HashTable,HashMap,LIST,SET,MAP的區別和聯繫

Collection:List、Set
Map:HashMap、HashTable

如何在它們之間選擇


一、Array , Arrays

Java所有“存儲及隨機訪問一連串對象”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態改變。
array還有一個缺點是,無法判斷其中實際存有多少元素,length只是告訴我們array的容量。

2、Java中有一個Arrays類,專門用來操作array
      arrays中擁有一組static函數,
equals():比較兩個array是否相等。array擁有相同元素個數,且所有對應元素兩兩相等。
fill():將值填入array中。
sort():用來對array進行排序。
binarySearch():在排好序的array中尋找元素。
System.arraycopy():array的複製。


二、Collection , Map

若撰寫程序時不知道究竟需要多少對象,需要在空間不足時自動擴增容量,則需要使用容器類庫,array不適用。

1、Collection 和 Map 的區別

容器內每個爲之所存儲的元素個數不同。
Collection類型者,每個位置只有一個元素。
Map類型者,持有 key-value pair,像個小型數據庫。

2、各自旗下的子類關係

Collection
      --List:將以特定次序存儲元素。所以取出來的順序可能和放入順序不同。
            --ArrayList / LinkedList / Vector
      --Set : 不能含有重複的元素
            --HashSet / TreeSet
Map
      --HashMap
      --HashTable
      --TreeMap

3、其他特徵

*    List,Set,Map將持有對象一律視爲Object型別。
*    Collection、List、Set、Map都是接口,不能實例化。
     繼承自它們的 ArrayList, Vector, HashTable, HashMap是具象class,這些纔可被實例化。
*    vector容器確切知道它所持有的對象隸屬什麼型別。vector不進行邊界檢查。


三、Collections

Collections是針對集合類的一個幫助類。提供了一系列靜態方法實現對各種集合的搜索、排序、線程完全化等操作。
相當於對Array進行類似操作的類——Arrays。
如,Collections.max(Collection coll); 取coll中最大的元素。
      Collections.sort(List list); 對list中元素排序

四、如何選擇?

1、容器類和Array的區別、擇取
     *    容器類僅能持有對象引用(指向對象的指針),而不是將對象信息copy一份至數列某位置。
     *    一旦將對象置入容器內,便損失了該對象的型別信息。

2、
    *    在各種Lists中,最好的做法是以ArrayList作爲缺省選擇。當插入、刪除頻繁時,使用LinkedList();
       Vector總是比ArrayList慢,所以要儘量避免使用。
    *    在各種Sets中,HashSet通常優於HashTree(插入、查找)。只有當需要產生一個經過排序的序列,才用TreeSet。
       HashTree存在的唯一理由:能夠維護其內元素的排序狀態。
    *    在各種Maps中
       HashMap用於快速查找。
    *    當元素個數固定,用Array,因爲Array效率是最高的。

結論:最常用的是ArrayList,HashSet,HashMap,Array。


注意:

1、Collection沒有get()方法來取得某個元素。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元素。使用數字來選擇一堆對象中的一個,get(0)...。(add/get)
4、一般使用ArrayList。用LinkedList構造堆棧stack、隊列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key/value。
     HashMap會利用對象的hashCode來快速找到key。
    
*    hashing
         哈希碼就是將對象的信息經過一些轉變形成一個獨一無二的int值,這個值存儲在一個array中。
         我們都知道所有存儲結構中,array查找速度是最快的。所以,可以加速查找。
      
         發生碰撞時,讓array指向多個values。即,數組每個位置上又生成一個槤表。

6、Map中元素,可以將key序列、value序列單獨抽取出來。
使用keySet()抽取key序列,將map中的所有keys生成一個Set。
使用values()抽取value序列,將map中的所有values生成一個Collection。

