一、概述

在JAVA的util包中有两个所有集合的父接口Collection和Map,它们的父子关系： 

+Collection 这个接口extends自 --java.lang.Iterable接口
 ├+List(接口 代表有序，可重复的集合。列表）
 │├ ArreyList     (Class 数组，随机访问，没有同步，线程不安全)--基于数组的
 │├+Vector        (Class 数组              同步        线程全)--基于数组的

 ││└ Stack       (Class)

 │└ LinkedList    (Class  链表   插入删除   没有同步   线程不安全)
 └+Set（接口 不能含重复的元素。仅接收一次并做内部排序，集）--基于HashMap，key为存储项，

 ││                                                            所以不能重复
 │├ HashSet        (Class）
 │├ LinkedHashSet  (Class）
 │└ TreeSet        (Class）

+Map(接口)
 ├ +Map(接口 映射集合)
 │ ├ HashMap  (Class 不同步，不安全。除了不同和允许使用null键值之外，与Hashtable大致相同)
 │ ├ Hashtable(Class 同步  ，线程安全。不允许实施null键值)
 │ ├+SortedMap 接口
 │ │   ├ TreeMap         (Class)
 │ ├ WeakHashMap(Class HashMap的改进，如果一个key不再被外部所引用，那么该key可以被GC回收)

二、Collection

    Collection是最基本的集合接口，派生的两个接口是 List 和 Set 。 List 按对象进入的顺序保存对象，不做排序或编辑操作。 Set 对每个对象只接受一次，并使用自己内部的排序方法 ( 通常，你只关心某个元素是否属于 Set, 而不关心它的顺序-- 否则应该使用 List)。

    Collection的通用遍历:

　　不论 Collection 的实际类型如何，它都支持一个iterator() 的方法，该方法返回一个迭代子，使用该迭代子即可逐一访问 Collection 中每一个元素。典型的用法如下：

Iterator it = collection.iterator(); // 获得一个迭代子  
　　while(it.hasNext()) {  
　　　Object obj = it.next(); // 得到下一个元素  
}

    List也是接口，继承自Collection接口，它的实现类包括ArrayList、Vector与LinkedList。List的次序是List最重要的特点，是有序的，它保证维护元素特定的顺序。

    ArrayList与Vector是基于Array的，其实就是封装了Array所不具备的一些功能方便我们使用，它不可能走入Array的限制。性能也就不可能超越Array。所以，在可能的情况下，我们要多运用Array。另外很重要的一点就是Vector“sychronized”的，这个也是Vector和ArrayList的唯一的区别。

    1. ArrayList类

    1) ArrayList实现了可变大小的数组。它允许所有元素，包括null。ArrayList没有同步。
    2) size，isEmpty，get，set方法运行时间为常数。但是add方法开销为分摊的常数，添加n个元素需要O(n)的时间。其他的方法运行时间为线性。
    3) 每个ArrayList实例都有一个容量（Capacity），即用于存储元素的数组的大小。这个容量可随着不断添加新元素而自动增加，但是增长算法 并没有定义。当需要插入大量元素时，在插入前可以调用ensureCapacity方法来增加ArrayList的容量以提高插入效率。
    4)由数组实现的List。允许对元素进行快速随机访问，但是向List中间插入与移除元素的速度很慢。ListIterator只应该用来由后向前遍历ArrayList,而不是用来插入和移除元素。因为那比LinkedList开销要大很多。

    2. Vector类
　　Vector非常类似ArrayList，但是Vector是同步的。由 Vector创建的Iterator，虽然和ArrayList创建的Iterator是同一接口，但是，因为Vector是同步的，当一个 Iterator被创建而且正在被使用，另一个线程改变了Vector的状态（例如，添加或删除了一些元素），这时调用Iterator的方法时将抛出 ConcurrentModificationException，因此必须捕获该异常。

