选择 Java Collection 实现的经验法则？

Question

在 Java Collection 接口（如 List、Map 或 Set）的不同实现之间进行选择时，有人有一个好的经验法则吗？

例如，通常为什么或在什么情况下我更喜欢使用 Vector 或 ArrayList、Hashtable 或 HashMap？

Answer 1

正如其他答案中所建议的，根据用例，有不同的场景可以使用正确的集合。 我列出了几点，

ArrayList：

• 大多数情况下，您只需要存储或迭代“一堆东西”，然后再迭代它们。 由于基于索引，迭代速度更快。
• 每当创建 ArrayList 时，都会为其分配固定数量的内存，一旦超过，它将复制整个数组

LinkedList：

• 它使用双向链表，因此插入和删除操作会很快，因为它只会添加或删除节点。
• 检索速度很慢，因为它必须遍历节点。

HashSet：

• 对某个项目做出其他是/否决策，例如“该项目是英语单词吗”、“该项目是否在数据库中？” ，“该商品属于该类别吗？” 等等

• 记住“您已经处理过哪些项目”，例如在进行网络抓取时；

HashMap：

• 用于需要说“对于给定的 X，Y 是什么”的情况？ 它对于实现内存缓存或索引（即键值对）通常很有用，例如：
  对于给定的用户 ID，其缓存的名称/用户对象是什么？
• 始终使用 HashMap 来执行查找。

Vector 和 Hashtable 是同步的，因此速度较慢，如果需要同步，请使用 Collections.synchronizedCollection()。
检查此以获取已排序的集合。
希望这有帮助。

Answer 2

列表允许重复的项目，而集合仅允许一个实例。

每当我需要执行查找时，我都会使用 Map。

对于具体的实现，映射和集合存在保序变体，但很大程度上取决于速度。 我倾向于将 ArrayList 用于相当小的列表，将 HashSet 用于相当小的集合，但是有很多实现（包括您自己编写的任何实现）。 HashMap 对于 Map 来说非常常见。 任何超过“相当小的”的东西，你都必须开始担心内存，这样在算法上就会更加具体。

此页面有大量动画图像以及示例代码如果您对硬数字感兴趣，请测试 LinkedList 与 ArrayList。

编辑：我希望以下链接演示了这些东西实际上只是工具箱中的项目，您只需考虑您的需求是什么：请参阅 地图, 列表 和 设置。

Answer 3

我假设您从上面的答案中知道列表、集合和映射之间的区别。 为什么要在它们的实现类之间进行选择是另一回事。 例如：

List：

1. ArrayList检索速度快，但插入速度慢。 这对于读取大量数据但不插入/删除大量数据的实现很有用。 它将数据保存在一个连续的内存块中，因此每次需要扩展时，它都会复制整个数组。
2. LinkedList 检索速度慢，但插入速度快。 这对于插入/删除很多但读取不多的实现很有用。 它不会将整个数组保存在一个连续的内存块中。

Set：

1. HashSet 不保证迭代的顺序，因此是最快的集合。 它的开销很高，而且比 ArrayList 慢，所以除非数据量很大，当它的哈希速度成为一个因素时，你不应该使用它。
2. TreeSet 保持数据有序，因此比 HashSet 慢。

Map： HashMap 和 TreeMap 的性能和行为与 Set 实现是并行的。

不应使用向量和哈希表。 它们是同步实现，在新的 Collection 层次结构发布之前，因此速度很慢。 如果需要同步，请使用 Collections.synchronizedCollection()。

Answer 4

我真的很喜欢 Sergiy Kovalchuk 博客文章中的备忘单，但不幸的是它已离线。 然而，Wayback Machine 有一个 历史副本:

更详细的是 Alexander Zagniotov 的流程图，也是离线的，因此也是历史的 博客副本：

摘自博客中关于评论中提出的问题的内容：
“这份备忘单不包括很少使用的类，如 WeakHashMap、LinkedList 等，因为它们是为非常具体或奇异的任务而设计的，99% 的情况下都不应该选择它们。”

