null值（键值都可以）-----继承AbstractMap类

HashTable能够保证线程安全，但是效率低（使用了synchronized保证方法线程安全）。不允许存储null（键值都不可以）------继承Dictionary类

CurrentHashMap就是保证在二者之间的一个改进。

（后面再写吧 这篇文章写的太多了，也可以参考：https://www.cnblogs.com/-new/p/7496323.html）

2.2TreeMap：

直接引用大佬的文章：全面讲解，无需多嘴。

https://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3310928.html