在Java開發中，會經常使用到集合，那么何為集合呢？
集合是用于存儲批量數據的容器工具，可以將其看做一個可變長度的數組。
在Java的API中集合被包含在java.util包中，被稱作collection框架。
Collection
我們先從Collection接口說起，接口Collection是collection層次結構的根接口，表示一組對象，一些collection是允許重復，一些則不可以。一些是有序的，而一些則是無序的。
所有通用的Collection實現類（通常通過它的一個子接口間接實現Collection）應該提供兩個“標準”構造方法：一個是 void（無參數）構造方法，用于創建空 collection；另一個是帶有Collection類型單參數的構造方法，用于創建一個具有與其參數相同元素新的 collection。實際上，后者允許用戶復制任何 collection，以生成所需實現類型的一個等效 collection。盡管無法強制執行此約定（因為接口不能包含構造方法），但是 Java 平臺庫中所有通用的Collection實現都遵從它。——官網介紹
下圖是常用Collection集合的簡化UML類圖：
Set接口
Set類型的集合存儲的元素是無序的且不可重復。
HashSet
對于HashSet，是基于HashMap（我們將會在后面介紹）實現的。HashSet底層采用HashMap來保存所有元素。主要用來做高性能的集運算，為快速查找而設計。存入HashSet的對象必須重寫hashCode()方法。
當我們向HashSet集合添加元素時，它是按照hash算法來存儲集合中的元素。首先HashSet會調用該對象的hashCode()方法來獲取到該對象的hashCode值，然后根據hashCode值決定該對象在Set集合中的存儲位置。HashSet集合判斷兩個元素相等的標準是兩個對象通過equals方法比較相等，同時兩個元素的hashCode()方法返回值也相等。因此如果兩個元素通過equals方法比較返回為true，但它們通過hashCode()方法返回的值的比較不相等，那么HashSet會將這兩個元素存儲在不同的位置，仍然能夠添加成功。
TreeSet
TreeSet是一種可指定排序方式的Set集合。其底層數據結構是二叉樹。通過比較兩元素的結果是否為0來保證元素的唯一性。
對于TreeSet的指定排序方式的方法有兩種：
方式一：讓元素自身具備比較性。只要讓元素實現Comparable接口，并覆蓋compareTo方法即可，當compareT方法的返回值為0時，就是相同元素。
方式二：讓集合自身具備比較性。該方式通過自定義比較器來實現，自定義類實現Comparator接口，覆蓋compare方法，將該Comparator接口實現類的對象作為參數傳遞給TreeSet的構造方法即可。
List接口
List類型的集合存儲的元素時有序且可重復。
ArrayList
ArrayList底層采用一個可變長度的數組實現，可存儲所有的元素，包括null。由于其實現了Serializable接口，所以其支持序列化。又由于其實現了RandomAccess接口，所以支持快速隨機訪問。ArrayList集合存儲的元素按照存入的先后順序排列元素，也就是說先進先出。
每個ArrayList實例都有一個容量，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的時候，再插入前可以調用ensureCapacity方法來增加ArrayList的容量以提高插入效率。
ArrayList歲支持快速隨機訪問，但向集合中插入與移除元素的操作速度很慢。
LinkedList
LinkList在的底層是一個鏈表結構，因此LinkList對于集合增刪操作來說會更加占有優勢，只需要對指針（注：在Java中沒有指針的概念，這里是可以更形象地進行說明）操作即可。又因為鏈表的結構，LinkList可以被用作堆棧，隊列或雙向隊列。
Vector
Vector同ArrayList一樣底層是一個可變長度的數組。（下文有詳細的介紹）
Stack
Stack集合繼承于Vector類，Stack底層是一個堆棧結構，遵循后進先出（LIFO）原則，只能在一端執行插入操作（稱為入棧）或刪除操作（稱為出棧）
peek()//查看棧頂元素 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? pop()//出棧，從棧頂移除一個元素 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? push(E Object)//入棧，將一個Object壓入棧頂 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? search(E Object)//查詢某個元素在棧中的位置
下圖是常用Map集合簡化的UML類圖
Map接口
Map類型的集合以鍵值對的形式存儲數據。不允許鍵的重復和從鍵到值的一對多映射。
HashMap
在HashMao內部通過一個哈希表來管理所有元素，同上文敘述的HashSet類似（其實應該說HashSet同HashMap類似），通過hashCode()方法和equals()方法來保證鍵的唯一性。也因此HashMap通過鍵的hashCode來快速的存取元素。
LinkedHashMap
LinkedHashMap繼承于HashMap，在底層是以哈希表和鏈接列表相結合而實現的.該集合類型保留插入順序，如果需要輸入順序與輸出順序相同，可以采用此集合。在LinkedHashMap內部有兩種排序方式，一種是插入順序（默認），一種是訪問順序（即近期訪問最少到近期訪問最多的順序），這兩種方式通過一個布爾值accessOrder進行切換，在LinkedHashMap的構造方法publicLinkedHashMap(intinitialCapacity,floatloadFactor,booleanaccessOrder)?{ ??super(initialCapacity,?loadFactor); ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??this.accessOrder?=?accessOrder;}?中，如果accessOrder為true，表示按照訪問順序存儲元素，如果為false表示按照插入順序訪問元素。
Hashtable
同樣HashMap在底層是通過一個哈希表來實現的。
Properties
Properties繼承于Hashtable，該類表示一個持久的屬性值，可保存在流中或從流中加載。屬性列表中每個鍵及其對應值都是一個字符串。該類主要用于讀取Java中的配置文件，在Java中，其配置文件常為.properties文件，格式為文本文件，文件的內容的格式是“鍵=值”的格式，文本注釋信息可以用"#"來注釋。了解Properties的詳細用法，點我。
TreeMap
TreeMap實現了SortedMap接口，該集合根據鍵的自然順序進行排序，或根據創建集合時傳入的Comparator進行排序，具體取決于使用的構造方法。
各種集合的比較
1.同步性
