數組和集合的定義:

數組:

數組是java語言內置的數據類型，他是一個線性的序列，所有可以快速訪問其他的元素，數組和其他語言不同，當你創建了一個數組時，他的容量是不變的，而且在生命周期也是不能改變的，還有JAVA數組會做邊界檢查，如果發現有越界現象，會報RuntimeException異常錯誤，當然檢查邊界會以效率為代價。

集合:

JAVA還提供其他集合，list，map，set，他們處理對象的時候就好像這些對象沒有自己的類型一樣，而是直接歸根于Object，這樣只需要創建一個集合，把對象放進去，取出時轉換成自己的類型就行了。

數組和集合的區別:

一、數組聲明了它容納的元素的類型，而集合不聲明。

二、數組是靜態的，一個數組實例具有固定的大小，一旦創建了就無法改變容量了。而集合是可以動態擴展容量，可以根據需要動態改變大小，集合提供更多的成員方法，能滿足更多的需求。

三、數組的存放的類型只能是一種（基本類型/引用類型）,集合存放的類型可以不是一種(不加泛型時添加的類型是Object)。

四、數組是java語言中內置的數據類型,是線性排列的,執行效率或者類型檢查都是最快的。

集合體系結構:

Collection:

├List （有序集合，允許相同元素和null）

│├LinkedList （非同步，允許相同元素和null，遍歷效率低插入和刪除效率高）

│├ArrayList （非同步，允許相同元素和null，實現了動態大小的數組，遍歷效率高，用的多）

│└Vector（同步，允許相同元素和null，效率低）

│　└Stack（繼承自Vector，實現一個后進先出的堆棧）

└Set （無序集合，不允許相同元素，最多有一個null元素）

|-HashSet(無序集合，不允許相同元素，最多有一個null元素)

Map （沒有實現collection接口，key不能重復，value可以重復，一個key映射一個value）

├Hashtable （實現Map接口，同步，不允許null作為key和value，用自定義的類當作key的話要復寫hashCode和eques方法）

├HashMap （實現Map接口，非同步，允許null作為key和value，用的多）

└WeakHashMap（實現Map接口）

Collection接口:

Collection是最基本的集合接口，一個Collection代表一組Object，即Collection的元素（Elements）。一些Collection允許相同的元素而另一些不行。一些能排序而另一些不行。Java SDK不提供直接繼承自Collection的類，Java SDK提供的類都是繼承自Collection的“子接口”如List和Set。

所有實現Collection接口的類都必須提供兩個標準的構造函數：無參數的構造函數用于創建一個空的Collection，有一個Collection參數的構造函數用于創建一個新的Collection，這個新的Collection與傳入的Collection有相同的元素。后一個構造函數允許用戶復制一個Collection。

如何遍歷Collection中的每一個元素？不論Collection的實際類型如何，它都支持一個iterator()的方法，該方法返回一個迭代子，使用該迭代子即可逐一訪問Collection中每一個元素。典型的用法如下：

Iterator it = collection.iterator(); // 獲得一個迭代子 while(it.hasNext()) { Object obj = it.next(); // 得到下一個元素 }

由Collection接口派生的兩個接口是List和Set。

一、List接口

List是有序的Collection，使用此接口能夠精確的控制每個元素插入的位置。用戶能夠使用索引（元素在List中的位置，類似于數組下標）來訪問List中的元素，這類似于Java的數組。和下面要提到的Set不同，List允許有相同的元素。

除了具有Collection接口必備的iterator()方法外，List還提供一個listIterator()方法，返回一個ListIterator接口，和標準的Iterator接口相比，ListIterator多了一些add()之類的方法，允許添加，刪除，設定元素，還能向前或向后遍歷。

實現List接口的常用類有LinkedList，ArrayList，Vector和Stack。

LinkedList類:

LinkedList實現了List接口，允許null元素。LinkenList底層采用了雙向鏈表來存儲數據，每個節點都存儲著上一個節點和下一個節點的地址以及本節點的數據。此外LinkedList提供額外的get，remove，insert方法在LinkedList的首部或尾部。這些操作使LinkedList可被用作堆棧（stack），隊列（queue）或雙向隊列（deque）。

注意：LinkedList沒有同步方法。如果多個線程同時訪問一個List，則必須自己實現訪問同步。一種解決方法是在創建List時構造一個同步的List：

List list = Collections.synchronizedList(new LinkedList(...));

ArrayList類:

ArrayList實現了可變大小的數組。它允許所有元素，包括null。ArrayList底層采用動態數組的存儲方式，遍歷效率非常高，ArrayList是線程不安全的。

size，isEmpty，get，set方法運行時間為常數。但是add方法開銷為分攤的常數，添加n個元素需要O(n)的時間。其他的方法運行時間為線性。

每個ArrayList實例都有一個容量（Capacity），即用于存儲元素的數組的大小。這個容量可隨著不斷添加新元素而自動增加，但是增長算法并沒有定義。當需要插入大量元素時，在插入前可以調用ensureCapacity方法來增加ArrayList的容量以提高插入效率。

