1 Collection接口

Collection是最基本的集合接口，java SDK不允许其他类直接继承Collection接口，只能继承Collection的子接口List或Set接口。
以下是Collection的部分子类层次图。

Collection的部分子类层次图

1.1 List接口

List是有序的Collection，用户可以准确在任何位置进行插入或删除，只需要根据索引就可以访问其中的元素。

List的遍历方法除了Collection所提供的Interator()方法外，还有自己独有的listInterator()方法，该方法除了可以对元素进行CRUD外，还可以向前向后遍历。

• ArrayList类

ArrayList实现了可变长的数组，可以保存任何元素，包括null。

每个ArrayList实例都有一个一个容量（Capacity），即集合用于存储元素的个数，容量会随着元素的增加自动增加。在需要插入大量元素时，在插入前可以调用ensureCapacity()方法来增加ArrayList的容量以此来提高效率。

ArrayList是线程不同步的。

• LinkedList类

LinkedList实现了List接口，允许添加null元素，LinkedList还提供了独有的get、remove、insert方法进行操作，因此LinkedList可以作为stack、queue、deque来使用。

LinkedList也是线程不同步的，如果多个线程同时访问LinkedList，那么需要用户自己实现同步方法。其中一种解决方法是在创建list时构造一个同步list：
List list = Collection.synchronizedList(new LinkedList())

• Vector类

Vector实现了List接口，和ArrayList类似，只是Vector时线程同步的，当一个Vector正在被使用的时候，其它线程对其操作，将会抛出ConcurrentModificationException异常，因此用户需要对其捕获。

• Stack类

Stack继承自Vector类，实现了先进后出的堆栈。提供的五个方法使得可以作为栈来使用peek、empty、search、push、pop，其中push、pop方法可以向堆栈中添加和弹出元素，empty方法判断当前堆栈是否为空，peek方法查询当前栈顶元素并返回，search方法查找元素在堆栈中的位置。

1.2 Set接口

Set是一种不包含重复元素的Collection，且最多只有一个null元素。

• HashSet类
  HashSet类不允许出现重复元素，且是无序的，只能包含一个null元素。

• TreeSet类
  TreeSet类可以实现集合的排序，在对象向集合中添加时按照某种特定的规则去进行排序。
  当用户没有自己定义排序时，将会按照自然排序。用户若需要自定义排序只需要实现Comparator接口，并重写compare方法。

2 Map接口

Map没有继承Collection ，没有，没有，没有，重要的事需要说三遍。Map是提供key到value的映射，且key不允许重复。以下是常用的Map子类。

Map常用子类

• HashTable类

HashTable实现的Map接口，实现了一个key-value的哈希表，任何非空的元素都可以当作key或value，且是同步的。

HashTable通过init capacity和load capacity两个参数来调整性能。init capacity是初始化时的集合容量大小，而load capacity是当容量不够时自动添加的比例，缺省的大小为0.75，这样可以实现时间和空间的均衡，增大load capacity时虽然会节省空间但相应的查找时间增加。

由于key对象是通过参列表来查找对应的value值，所以当key保存对象的时候，需要用户自己在该key对象中重写equals和hashCode方法。

• HashMap类

HashMap和HashTable类似，不同之处在与HashMap不是同步的，且可以将null元素作为key或value保存。

• WeakHashMap类

WeakHashMap是一种改进的HashMap，当key不在被外部所引用时，将会被GC回收。

3 汇总

如果涉及到堆栈，队列，那么应该使用List，对于需要快速进行插入、修改、删除元素，应该优先使用LinkedList，如果只是需要对元素进行查看访问，那么应该使用ArrayList。

我们在创建一个对象时，应尽量的去返回该类型的接口，如创建ArrayList返回List，这样的好处就是当我们需要将ArrayList转换成LinkedList时将不需要改变客户端代码。

• Vector和ArrayList

  • Vector是线程安全的，而ArrayList是线程不安全的， 如果不考虑线程的安全性，那么使用ArrayList的效率会更高。

• 如果集合中的元素个数大于集合数组中的元素时，Vector每次会增加100%的长度，而ArrayList只会增加50%的长度，当需要插入大量的元素时，使用Vector更高效。

• 如果要查找某个特定的元素时，Vector和ArrayList花费的时间是相同的，若当要移动指定元素的位置时，使用LinkedList则更加节省时间。

• ArrayList和LinkedList

  • ArrayList是基于动态数组实现的数据结构，而LinkedList是基于链表实现的数据结构。

  • 当只是需要随机访问get、set方法时，使用ArrayList更快，因为LinkedList需要移动指针。

  • 当需要对集合数据斤进行增改时，LinkedList更为高效， 因为ArrayList需要移动数据。

当然如果只是对一条数据进行增改时，ArrayList会更快，如果需要对大量数据进行增改时，显然LinkedList还是比ArrayList快。