Java 容器綜述

在Java的util包中有兩個所有容器的父接口Collection和Map

容器特點：
1. 用於存儲對象
2. 長度是可變的
3. 不可以存儲基本數據類型值

Java所有“存儲及隨機訪問一連串對象”的操作，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。
2. 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。
3. Java中有一個Arrays類，專門用來操作array。

Arrays中擁有一組static函數：

若寫程序時不知道究竟需要存儲多少元素，在空間不足時希望能自動擴增容量，則要使用容器類庫，Array數組不適用。

Java容器類庫用途是保存對象，分爲2類：

Collection
一個獨立元素的序列，每個位置只有一個元素，這些元素都服從一條或多條規則。List必須按照插入的順序保存元素，Set不能有重複元素。Queue按照排隊規則來確定對象產生的順序（通常與插入的順序相同）。
Map
存儲成對的鍵值對對象，使用鍵來查找值。映射表允許使用一個對象來查找某個對象，也被稱爲關聯數組或字典。
另外，Map可以返回其所有鍵組成的Set 和其所有值組成的Collection，或其鍵值對組成的Set，並且還可以像數組一樣擴展多維Map，只需讓Map中鍵值對的每個“值”是一個Map。

迭代器是一種設計模式，它是一個對象，它可以遍歷並選擇序列中的對象，而開發人員不需要了解該序列容器的底層實現結構。迭代器通常被稱爲“輕量級”對象，因爲創建它的代價小。

Java中的Iterator功能比較簡單，並且只能單向移動：

使用iterator()要求容器返回一個Iterator。第一次調用Iterator的next()方法時，它返回序列的第一個元素。注意：iterator()方法屬於java.lang.Iterable接口，被Collection繼承。
使用next()獲得序列中的下一個元素。
使用hasNext()檢查序列中是否還有元素。
使用remove()將迭代器新返回的元素刪除。

Iterator是Java迭代器最簡單的實現，爲List設計的ListIterator具有更多的功能，它可以從兩個方向遍歷List，也可以從List中插入和刪除元素。

List接口在Collection的基礎上添加了大量的方法，使得可以在List中間插入和移除元素。
ArrayList和LinkedList都按照被插入的順序保存元素，區別在於執行某些操作時的性能。此外，LinkedList包含的操作也多於ArrayList。

ArrayList：由數組實現的List，隨機訪問元素比較快，有連續的數組空間，但是在List的中間插入和移除元素時較慢，需要大量移動內部的元素。ListIterator只應用來由後向前遍歷ArrayList，而不是用來插入和刪除元素，因爲這比LinkedList開銷要大很多。
可以把ArrayList當做“可以自動擴充自身的數組”來看待，使用ArrayList也相當簡單：創建一個實例，用add()插入對象；然後用get()訪問這些對象，此時需要索引，就像數組一樣，但是不需要方括號。ArrayList還有一個size()方法，使你知道有多少個元素添加進來，從而不會不小心因索引越界而引發錯誤。
LinkedList：在LinkedList中間插入、刪除較快，提供優化的順序訪問，隨機訪問時較慢。方法比ArrayList多，如隊列以及棧的行爲，由LinkedList提供支持。如方法addFirst()、addLast()、getFirst()、getLast()、removeFirst()、removeLast()，這些方法（沒有在任何接口或基類中定義過）使得LinkedList可以當作堆棧、隊列和雙向隊列使用。

HashSet TreeSet LinkedHashSet

每個相同的項只保存一次，即存入Set的每個元素必須是唯一的。加入Set的Object必須重寫equals()方法以確保對象的唯一性。Set與Collection有完全一樣的接口。

Hashset 存儲方式複雜，能快速定位一個元素，保證了最快的獲取速度。存入HashSet的對象必須實現hashCode()。
TreeSet 底層爲樹結構，按照升序保存對象，使用它可以從Set中提取有序的序列。
LinkedHashSet 按照添加的順序保存對象。具有HashSet的查詢速度，並且內部使用鏈表維護元素的順序（插入的次序）。在使用迭代器遍歷Set時，結果會按元素插入的次序顯示。

HashSet採用散列函數對元素進行排序，這是專門爲快速查詢而設計的；
TreeSet採用紅黑樹的數據結構進行排序元素；
LinkedHashSet內部使用散列以加快查詢速度，同時使用鏈表維護元素的次序，使得看起來元素是以插入的順序保存的。

Map主要用於存儲健值對，根據鍵得到值，因此不允許鍵重複，但允許值重複。Map.put(key,value)插入數據，Map.get(key)查找數據。不必指定Map的尺寸，因爲它會自動的調整。

Map有四個實現類，分別是HashMap Hashtable LinkedHashMap 和 TreeMap

Hashmap 是一個最常用的Map，它根據鍵的HashCode值存儲數據，根據鍵可以直接獲取它的值，具有很快的訪問速度。HashMap最多隻允許一條記錄的鍵爲Null；允許多條記錄的值爲 Null；HashMap不支持線程的同步，即任一時刻可以有多個線程同時寫HashMap，可能會導致數據的不一致。如果需要同步，可以用Collections的synchronizedMap方法使HashMap具有同步的能力。
HashMap要比較自定義對象必須重寫equals()方法和hashCode()方法。
Hashtable 與 HashMap類似，不同的是：它不允許記錄的鍵或者值爲空；它支持線程的同步，即任一時刻只有一個線程能寫Hashtable，因此也導致了Hashtale在寫入時會比較慢。
LinkedHashMap 保存了記錄的插入順序，在用Iterator遍歷LinkedHashMap時，先得到的記錄肯定是先插入的。在遍歷的時候會比HashMap慢。
TreeMap能夠把它保存的記錄根據鍵排序，默認是按升序排序，也可以指定排序比較器，當用Iterator遍歷TreeMap時，得到的記錄是排過序的。