java常用集合的区别与联系以及应用场景_java三大集合的区别

Java集合三大类

Java中的集合包括三大类：Set(集)、List(列表)和Map(映射)，它们都处于java.util包中，Set、List和Map都是接口，它们有各自的实现类。
Set的实现类主要有HashSet和TreeSet，List的实现类主要有ArrayList，
Map的实现类主要有HashMap和TreeMap。
Collection是最基本的集合接口，声明了适用于JAVA集合的通用方法，
List 和 Set都继承自collection接口。

（1）List概述

• 允许重复的对象。
• 可以插入多个null元素。
• 是一个有序容器，保持了每个元素的插入顺序，输出的顺序就是插入的顺序。
• 常用的实现类有 ArrayList、LinkedList 和 Vector。ArrayList 最为流行，它提供了使用索引的随意访问，而 LinkedList 则对于经常需要从 List 中添加或删除元素的场合更为合适。

（2）Set概述

• 不允许重复对象
• 无序容器，你无法保证每个元素的存储顺序，TreeSet通过 Comparator 或者 Comparable 维护了一个排序顺序。
• 只允许一个 null 元素
• Set 接口最流行的几个实现类是 HashSet、LinkedHashSet 以及 TreeSet。最流行的是基于 HashMap 实现的 HashSet；TreeSet 还实现了 SortedSet 接口，因此 TreeSet 是一个根据其 compare() 和 compareTo() 的定义进行排序的有序容器。

（3）Map概述

• Map不是collection的子接口或者实现类。Map是一个接口。
• Map的每个 Entry 都持有两个对象，也就是一个键一个值，Map可能会持有相同的值对象但键对象必须是唯一的。
• TreeMap也通过Comparator或者Comparable维护了一个排序顺序。
• Map里你可以拥有随意多个null 值但最多只能有一个null键。
• Map接口最流行的几个实现类是 HashMap、LinkedHashMap、Hashtable 和 TreeMap。（HashMap、TreeMap最常用）

集合间的区别与联系

List，Set和Map的区别

List：有序，可以存在重复元素
     集合中的对象按索引位置排序，可以有重复对象，
	 允许按照对象在集合中的索引位置检索对象。
	 
Set：无序，不允许存在重复的元素
    集合中的对象不按特定方式排序，排序方式有默认排序和定制排序，
	定制排序需要实现Comparator接口。
	与list对比，检查元素效率低下，删除和插入的效率高，插入和删除不会引起元素的位置变化。
Map：集合中的元素都包含一对键对象和值对象，键对象不可以重复，值对象可以重复。
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ArrayList、Vector和LinkedList的区别

面试题：

Q：ArrayList和LinkedList区别？

A：
（1）数据结构不同。ArrayList 底层数据结构是动态数组，LinkedList 底层数据结构是双向链表
（2）内存开销不同。如果列表很大很大，ArrayList 和 LinkedList 在内存的使用上也有所不同。
LinkedList 的每个元素都有更多开销，因为要存储上一个和下一个元素的地址。ArrayList 没有这样的开销。
（3）作用不同。ArrayList 只能用作列表；LinkedList 可以用作列表或者队列，因为它还实现了 Deque 接口。
（4）效率不同。当通过索引随机访问集合时（get和set操作，即查询和修改操作），ArrayList 比 LinkedList 的效率高，
因为 ArrayList 由于时数组结构，通过索引查询的时间复杂度是O(1)；而 LinkedList 是链表结构，通过索引查询是通过node(index)
方法遍历查找，时间复杂度是O(n)。不走索引都需要遍历集合，效率基本相同。当对集合进行增加和删除操作时（add和remove操作），
LinkedList 一般比 ArrayList 的效率高，增加元素时，LinkedList 需要根据增加的节点位置操作链表连接节点，中间节点也是需要循
环获取到的，而 ArrayList 如果超过数组长度需要进行动态扩容，在不触发 ArrayList 的动态扩容情况下，ArrayList 的效率甚至要
高于 LinkedList ；但是若触发 ArrayList 的动态扩容，LinkedList 效率要高于 ArrayList 。删除元素时， LinkedList 除了
有单独的方法移除头尾节点，其它节点都需要循环集合定位到该元素，再断连即可，ArrayList 如果是通过索引（remove(int index)方
法）查询到元素，直接获取即可；如果是通过元素值（remove(object o)方法）查询该元素，也需要循环获取元素，然后删除元素后再通过
System.arraycopy()方法将该元素的后面的元素往前移动一位；所以单就删除动作来说LinkedList 效率要高于 ArrayList。

Q：LinkedList为什么查改慢，增删快？

A：
查改慢：因为查改都需要先定位到元素，由于LinkedList 是链表结构，查询元素是通过node(index)方法遍历集合查找，
时间复杂度是O(n)。

（1）假如集合size=100，要取index=40的元素，根据源码，100>>1=50,40<50，需要从前往后循环，循环40遍取出node.item.
（2）但是如果取最前面和最后面的元素可以通过getFirst和getLast方法获取，比较快，此时时间复杂度是O(1)

增删快：增加元素时，LinkedList 需要根据增加的节点位置操作链表连接节点，中间节点也是需要循环获取到的；
删除元素时， LinkedList 除了有单独的方法移除头尾节点，其它节点都需要循环集合定位到该元素，再断连即可，
单单就增加和删除的动作来看，只需要链接新的元素，而不必修改列表中剩余的元素，无论列表尺寸如何变化，其代价大致相同。
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原文链接：https://blog.csdn.net/qq_46601365/article/details/130367911

