Collection ├List
│├LinkedList
│├ArrayList
│└Vector │
└Stack └Set
Map
├Hashtable ├HashMap
└WeakHashMap
Collection
接口
Collection
是最基本的集合接口，一个
Collection
代表一组
Object
，即
Collection
的元素（
Elements
）。一些
Collection
允许相同的元素而另一些不行。一些能排序而另一些不行。
Java SDK
不提供直接继承自
Collection
的类，
Java SDK
提供的类都是继承自
Collection
的
“
子接口
”
如
List
和
Set
。
所有实现
Collection
接口的类都必须提供两个标准的构造函数：无参数的构造函数用于创建一个空的
Collection
，有一个
Collection
参数的构造函数用于创建一个新的
Collection
，这个新的
Collection
与传入的
Collection
有相同的元素。后
一个构造函数允许用户复制一个
Collection
。
如何遍历
Collection
中的每一个元素？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
}
由
Collection
接口派生的两个接口是
List
和
Set
。
List
接口
List
是有序的
Collection
，使用此接口能够精确的控制每个元素插入的位置。用户能够使用索引（元素在
List
中的位置，类似于数组下标）来访问
List
中的元素，这类似于
Java
的数组。
和下面要提到的
Set
不同，
List
允许有相同的元素。
除了具有
Collection
接口必备的
iterator()
方法外，
List
还提供一个
list
Iterator()
方法，返回一个
List
Iterator
接口，和标准的
Iterator
接口相比，
List
Iterator
多了一些
add()
之类的方法，允许添加，删除，设定元素，还能向前或向后遍历。
实现
List
接口的常用类有
LinkedList
，
ArrayList
，
Vector
和
Stack
。
LinkedList
类
LinkedList
实现了
List
接口，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。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
类
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。
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。
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。
和
LinkedList
一样，
ArrayList
也是非同步的（
unsynchronized
）。
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。
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
接口
Set
是一种不包含重复的元素的
Collection
，即任意的两个元素
e1
和
e2
都有
e1.equals(e2)=false
，
Set
最多有一个
null
元素。
很明显，
Set
的构造函数有一个约束条件，传入的
Collection
参数不能包含重复的元素。
请注意：必须小心操作可变对象（
Mutable Object
）。如果一个
Set
中的可变元素改变了自身状态导致
Object.equals(Object)=true
将导致一些问题。
Map
接口
请注意，
Map
没有继承
Collection
接口，
Map
提供
key
到
value
的映射。一个
Map
中不能包含相同的
key
，每个
key
只能映射一个
value
。
Map
接口提供
3
种集合的视图，
Map
的内容可以被当作一组
key
集合，一组
value
集合，或者一组
key-value
映射。
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
。
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
initial capacity
和
load factor
两个参数调整性能。通常缺省的
load factor 0.75
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
和
equals
方
法。
hashCode
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。
Hashtable
是同步的。
HashMap
类
HashMap
和
Hashtable
类似，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。
WeakHashMap
类
WeakHashMap
是一种改进的
HashMap
，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。
总结
如果涉及到堆栈，队列等操作，应该考虑用
List
，对于需要快速插入，删除元素，应该使用
LinkedList
，如果需要快速随机访问元素，应该使用
ArrayList
。
如果程序在单线程环境中，或者访问仅仅在一个线程中进行，考虑非同步的类，其效率较高，如果多个线程可能同时操作一个类，应该使用同步的类。
要特别注意对哈希表的操作，作为
key
的对象要正确复写
equals
和
hashCode
方法。
尽量返回接口而非实际的类型，如返回
List
而非
ArrayList
，这样如果以后需要将
ArrayList
换成
LinkedList
时，客户端代码不用改变。这就是针对抽象编程