爲什麼一個生成Set,一個生成Collection?那是因爲,key總是獨一無二的,value允許重複。

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特別介紹1:HashTable VS HashMap
 
HashTable的應用非常廣泛,HashMap是新框架中用來代替HashTable的類,也就是說建議使用HashMap,不要使用HashTable。
 
這裏簡單分析他們的區別。 
1.HashTable的方法是同步的,HashMap未經同步,所以在多線程場合要手動同步HashMap這個區別就像Vector和ArrayList一樣。(最主要的區別)

2.HashTable不允許null值(key和value都不可以),HashMap允許null值(key和value都可以,只容許有一個null值的key,可以有多個null值的value)。

3.HashTable有一個contains(Object value),功能和containsValue(Object value)功能一樣。

4.HashTable使用Enumeration,HashMap使用Iterator。

以上只是表面的不同,它們的實現也有很大的不同。

5.HashTable中hash數組默認大小是11,增加的方式是 old*2+1。HashMap中hash數組的默認大小是16,而且一定是2的指數。

6.哈希值的使用不同,HashTable直接使用對象的hashCode,代碼是這樣的:
int hash = key.hashCode();
int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
而HashMap重新計算hash值,而且用與代替求模:
int hash = hash(k);
int i = indexFor(hash, table.length);
static int hash(Object x) {
   int h = x.hashCode();

   h += ~(h << 9);
   h ^= (h >>> 14);
   h += (h << 4);
   h ^= (h >>> 10);
   return h;
}
static int indexFor(int h, int length) {
   return h & (length-1);
}
以上只是一些比較突出的區別,當然他們的實現上還是有很多不同的,比如
HashMap對null的操作。
 
特別介紹2:ArrayList VS Vector VS LinkList

VECTOR是每個操作都同步的,如果你覺得集合中的數據安全性要求很高那就用VECTOR

ARRAYLIST並不是線程安全的,除了這點,跟VECTOR沒什麼差別,都是通過數組的方式來實現一個集合

LINKLIST跟ARRAYLIST的區別是,LINKLIST是用鏈表的方式實現的集合,所以在LIST的增、刪、迭代等幾個操作上,與ARRAYLIST速度有所差別。如果一個LIST需要頻繁做刪除操作的話應該選擇LINKLIST,

ArrayList適合隨機訪問
LinkedList纔是適合順序訪問的鏈 但是其元素的增減比ArrayList高.

特別介紹3:HashSet VS TreeSet

兩者區別的形象展示:假設輸入值的順序爲:1,4,3,1,用HashSet輸出的順序爲:1,4,3(可能);用TreeSet輸出的順序爲:1,3,4(如Windows的文件夾,不能重複,且有順序)。

HashSet

此類實現 Set 接口,由哈希表(實際上是一個 HashMap 實例)支持。它不保證集合的迭代順序;特別是它不保證該順序恆久不變。此類允許使用 null 元素。
此類爲基本操作提供了穩定性能,這些基本操作包括 add、remove、contains 和 size,假定哈希函數將這些元素正確地分佈在桶中。對此集合進行迭代所需的時間與 HashSet 實例的大小(元素的數量)和底層 HashMap 實例(桶的數量)的“容量”的和成比例。因此,如果迭代性能很重要,則不要將初始容量設置得太高(或將加載因子設置得太低)。
注意:HashSet要重寫hashCode和equals方法。

我們應該爲要存放到散列表的各個對象定義hashCode()和equals();
import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;

public class HashSetTest {
         public static void main(String[] args)
         {
                 HashSet hs=new HashSet();
                
                 hs.add(new Student(1,"zhangsan"));
                 hs.add(new Student(2,"lishi"));
                 hs.add(new Student(3,"wangwu"));
                 hs.add(new Student(1,"zhangsan"));
                
                 Iterator it=hs.iterator();
                 while(it.hasNext())
                 {
                         System.out.println(it.next());
                 }
         }
}
class Student         //HashSet要重寫hashCode和equals方法
{
         int num;
         String name;
  

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