Answer 5

嗯，这取决于你需要什么。 一般准则是：

列表是一个集合，其中数据按插入顺序保存，每个元素都有索引。

Set是一袋不重复的元素（如果重新插入相同的元素，则不会添加它）。 数据没有顺序的概念。

地图 您可以通过数据元素的键来访问和写入数据元素，该键可以是任何可能的对象。

出处：https://stackoverflow.com/a/21974362/2811258

有关 Java 集合的更多信息，查看这篇文章。

Answer 6

对于非排序的最佳选择，十有八九是：ArrayList、HashMap、HashSet。

Vector 和 Hashtable 是同步的，因此可能会慢一些。 您很少需要同步实现，并且当您这样做时，它们的接口不够丰富，无法让同步发挥作用。 对于 Map，ConcurrentMap 添加了额外的操作以使接口变得有用。 ConcurrentHashMap是ConcurrentMap的一个很好的实现。

LinkedList 几乎从来都不是一个好主意。 即使您正在进行大量插入和删除操作，如果您使用索引来指示位置，则需要迭代列表以找到正确的节点。 ArrayList 几乎总是更快。

对于 Map 和 Set，散列变体将比树/排序更快。 哈希算法往往具有 O(1) 性能，而树则为 O(log n)。

Answer 7

关于你的第一个问题...

列表、地图和集合有不同的用途。 我建议阅读有关 Java 集合框架的信息，网址为 http://java.lang. sun.com/docs/books/tutorial/collections/interfaces/index.html。

更具体一点：

• 如果您需要类似数组的数据结构并且需要迭代元素，请使用 List
• 如果您需要类似字典的数据，请使用 Map
• 如果您只需要确定某些内容是否属于集合，请使用 Set或不。

关于你的第二个问题...

Vector和ArrayList之间的主要区别是前者是同步的，后者不是同步的。 您可以在Java 并发实践中了解有关同步的更多信息。

Hashtable（注意T不是大写字母）和HashMap的区别类似，前者是同步的，后者不是同步的。

我想说，没有优先选择一种实现或另一种实现的经验法则，这实际上取决于您的需求。

Answer 8

理论上，有一些有用的权衡，但实际上这些几乎无关紧要。

在现实世界的基准测试中，即使使用大列表和“在前面进行大量插入”等操作，ArrayList 的性能也优于 LinkedList。 学者们忽略了这样一个事实：真正的算法具有可以压倒渐近曲线的常数因素。 例如，链表需要为每个节点进行额外的对象分配，这意味着创建节点的速度较慢，并且内存访问特性也较差。

我的规则是：

1. 始终从 ArrayList、HashSet 和 HashMap 开始（即不是 LinkedList 或 TreeMap）。
2. 类型声明应该始终是一个接口（即List、Set、Map），因此如果分析器或代码审查证明不是这样，您可以在不破坏任何内容的情况下更改实现。

Answer 9

我总是根据具体情况做出这些决定，具体取决于用例，例如：

• 我是否需要保留订单？
• 我会有空键/值吗？ 重复？
• 它会被多个线程访问吗？
• 我需要键/值对吗？
• 我需要随机访问吗？

然后我拿出我方便的第 5 版 Java in a Nutshell 并比较了大约 20 个选项。 第五章中有一些漂亮的小表格，可以帮助人们找出合适的内容。

好吧，也许如果我即兴知道一个简单的 ArrayList 或 HashSet 就可以解决问题，我就不会全部查找了。 ；）但如果我的预期用途有任何复杂的地方，你敢打赌我在书中。 顺便说一句，我认为 Vector 应该是“老帽子”——我已经很多年没有使用过了。

Answer 10

使用 Map 进行键值配对

对于 键值 跟踪，使用 Map 实现。

例如，跟踪哪个人在周末的哪一天报道。 所以我们想要映射一个 DayOfWeek 对象到 Employee 对象。

Map < DayOfWeek , Employee > weekendWorker = 
    Map.of( 
        DayOfWeek.SATURDAY , alice ,
        DayOfWeek.SUNDAY , bob
    )
;

选择 Map的实现，有几个方面需要考虑。 其中包括：并发性、键和/或值中 NULL 值的容忍度、迭代键时的顺序、通过引用与内容进行跟踪以及文字语法的便利性。

这是我制作的图表，显示了十个 Map 与 Java 11 捆绑在一起的实现。

Answer 11

我发现 Bruce Eckel 的《Java 思维》非常有帮助。 他很好地比较了不同的收藏。 我曾经在我的立方体墙上保留了他发布的显示继承层次结构的图表，作为快速参考。 我建议您做的一件事是牢记线程安全。 性能通常意味着线程不安全。