Java集合是什么？

今天书生带来关于java集合的文章

首先：关于Java的集合，什么是集合？

1、集合类存放于java.util包中。

2、集合类型主要有3种：set(集）、list(列表）和map(映射)。

3、集合存放的都是对象的引用，而非对象本身。所以我们称集合中的对象就是集合中对象的引用。

简单来讲：集合就是一个放数据的容器，准确的说是放数据对象引用的容器。

有几个要注意的点：

①集合只能存放对象。比如你存入一个int型数据66放入集合中，其实它是自动转换成Integer类后存入的，Java中每一种基本数据类型都有对应的引用类型。

②集合存放的都是对象的引用，而非对象本身。所以我们称集合中的对象就是集合中对象的引用。对象本身还是放在堆内存中。

③集合可以存放不同类型，不限数量的数据类型。

再了解一下它的框架体系：

总的来说，集合是可分为三大体系：Set，List，Map，其中Set是无序的，不可重复的；List是有序的，可重复的；Map则是key-value具有映射关系的集合。

首先，整个框架体系的基础支撑，是Iterator(迭代器)，迭代器是一种设计模式，是一个对象，可用于遍历元素，元素被访问的顺序取决于集合的实现类，在java中Iterator功能较为简单且是单向的。

但凡实现了 Iterable 接口的类都支持使用 for each 语句循环，因此标准集合类库都允许使用 for each 语句循环。在实现了 Iterable 接口的类中，iterator 方法用于迭代器；forEach 方法可以使用 lambda 表达式逐个处理元素；spliterator 方法用于创建一个可分割迭代器，以支持并行遍历。

public interface Iterable<T> {Iterator<T> iterator();default void forEach(Consumer<? super T> action) {Objects.requireNonNull(action);for (T t : this) {action.accept(t);}}default Spliterator<T> spliterator() {return Spliterators.spliteratorUnknownSize(iterator(), 0);}
}

再说为List设计的ListIterator，Java 以双向链表的形式实现 List。它可以从两个方向遍历List，也可以从List中插入和删除元素。而双向链表相比数组有这些特点：在指定位置插入元素时，数组需要移动该位置后的元素，双向链表不需要；删除元素时也相同。因为是双向链表，ListIterator 支持反向遍历元素。

①hasNext 判断集合中是否还有剩余的元素

②next 逐个访问元素

③hasPrevious 判断集合中是否还有打头的元素

④previous 反向逐个访问元素

⑤remove 基于遍历的方向删除元素

⑥set(e) 修改当前访问的元素

⑦add(e) 基于当前访问的元素位置插入元素

Java集合 - 知乎

接着说Collection,Collection 和 Iterator 都是泛型接口，内含操作任意集合的实用方法。为了实现 Collection 接口的方便，java.util 提供了 AbstractCollection 抽象类，以抽象常见的处理逻辑。AbstractCollection 抽象类实现了 finishToArray, hugeCapacity 方法可用于辅助扩容。

再说Conllection下的Set，List

Set：

1) Set 集合属于单列集合，不允许包含重复元素；

2) 判断元素是否重复的标准为对象的 equals 方法，存在时返回 false，不存在返回 true；

3) 元素的排序规则，由相应的实现类决定，分为无序、元素大小排序、写入顺序排序；

Set实现类：HashSet，TreeSet以及LinkedHashSet

HashSet：它是按照哈希算法来存储集合中的元素，所以具有很好的存储和查找性能。它有这些特点：不能保证元素的存放顺序，不可重复，不是线程安全的，集合元素可以使用null。当向HashSet集合存放一个元素时，HashSet会调用该对象的hashcode()方法得到该对象的hashcode值，根据这个值决定它在HashSet中的存储位置。如果两个的对象的equals（）方法返回true，但hashcode()返回值不相等，hashset会把他们存放在不同的位置，但是仍然可添加成功。存放位置由hashcode决定。

(1) HashSet 实现了 Set 接口，继承了 AbstractSet 类，由哈希表支持，看源码可以发现是一个 HashMap 实例。

(2) HashSet 不保证集合内元素的迭代顺序，特别是不保证迭代顺序永久不变，该集合运行 null 元素存在。

(3) HashSet 中的元素，作为 HashMap 键值对的 Key 存储，而 Value 由一个统一的值保存。

(4) HashSet 默认初始化大小为 16，扩容加载因子为 0.75，扩容大小为原来的一倍。即一个初始化size为16的

(5) HashSet，元素添加到12个的时候会进行扩容，扩容后的大小为32。

TreeSet:可以确保元素处于排序状态，是SortedSet接口的实现类。支持自然排序和定制排序，默认使用自然排序。会调用元素的compareTo( )方法比较大小，实现排序。TreeSet必须放入同样类的对象（默认会进行排序），否则会出现类型转换异常，可以用泛型来限制。Set的无序是指放入顺序和取出顺序不一致，TreeSet有序是指给里面的元素进行了排序。两个概念不一样。