ArrayList和LindedList的區別：

1.ArrayList是實現了基于動態數組的數據結構，LinkedList基于鏈表的數據結構。

2.對于隨機訪問get和set，ArrayList絕對優于LinkedList，因為LinkedList要移動指針。

3.對于新增和刪除操作add和remove，LinedList比較占優勢，因為ArrayList要移動數據。

Vector類:

Vector非常類似ArrayList，但是Vector是同步的。由Vector創建的Iterator，雖然和ArrayList創建的Iterator是同一接口，但是，因為Vector是同步的，當一個Iterator被創建而且正在被使用，另一個線程改變了Vector的狀態（例如，添加或刪除了一些元素），這時調用Iterator的方法時將拋出ConcurrentModificationException，因此必須捕獲該異常。

Stack 類:

Stack繼承自Vector，實現一個后進先出的堆棧。Stack提供5個額外的方法使得Vector得以被當作堆棧使用?；镜膒ush和pop方法，還有peek方法得到棧頂的元素，empty方法測試堆棧是否為空，search方法檢測一個元素在堆棧中的位置。Stack剛創建后是空棧。

二、Set接口

Set是一種無序的并且不包含重復的元素的Collection，即任意的兩個元素e1和e2都有e1.equals(e2)=false，Set最多有一個null元素。很明顯，Set的構造函數有一個約束條件，傳入的Collection參數不能包含重復的元素。

HashSet 類:

是哈希表實現的,HashSet中的數據是無序的，可以放入null，但只能放入一個null，兩者中的值都不能重復，因為HashSet的底層實現是HashMap，但是HashSet只使用了HashMap的key來存取數據所以HashSet存的數據不能重復。

HashSet要求放入的對象必須實現HashCode()方法，放入的對象，是以hashcode碼作為標識的，而具有相同內容的 String對象，hashcode是一樣，所以放入的內容不能重復。但是同一個類的對象可以放入不同的實例 。

三、Map接口

Map沒有繼承Collection接口，Map提供key到value的映射。一個Map中不能包含相同的key，每個key只能映射一個value。Map接口提供3種集合的視圖，Map的內容可以被當作一組key集合，一組value集合，或者一組key-value映射。

Hashtable類:

Hashtable繼承Map接口，實現一個key-value映射的哈希表。任何非空（non-null）的對象都可作為key或者value。添加數據使用put(key, value)，取出數據使用get(key)，這兩個基本操作的時間開銷為常數。

使用Hashtable的簡單示例如下，將1，2，3放到Hashtable中，他們的key分別是”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));要取出一個數，比如2，用相應的key：Integer n = (Integer)numbers.get(“two”);System.out.println(“two = ” + n);

　由于作為key的對象將通過計算其散列函數來確定與之對應的value的位置，因此任何作為key的對象都必須實現hashCode和equals方法。hashCode和equals方法繼承自根類Object，如果你用自定義的類當作key的話，要相當小心，按照散列函數的定義，如果兩個對象相同，即obj1.equals(obj2)=true，則它們的hashCode必須相同，但如果兩個對象不同，則它們的hashCode不一定不同，如果兩個不同對象的hashCode相同，這種現象稱為沖突，沖突會導致操作哈希表的時間開銷增大，所以盡量定義好的hashCode()方法，能加快哈希表的操作。

如果相同的對象有不同的hashCode，對哈希表的操作會出現意想不到的結果（期待的get方法返回null），要避免這種問題，只需要牢記一條：要同時復寫equals方法和hashCode方法，而不要只寫其中一個。

Hashtable是同步的。

HashMap類:

　　HashMap和Hashtable類似，不同之處在于HashMap是非同步的，并且允許null，即null value和null key，但是將HashMap視為Collection時（values()方法可返回Collection）。

WeakHashMap類:

WeakHashMap是一種改進的HashMap，它對key實行“弱引用”，如果一個key不再被外部所引用，那么該key可以被GC回收。

總結:

1.如果涉及到堆棧，隊列等操作，應該考慮用List，對于需要快速插入，刪除元素，應該使用LinkedList，如果需要快速隨機訪問元素，應該使用ArrayList。

2.如果程序在單線程環境中，或者訪問僅僅在一個線程中進行，考慮非同步的類，其效率較高，如果多個線程可能同時操作一個類，應該使用同步的類。

3.要特別注意對哈希表的操作，作為key的對象要正確復寫equals和hashCode方法。

4.盡量返回接口而非實際的類型，如返回List而非ArrayList，這樣如果以后需要將ArrayList換成LinkedList時，客戶端代碼不用改變。這就是針對抽象編程。

以上就是JAVA 區分集合和數組的詳細內容，更多關于JAVA 集合和數組的資料請關注好吧啦網其它相關文章！