    3. LinkedList类
　　LinkedList实现了List接口，不是基于Array的，类似于数据结构中的单链表，所以不受Array性能的限制，允许null元素。此外LinkedList提供额外的get，remove，insert方法在 LinkedList的首部或尾部。如下列方法：addFirst(), addLast(), getFirst(), getLast(), removeFirst() 和 removeLast(), 这些方法 （没有在任何接口或基类中定义过）。这些操作使LinkedList可被用作堆栈（stack），队列（queue）或双向队列（deque）。
　　注意LinkedList没有同步方法。如果多个线程同时访问一个List，则必须自己实现访问同步。一种解决方法是在创建List时构造一个同步的List：
　　List list = Collections.synchronizedList(new LinkedList(...));

ArrayList和LinkedList的区别。

1.ArrayList是实现了基于动态数组的数据结构，LinkedList基于链表的数据结构。

2.对于随机访问get和set，ArrayList觉得优于LinkedList，因为LinkedList要移动指针。

3.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。

如果熟悉数据结构的同学，就会一下明白，ArrayList就是线性表的顺序表示，LinkedList就是线性表的链表表示。

    4. Stack 类
　　Stack继承自Vector，实现一个后进先出的堆栈。Stack提供5个 额外的方法使得Vector得以被当作堆栈使用。基本的push和pop方法，还有peek方法得到栈顶的元素，empty方法测试堆栈是否为 空，search方法检测一个元素在堆栈中的位置。Stack刚创建后是空栈。

    Set也是接口，同样继承与Collection接口。与List不同，它是无序的，不能重复的。之所以不能重复是因为Set是基于HashMap实现的，这个就是Set和List的根本区别。HashSet的存储方式是把HashMap中的Key作为Set的对应存储项。看看HashSet的add（Object obj）方法的实现就可以一目了然了。

public boolean add(Object obj){
    return map.put(obj, PRESENT) == null;
}

    Set的实现类包括HashSet、TreeSet与LinkedHashSet。

    1. HashSet 

     为快速查找设计的Set。存入HashSet的对象必须定义hashCode()。 
    2. TreeSet 

     保存次序的Set, 底层为树结构。使用它可以从Set中提取有序的序列。 
    3. LinkedHashSet 

     具有HashSet的查询速度，且内部使用链表维护元素的顺序（插入的次序）。于是在使用迭代器遍历Set时，结果会按元素插入的次序显示。

二、Map

    Map是无序的，其实现类主要包括HashMap、HashTable、WeakHashMap、TreeMap与IdentifyHashMap。

    1.  Hashtable类
　　Hashtable继承Map接口，实现一个key-value映射的哈希表。任何非空（non-null）的对象都可作为key或者value。Hashtable是同步的。

　　添加数据使用 put(key, value) ，取出数据使用get(key) ，这两个基本操作的时间开销为常数。
Hashtable 通过初始化容量 (initial capacity) 和负载因子 (load factor) 两个参数调整性能。通常缺省的 load factor0.75 较好地实现了时间和空间的均衡。增大 load factor 可以节省空间但相应的查找时间将增大，这会影响像get 和 put 这样的操作。
使用 Hashtable 的简单示例如下，将 1 ，2 ，3 放到 Hashtable 中，他们的 key 分别是 ”one” ， ”two” ， ”three” ：
　　　　 Hashtable numbers =new Hashtable();
　　　　 numbers.put(“one”, new Integer(1));
　　　　 numbers.put(“two”, new Integer(2));
　　　　 numbers.put(“three”, new Integer(3));
　　要取出一个数，比如 2 ，用相应的 key ：
　　　　 Integer n = (Integer)numbers.get(“two”);
　　　　 System.out.println(“two= ”+ n);
　 　由于作为 key 的对象将通过计算其散列函数来确定与之对应的 value 的位置，因此任何作为 key 的对象都必须实现 hashCode 方法和 equals 方法。 hashCode 方法和 equals 方法继承自根类 Object ，如果你用自定义的类当作 key 的话，要相当小心，按照散列函数的定义，如果两个对象相同，即 obj1.equals(obj2)=true ，则它们的 hashCode 必须相同，但如果两个对象不同，则它们的 hashCode 不一定不同，如果两个不同对象的 hashCode 相同，这种现象称为冲突，冲突会导致操作哈希表的时间开销增大，所以尽量定义好的 hashCode() 方法，能加快哈希表的操作。
　　如果相同的对象有不同的 hashCode ，对哈希表的操作会出现意想不到的结果（期待的 get 方法返回null ），要避免这种问题，只需要牢记一条：要同时复写 equals 方法和 hashCode 方法，而不要只写其中一个