以上介紹的集合中，除Vector、Stack、HashTable和Properties外，其他集合類型（HashSet、TreeSet、ArrayList、LinkedList、LinkedHashMap、TreeMap）都是非線程安全的。那么當多個線程同時訪問這些非線程的集合類型時，我們必須自己實現訪問同步，一種解決方案是在構造這些集合時構造一個同步集合，通過Collections類的靜態方法synchronizedCollection() ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?synchronizedList() ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?synchronizedMap() ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?synchronizedSet() ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?synchronizedSortedMap() ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?synchronizedSortedSet()
2.ArrayList與Vector的比較
同步性方面，如1所述，Vector不需要自己實現同步方案，而ArrayList需要自己實現同步方案。ArrayList和Vector都是使用可變長數組來保存數據，當數組空間不足時，兩者就需要擴展其大小，ArrayList增加50%的大小，而Vector在默認情況下增長一倍的大小，但Vector可以自己設定這個增長幅度，在這方面Vector確實是有優勢的，根據情況設定增長幅度，對程序的性能來說會更加友好。
3.LinkedList與ArrayList、Vector的比較
這三種集合類型都支持快速隨機訪問，在集合的首或末對元素進行更重操作，三者并沒有什么的區別，但當從其他任意位置對元素進行操作，在性能上就會產生很大的差異。上文有敘述到LinkList是一個鏈表結構，在任意位置的對元素的操作都在一個常數級的時間，而Arrayl與Vecotr卻頗為費時。
4.HashMap和Hashtable的區別
Hashtable與HashMap類似，但Hashtable不允許鍵與值為null，HashMap卻允許。Hashtable是線程安全的，HashMap是縣城非安全的。相比較下，HashMap比Hashtable效率要高下，所以要根據具體情況選擇使用。。
5.TreeMap和HashMap的比較
針對于TreeMap，HashMap使用起來性能更好，因為在HashMap的構造方法中，可以自己調優初始容量和負載因子，這樣我們就可以根據具體的開發環境去優化我們的HashMap。TreeMap可以自定義順序遍歷元素，這更是與使用在需要具體排序的情況下。但是TreeMap的性能不是很好，TreeMap的get操作的時間復雜度是O(log(n))，針對于HashMap的O(1)差的還是比較多的。因此為了中和兩者，出現了LinkedHashMap。
6.各集合的性能比較
單線程模式下，測試元素在100~1000的情況下：
添加? HashMap效率最高，ArrayList最低，其他的效高的還有Stack、HashSet和Vector，較低的有LinkedList和TreeSet和TreeMap
刪除 HashMap效率最高，LinkedList最低，其他的HashSet、TreeMap和TreeSet效率較高，較低的有Vector、ArrayList和Stack
查找? HashMap效率最高，LinkedList最低，HashXXX和TreeXXX效率都比較高，而基于List類效率耗時是Map或Set的十倍左右。
多線程模式下，測試元素100~1000，線程數10的情況下：
添加 HashSet效率最高，LinkedList最低，HashXXX和TreeXXX效率都比較高，這里ArrayList效率較低，整體相差不大。
刪除 HashSet效率最高，LinkedList最低，整體性能同添加相似，但HashXXX或TreeXXX性能比List系列高出3倍。
查找 仍然是HashSet性能最好，LinkedList最低，性能較差的是ArrayList，其他的均表現很好。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ——摘自Adroid中文網
請根據具體情況具體選擇。
7.移動開發給出的建議
在谷歌官方推出的Android性能優化典范系列視頻中提到，Android為移動操作系統特意編寫了一些更加高效的容器，其中包括SparseArray和ArrayMap。
SparseArray采用二分法的方式存儲數據，所以SparseArray內的元素時按照鍵從小到大排列的，SparseArray只接受int類型的鍵
put(int key, E value)//增? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? append(int key, E value)//增，其中的key是大于所有現有的鍵的數組，以便于提升性能? ? ? ? ? ??? E get(int key)//查? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??????? E get(int key, E valueIfKeyNotFound)//查? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? delete(int key)//刪? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? remove(int key)//刪，實際上remove和delete是一樣的，remove方法中調用了delete方法? ? ? setValueAt(int index, E value)//改? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? put(int key, E value)//改
ArrayMap，該類是在API19中出現的，單位了兼容低版本support.v4中也有ArrayMap類。ArrayMap在內部使用兩個數組進行工作，其中一個數組記錄key hash過后的順序列表，另外一個數組按key的順序記錄Key-Value值。首先要清楚ArrayMap針對于移動設備的優化是在內存上進行的優化，也就是說使用這個容器比起HashMap會占用更少的內存，因為ArrayMap中的內存占用是連續不間斷的，但隨著數組中元素的增多，查找訪問單個對象的花費也會跟著增長，同時ArrayMap的插入與刪除的效率是不夠高的，但如果你需要的是在一百這個數量級上時，則完全不用擔心這些。
以上是自己對集合知識學習的總結，如果有不正確的地方，感謝指正，我也會及時修改。后面也會逐漸完善這方面的知識分享給大家。
