[Java语言] HashMap，HashSet，Hashtable，Vector，ArrayList 的关系 <转>

这么几个比较常用的但是比较容易混淆的概念同出于 java.util 包。本文仅作几个类的浅度解析。

（本文基于JDK1.7，源码来自openjdk1.7。）

├── Collection

│ ├── List

│ │ ├── ArrayList

│ │ ├── Vector

│ │ └── LinkedList and so on;

│ Set

│ ├── HashSet

│ └── LinkedHashSet and so on;

└── Map

├── Hashtable

├── HashMap

└── WeakHashMap and so on;

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Collection和Map

按理来说和这两者没有什么特别关系。然而本文中仍然将这两个混在一起：

第一，HashSet，HashMap，Hashtable长得太像了，没有理由不写再一起。
第二，HashSet是个Set，其实骨子里是个Map。

List

继承List的类，泛型为Integer时，注意和其他的类型不同。（因为Index是Integer）

线程安全

简单来说，List是个一维数组。Vector和ArrayList区别在于：

Vector是个线程安全的，而ArrayList不是。这点看源码可以看出来，Vector中各种synchronized，甚至连size属性都丧心病狂地synchronized了。

同样，Iterator指定Vector和ArrayList，如果中间发生变化则会抛出ConcurrentModificationException异常。

不仅仅是List，很多地方的Iterator都有这个异常，

自增大小

ArrayList没办法设置自增大小，但是仍然可以自增。

Vector可以设置自增大小。

ArrayList的自增函数：

Vector的自增函数：

private void grow(int minCapacity) {

// overflow-conscious code

int oldCapacity = elementData.length;

int newCapacity = oldCapacity + ((capacityIncrement > 0) ?

capacityIncrement : oldCapacity);

//在这里，如果没有设置自增大小的话，那么默认自增大小则是原来的Vector大小。

if (newCapacity - minCapacity < 0)

newCapacity = minCapacity;

if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)

newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);

elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);

}

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ArrayList自增函数：

private void grow(int minCapacity) {

// overflow-conscious code

int oldCapacity = elementData.length;

int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);

//新长度则是旧长度的大小加上一个移位运算（一半的大小）。

if (newCapacity - minCapacity < 0)

newCapacity = minCapacity;

if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)

newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);

// minCapacity is usually close to size, so this is a win:

elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);

}

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所以可以简单的认为Vector默认自增一倍的长度，ArrayList则是默认自增一半的长度。

同样，对他们的源码分析：

Vector可以设置自增大小，而ArrayList则无法设置（没有这个构造方法）。

public Vector(int initialCapacity, int capacityIncrement)

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最后，可以 List list=new ArrayList<>();，然后list=new Vector<>();，使用基类List可以实现ArrayList和Vector的快速赋值。

Map

Map可以当成是简单的“Key-Value”数据库，例如memcached和redis。

Hashtable基于Directory，有种说法是Directory已经过时，所以更推荐使用Map。

线程安全

Hashtable也是线程安全的，和Vector一样，连size函数都丧心病狂地同步了。

public synchronized
int size() {

return count;

}

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HashMap不是线程安全的，当然也可以用其他的黑科技实现同步，例如SynchronizedMap和ConcurrentHashMap。

那个以后再说……

空值

HashMap允许在Key和Value中都出现null值。例如：

v.toString()

{null=null, 1=66, 2=null, 3=4d, 4=0f, 5=null}

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而Hashtable则不允许K/V的任何一个出现null值，但是允许空字符串。

Hashtable<String,String> v=new Hashtable<String,String>();

v.put("3s",null);

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直接报错：java.lang.NullPointerException。

这个和内部实现有关，Hashtable需要用到hashCode，所以必须要确保K/V不为null。

相关代码写死在源码里：

public synchronized V put(K key, V value) {

// Make sure the value is not null

if (value == null) {

throw new NullPointerException();

}

//下面对hashCode做点事情。

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Set

HashSet本质上是一个Collection，类似于List，是列表/集合，不是K-V的Map，但是它骨子里是一个HashMap……

这么说可能会更易于理解：

HashSet对外是“类”的集合，实际上是内部维护了一个HashMap进行实现。

实际上存储的是两个：hashCode和类本身（字符串/自定义类等）。

HashSet进行add的时候，会先进行验证hashCode：

(HashSet进行add操作实际上是对Map的put操作)

public V put(K key, V value) {

if (table == EMPTY_TABLE) {

inflateTable(threshold);

}

if (key == null)

return putForNullKey(value);

int hash = hash(key);//本函数里有hashCode

int i = indexFor(hash, table.length);

for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {

Object k;

if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {

V oldValue = e.value;

e.value = value;

e.recordAccess(this);

return oldValue;

}

}

modCount++;

addEntry(hash, key, value, i);

return null;

}

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一个对HashSet的自定义类的操作：

class Name

{

private String first;

private String last;

public Name(String first, String last)

{

this.first = first;

this.last = last;

}

public boolean equals(Object o)

{

if (this == o)

{

return true;

}

if (o.getClass() == Name.class)

{

Name n = (Name)o;

return n.first.equals(first)

&& n.last.equals(last);

}

return false;

}

}

public class HashSetTest

{

public static void main(String[] args)

{

Set<Name> s = new HashSet<Name>();

s.add(new Name("abc", "123"));

System.out.println(

s.contains(new Name("abc", "123")));

}

}

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代码来自java中HashSet详解

粗看上去是会返回true的，实际返回false。因为 HashSet 判断两个对象相等的标准除了要求通过 equals()
方法比较返回 true 之外，还要求两个对象的 hashCode() 返回值相等。而上面程序没有重写 Name 类的 hashCode()
方法，两个 Name 对象的 hashCode() 返回值并不相同，因此 HashSet 会把它们当成 2 个对象处理，因此程序返回
false。如果想返回true，需要重写equals方法和hashCode方法。

至于hashCode，就是另一篇文章才解释得清的了。

集合操作

Set其实做集合操作更加简单。例如：

import java.util.*;

public class SetOperation {

public static void main(String[] args) {

Set<Integer> result = new HashSet<Integer>();

Set<Integer> set1 = new HashSet<Integer>(){{

add(1);

add(3);

add(5);

}};

Set<Integer> set2 = new HashSet<Integer>(){{

add(1);

add(2);

add(3);

}};

result.clear();

result.addAll(set1);

result.retainAll(set2);

System.out.println("交集："+result);

result.clear();

result.addAll(set1);

result.removeAll(set2);

System.out.println("差集："+result);

result.clear();

result.addAll(set1);

result.addAll(set2);

System.out.println("并集："+result);

}

}

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输出：

交集：[1, 3]

差集：[5]

并集：[1, 2, 3, 5]

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参考文档

hashSet中的equals方法和hashCode方法

《http://bbs.it-home.org/thread-53825-1-1.html?ref=myread》