Java中的Collection框架详解

经常会看到程序中使用了记录集，常用的有Collection、HashMap、HashSet、ArrayList，因为分不清楚它们之间的关系，所以在使用时经常会混淆，以至于不知道从何下手。在这儿作了一个小例子，希望有助于帮大家理顺思路。
首先看一下它们的关系：
Collection
--List：-----------------------以特定次序存储元素。所以取出来的顺序可能和放入顺序不同。
      ---ArrayList
      ---LinkedList
      ---Vector
--Set ：----------------------- 不含有重复的元素
      --- HashSet
      --- TreeSet
Map
      ---HashMap
      ---HashTable
      ---TreeMap
补充：
   List，Set，Map将存入的数据一律视为Object类型。
   Collection、List、Set、Map都是接口，不能实例化。继承自它们的 ArrayList, Vector, HashTable,HashMap是具象class，这些才可被实例化。
   vector不进行边界检查。
   接下来看一下具体的实例：
Collection
   定义一个Collection对象，指向其子类一个新创建的实例：
   Collection c = new ArrayList()此即所谓的"父类引用指向子类对象"，后面只要使用c即可代表新创建的ArrayList。接下来给它赋值。
       c.add("06S030014");
       c.add("hit");
       c.add("cs");
       c.add("wh");
   然后如何取出来哪，实现了Collection接口的子类都有一个iterator()方法，通过调用该方法可以返回Iterator类型的一个对象，使用该对象即可取出所要的值。代码如下：
   Iterator it=c.iterator()
   String s = (String)it.next();
这只是取出其中的一条数据，要想把所有的都取出来，可以用循环
      for(Iterator it=c.iterator();it.hasNext();){
             String s = (String)it.next();
      }

实现了Collection接口的子类都可以用类似上述的方法存取数据。
HashMap
   HashMap不同于Collection，它的对象没有iterator()方法，但它有一个values()方法，调用此方法后返回的是Collection对象，通过返回的对象可调用iterator()方法，从而实现取数据。
   还有一个get()方法也可以获得数据，但只能取出单条记录。看下面的例子
       HashMap hm1 = new HashMap();
       book bk1 = new book("001","java学习","高等教育");
       book bk2 = new book("002","tomcat配置","清华大学出版社");
       book bk3 = new book("003","jsp","机械工业");
       hm1.put("book1",bk1);
       hm1.put("book2",bk2);
       hm1.put("book3",bk3);
   其中book是书籍类，有三个属性：bookid，bookname，bookpub。具体代码见附件。
   调用put()方法将book的三个对象存入HashMap中，对应的名字分别为book1，book2，book3
   取数据的两种方法
      第一种
                Iterator itt = hm1.values().iterator();
                book bkex = (book) itt.next();
                取出的是第一条记录，在此注意的是后存的先取[至于为什么我也说不清楚]
      第二种
            book tempbook =(book)hm1.get("book3");
            这样可以直接根据名字取出对应的记录。

以上是来自互联网的一些经验，希望能对大家有所帮助。
附件是例子的完整代码。
一下是关于线性表，链表，哈希表的详细介绍，资料来源于互联网。看了之后会更有助于加深对他们的了解！线性表，链表，哈希表是常用的数据结构，在进行Java开发时，JDK已经为我们提供了一系列相应的类来实现基本的数据结构。这些类均在
java.util包中。本文试图通过简单的描述，向读者阐述各个类的作用以及如何正确使用这些类。   
  
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listIterator()方法，返回一个ListIterator接口，和标准的
Iterator接口相比，ListIterator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



面试题答案
Collection 和 Collections的区别。
Collections是个java.util下的类，它包含有各种有关集合操作的静态方法。
Collection是个java.util下的接口，它是各种集合结构的父接口。
List, Set, Map是否继承自Collection接口? List，Set是 Map不是
ArrayList和Vector的区别。
一.同步性:Vector是线程安全的，也就是说是同步的，而ArrayList是线程序不安全的，不是同步的
二.数据增长:当需要增长时,Vector默认增长为原来一培，而ArrayList却是原来的一半
HashMap和Hashtable的区别
一.历史原因:Hashtable是基于陈旧的Dictionary类的，HashMap是Java 1.2引进的Map接口的一个实现
二.同步性:Hashtable是线程安全的，也就是说是同步的，而HashMap是线程序不安全的，不是同步的
三.值：只有HashMap可以让你将空值作为一个表的条目的key或value