补充：
（1）List：列表
最重要的特点就是:它保证维护元素特定的顺序，List为Collection添加了很多方法，使得能够向List中间插入语移除元素。
（2）ArrayList: 动态数组
即由数组实现的List，允许对元素进行快速随机访问，查找元素的效率较高，插入元素和删除元素效率低，因为会引起其他元素位置发生变化
（3）LinkedList: 链表，队列，堆栈
对顺序访问进行了优化，向List中间插入与删除的开销并不大，随机访问则行对较慢，（使用ArrayList代替）还有下列方法：addFirst(),addLast(),getFirst(),getLast(),removeFirst(),romoveLast().这些方法使得LinkedList可以当作堆栈，队列和双向队列使用。

HashSet、LinkedHashSet和TreeSet的区别

Set：常用于集合元素去重 。 无序,唯一
HashSet：常用于集合元素去重

底层数据结构是哈希表(数据无序,唯一)
可以放入null，但只能放入一个null，两者中的值都不能重复，如数据库中唯一约束
依赖两个方法：hashCode()和equals()来保证元素的唯一性
以哈希表的形式存放元素，插入删除速度很快
只是通用的存储数据的集合
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LinkedHashSet：常用于集合元素去重与排序

底层数据结构是链表和哈希表。(FIFO插入有序,唯一)
由链表保证元素有序
由哈希表保证元素唯一
用于保证FIFO即有序的集合(先进先出)
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TreeSet

底层数据结构是红黑树。(唯一，有序)
Treeset中的数据是自动排好序的，不允许放入null值。
通过自然排序和比较器排序保证元素有序
根据比较的返回值是否是0来决定来保证元素唯一性
主要用于排序
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HashSet与HashMap的区别

HashMap与HashTable有什么区别？对比Hashtable VS HashMap

两者都是用key-value方式获取数据。Hashtable是原始集合类之一（也称作遗留类）。HashMap作为新集合框架的一部分在Java2的1.2版本中加入。它们之间有一下区别：
　　● HashMap和Hashtable大致是等同的，除了非同步和空值（HashMap允许null值作为key和value，而Hashtable不可以）。
　　● HashMap没法保证映射的顺序一直不变，但是作为HashMap的子类LinkedHashMap，如果想要预知的顺序迭代（默认按照插入顺序），你可以很轻易的置换为HashMap，如果使用Hashtable就没那么容易了。
　　● HashMap不是同步的，而Hashtable是同步的。
　　● 迭代HashMap采用快速失败机制，而Hashtable不是，所以这是设计的考虑点。

TreeSet和TreeMap的联系和区别

与HashSet完全类似，TreeSet里面绝大部分方法都是直接调用TreeMap方法来实现的。

相同点：

• TreeMap和TreeSet都是非同步集合，因此他们不能在多线程之间共享，不过可以使用方法Collections.synchroinzedMap()来实现同步。
• 运行速度都要比Hash集合慢，他们内部对元素的操作时间复杂度为O(logN)，而HashMap/HashSet则为O(1)。
• TreeMap和TreeSet都是有序的集合，也就是说他们存储的值都是排好序的。

不同点：

最主要的区别就是TreeSet和TreeMap分别实现Set和Map接口

• TreeSet只存储一个对象，而TreeMap存储两个对象Key和Value（仅仅key对象有序）
• TreeSet中不能有重复对象，而TreeMap中value可以存在重复对象。
• TreeMap的底层采用红黑树的实现，完成数据有序的插入，排序。
  什么时候用Set什么时候用Map呢？

List,Set和Map的联系和使用场景

Collection集合适用场景分析

ArrayList和LinkedList的使用场景

• 若经常使用索引对容器中的元素进行访问，那么使用List 。如果知道索引，那么 List 的实现类比如 ArrayList 可以提供更快速的访问，因为LinkedList要移动指针。如果经常添加、删除元素的，选LinkedList。
• 对于新增和删除操作add和remove，LinedList比较占优势，因为ArrayList要移动数据。
• ArrayList是基于数组的，LinkedList是基于链表的。

Set和Map的使用场景

• 如果希望保证插入元素的唯一性，不希望出现重复值，那么可以选择一个 Set 的实现类，比如 HashSet、LinkedHashSet 或者 TreeSet。
• 所有 Set 的实现类都遵循了统一约束比如唯一性，而且还提供了额外的特性。比如 TreeSet 还是一个 SortedSet，所有存储于 TreeSet 中的元素可以使用 Java 里的 Comparator 或者 Comparable 进行排序。LinkedHashSet 也按照元素的插入顺序对它们进行存储。
• 如果是希望以键值的形式进行数据存储，那么用Map。根据需要选择Hashtable、HashMap或TreeMap。

Hashtable和HashMap的使用场景

基本的不同点是Hashtable同步，HashMap不是的。
　　所以无论什么时候有多个线程访问相同实例的可能时，就应该使用Hashtable，反之使用HashMap。非线程安全的数据结构能带来更好的性能。
　　如果在将来有一种可能，你需要按顺序获得键值对的方案时，HashMap是一个很好的选择。
　　因为有HashMap的一个子类 LinkedHashMap。所以如果你想可预测的按顺序迭代（默认按插入的顺序），
　　你可以很方便用LinkedHashMap替换HashMap，反观要是使用的Hashtable就没那么简单了。
　　同时如果有多个线程访问HashMap，Collections.synchronizedMap（）可以代替，总的来说HashMap更灵活。