    2.  HashMap类
　　HashMap和Hashtable类似，也是基于hash散列表的实现。不同之处在于 HashMap是非同步的，并且允许null，即null value和null key。，但是将HashMap视为Collection时 （values()方法可返回Collection），其迭代子操作时间开销和HashMap的容量成比例。因此，如果迭代操作的性能相当重要的话，不要将HashMap的初始化容量设得过高，或者load factor过低。

　　LinkedHashMap 类：类似于 HashMap ，但是迭代遍历它时，取得“键值对”的顺序是其插入次序，或者是最近最少使用 (LRU) 的次序。只比 HashMap 慢一点。而在迭代访问时发而更快，因为它使用链表维护内部次序。
    3.  WeakHashMap类 （弱键（ weak key ））
　　WeakHashMap是一种改进的HashMap，它是为解决特殊问题设计的，它对key实行“弱引用”，如果一个key不再被外部所引用，那么该key可以被GC回收。

    4. TreeMap 类
    基于红黑树数据结构的实现。查看“键”或“键值对”时，它们会被排序( 次序由 Comparabel 或 Comparator 决定 )。TreeMap 的特点在于，你得到的结果是经过排序的。 TreeMap 是唯一的带有 subMap() 方法的 Map ，它可以返回一个子树。

    5. IdentifyHashMap 类
    使用 == 代替 equals() 对“键”作比较的 hash map 。专为解决特殊问题而设计。

三、 如何选择

    1、容器类和Array的区别、择取
     容器类仅能持有对象引用（指向对象的指针），而不是将对象信息copy一份至数列某位置。
     一旦将对象置入容器内，便损失了该对象的型别信息。

    2、

    在各种Lists中，最好的做法是以ArrayList作为缺省选择。当插入、删除频繁时，使用LinkedList()；
    Vector总是比ArrayList慢，所以要尽量避免使用。
    在各种Sets中，HashSet通常优于HashTree（插入、查找）。只有当需要产生一个经过排序的序列，才用TreeSet。
    HashTree存在的唯一理由：能够维护其内元素的排序状态。
    在各种Maps中HashMap用于快速查找。
    当元素个数固定，用Array，因为Array效率是最高的。

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

注意：

1、Collection没有get()方法来取得某个元素。只能通过iterator()遍历元素。
2、Set和Collection拥有一模一样的接口。
3、List，可以通过get()方法来一次取出一个元素。使用数字来选择一堆对象中的一个，get(0)...。(add/get)
4、一般使用ArrayList。用LinkedList构造堆栈stack、队列queue。

5、Map用 put(k,v) / get(k)，还可以使用containsKey()/containsValue()来检查其中是否含有某个key/value。
HashMap会利用对象的hashCode来快速找到key。
* hashing 哈希码就是将对象的信息经过一些转变形成一个独一无二的int值，这个值存储在一个array中。
我们都知道所有存储结构中，array查找速度是最快的。所以，可以加速查找。

发生碰撞时，让array指向多个values。即，数组每个位置上又生成一个梿表。

6、Map中元素，可以将key序列、value序列单独抽取出来。使用keySet()抽取key序列，将map中的所有keys生成一个Set。
使用values()抽取value序列，将map中的所有values生成一个Collection。

为什么一个生成Set，一个生成Collection？那是因为，key总是独一无二的，value允许重复。

本文出自 “混混” 博客，请务必保留此出处http://yimaoqian.blog.51cto.com/1328422/1568262

Colloction与Map解析