(1) TreeSet 实现了 NavigableSet 接口，继承了AbstractSet类，由哈希表支持，看源码可以发现是一个 TreeMap 实例。

(2) TreeSet 中的元素有序的，排序规则遵照元素本身的大小进行排序，元素不能重复。

(3) TreeSet 中的元素，作为 TreeMap 键值对的 Key 存储，而 Value 由一个统一的值保存。

LinkedHashSet:

(1) LinkedHashSet实现了 Set 接口，继承了HashSet类，由哈希表支持，看源码可以发现是一个LinkedHashMap 实例。

(2) LinkedHashSet中的元素有序的，排序规则遵照元素写入顺序进行排序，元素不能重复。

(3) LinkedHashSet 中的元素，作为 LinkedHashMap 键值对的 Key 存储，而 Value 由一个统一的值保存。

List：

1) List 集合属于单列、有序的、允许元素重复、可以为 null 的集合；

2) List 接口的实现类主要有三种：ArrayList、LinkedList、Vector。

List允许使用重复元素，可以通过索引来访问指定位置的集合元素。默认按添加顺序设置元素的索引。

Collection接口—（extends）—>List接口—（implement）—>ArrayList类

ArrayList:

(1) ArrayList 实现了 List 接口，继承了 AbstractList 类，由一个 Object[] 实例实现，即底层为数组结构；

(2) 默认初始化长度为 10，扩容规则为 0.5倍的原容量加1，即一次扩容后的长度为 16；

(3) 特点：查询速度快，添加、删除相对于LinkedList较慢、线程不同步(不安全)。

LinkedList:

(1) LinkedList 实现了 List 接口，继承了 AbstractSequentialList 类，由一个 Node 节点链表实现，即底层为链表结构；

(2) 由于LinkedList 数据结构为链表，无预扩容机制；

(3) 特点：添加、删除速度快，查询相对于ArrayList较慢、线程不同步(不安全)。

Vector:

(1) Vector实现了 List 接口，继承了 AbstractList 类，由一个 Object[] 实例实现，即底层为数组结构；

(2) 默认初始化长度为 10，扩容加载因子为 1，当元素长度大于原容量时进行扩容，默认为 10，一次扩容后容量为 20；

(3) 特点：线程安全，但是速度慢；在实现的方法上，用 synchronized 关键字进行了修饰，即在方法上实现了同步锁。

框架体系图左边刨析完了，再说右边的Map、HashMap、TreeMap、LinkedHashMap

Map：Map映射是符号表的一种，用于储存和操纵键值对。

(1) Map 集合属于双列Key-value键值对的集合，Key不允许重复，是否允许为 null 根据实现类而定，Value 随意；

(2) Map 接口的实现类主要有三种：HashMap、LinkedHashMap、TreeMap

HashMap:

(1) HashMap实现了 Map接口，继承了 AbstractMap类，数据结构采用的位桶数组，底层采用链表或红黑树进行存储；

(2) 默认初始化长度为 16，扩容加载因子为 0.75，一旦大于 0.75*16之后，就会调用resize()进行扩容，扩容2倍，即32；

(3) JDK1.7中，数据结构采用：位桶数组+链表结构；JDK1.8中，数据结构采用：位桶数组+(链表/红黑树)；

(4) 支持克隆，无序，线程不同步，非线程安全。

TreeMap:

(1) TreeMap实现了 NavigableMap接口，继承了 AbstractMap 类；

(2) 数据结构基于红黑树实现；

(3) 该映射根据其键的自然顺序进行排序，或者根据创建映射时提供的 Comparator 进行排序，具体取决于使用的构造方法；

(4) 无初始化长度；

(5) 支持克隆，有序，线程不同步，非线程安全。

LinkedHashMap:
(1) LinkedHashMap 实现了 Map 接口，继承了 HashMap 类。

(2) 迭代顺序由 accessOrder 属性的决定，默认为 false，以插入顺序访问；设置为 true 则按上次读取顺序访问(每次访问元素时会把元素移动到链表末尾方便下次访问，结构会时刻变化)。

(3) 默认初始化长度为 16，扩容加载因子为 0.75，一旦>0.75*16之后，就会调用resize(）进行扩容，与HashMap一致；

(4) 支持克隆，有序，线程不同步，非安全。

好了，本文到此结束，希望对大家有所帮助。

参考文章：https://zhuanlan.zhihu.com/p/65503038

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