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# System prepended metadata

title: 'Set, List, and Map (Collection)'
tags: [Leetcode]

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tags: Leetcode
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# Set, List, and Map (Collection) 

## Collection API

How to use?
* <font color=red>boolean add(Object o)</font> 向集合中加入一個物件的引用
* <font color=red>boolean remove(Object o)</font> 從集合中刪除一個物件的引用
* <font color=red>void clear()</font> 刪除集合中所有的物件，即不再持有這些物件的引用
* <font color=red>boolean isEmpty()</font> 判斷集合是否為空
* <font color=red>boolean contains(Object o)</font> 判斷集合中是否持有特定物件的引用
* <font color=red>Iterartor iterator() </font> 返回一個 Iterator 物件，可以用來遍歷集合中的元素
* <font color=red>int size()</font> 返回集合中元素的數目
* <font color=red>Object[] toArray()</font> 返回一個陣列，該陣列中包括集合中的所有元素

關於：Iterator() 和 toArray() 方法都用於集合的所有的元素，前者返回一個 Iterator 物件，後者返回一個包含集合中所有元素的陣列。

Iterator method：
* <font color=red>hasNext()</font> 判斷集合中元素是否遍歷完畢，如果沒有，就返回 true
* <font color=red>next()</font> 返回下一個元素
* <font color=red>remove()</font> 從集合中刪除上一個有 next() 方法返回的元素。

## Set
Set 是最簡單的一種集合。集合中的物件不按特定的方式排序，並且沒有<font color=red>**重復**</font>物件。

Set：存入 Set 的每個元素都必須是唯一的，因為 Set 不保存重復元素。加入 Set 的元素必須定義 equals() 方法以確保物件的唯一性。Set 與 Collection 有完全一樣的介面。Set 介面不保證維護元素的次序。

**HashSet**
    為快速查找設計的 Set。存入 HashSet 的物件必須定義 hashCode()。

**TreeSet**
    保存次序的 Set，底層為樹結構。使用它可以從 Set 中提取有序的序列。

**LinkedHashSet**
    具有 HashSet 的查詢速度，且內部使用鏈表維護元素的順序(插入的次序)。於是在使用迭代器遍歷 Set 時，結果會按元素插入的次序顯示
    
## List
List的特征是其元素以線性方式存儲，集合中可以存放重復物件。

**List**
次序是 List 最重要的特點：它保證維護元素特定的順序。List 為 Collection 添加了許多方法，使得能夠向 List 中間插入與移除元素(這只推薦 LinkedList 使用)。一個 List 可以生成 ListIterator，使用它可以從兩個方向遍歷 List，也可以從 List 中間插入和移除元素。

**ArrayList**
由陣列實現的 List。允許對元素進行快速隨機訪問，但是向 List 中間插入與移除元素的速度很慢。ListIterator 只應該用來由後向前遍歷 ArrayList，而不是用來插入和移除元素。因為那比 LinkedList 開銷要大很多。

**LinkedList**
對順序訪問進行了優化，向 List 中間插入與刪除的開銷並不大。隨機訪問則相對較慢(使用 ArrayList 代替)。還具有下列方法：addFirst(), addLast(), getFirst(), getLast(), removeFirst() 和 removeLast(), 這些方法 (沒有在任何介面或基類中定義過)使得 LinkedList 可以當作堆棧、隊列和雙向隊列使用。

1. for 循環和 get()方法：
```java
for(int i=0; i < list.size(); i++){    
   System.out.println(list.get(i));    
}      
```
2. 使用 迭代器（Iterator）:
```java
Iterator it = list.iterator();    
while(it.hashNext){    
   System.out.println(it.next);    
}    
```

## Map

方法 put(Object key, Object value) 添加一個“值”(想要得東西)和與“值”相關聯的“鍵”(key)(使用它來查找)。方法 get(Object key) 返回與給定“鍵”相關聯的“值”。可以用 containsKey() 和 containsValue() 測試 Map 中是否包含某個“鍵”或“值”。 標准的 Java 類庫中包含了幾種不同的 Map：HashMap, TreeMap, LinkedHashMap, WeakHashMap, IdentityHashMap。它們都有同樣的基本介面Map，但是行為、效率、排序策略、保存物件的生命周期和判定“鍵”等價的策略等各不相同。

執行效率是 Map 的一個大問題。看看 get() 要做哪些事，就會明白為什麼在 ArrayList 中搜索“鍵”是相當慢的。而這正是 HashMap 提高速度的地方。HashMap 使用了特殊的值，稱為“散列碼”(hash code)，來取代對鍵的緩慢搜索。“散列碼”是“相對唯一”用以代表物件的 int 值，它是通過將該物件的某些信息進行轉換而生成的。所有 Java 物件都 能產生散列碼，因為 hashCode() 是定義在基類 Object 中的方法。

**HashMap**
Map 基於散列表的實現。插入和查詢“鍵值對”的開銷是固定的。可以通過構造器設置容量 capacity 和負載因子 load factor，以調整容器的性能。HashMap 就是使用物件的 hashCode() 進行快速查詢的。此方法能夠顯著提高性能。

**LinkedHashMap**
類似於 HashMap，但是迭代遍歷它時，取得“鍵值對”的順序是其插入次序，或者是最近最少使用(LRU)的次序。只比 HashMap 慢一點。而在迭代訪問時發而更快，因為它使用鏈表維護內部次序。

**TreeMap**
基於紅黑樹數據結構的實現。查看“鍵”或“鍵值對”時，它們會被排序(次序由 Comparabel 或 Comparator 決定)。TreeMap 的特點在 於，你得到的結果是經過排序的。TreeMap 是唯一的帶有 subMap() 方法的 Map，它可以返回一個子樹。

**WeakHashMao**
弱鍵(weak key)Map，Map 中使用的物件也被允許釋放: 這是為解決特殊問題設計的。如果沒有 map 之外的引用指向某個“鍵”，則此“鍵”可以被垃圾收集器回收。

**IdentifyHashMap**
使用 == 代替 equals() 對“鍵”作比較的 hash map。專為解決特殊問題而設計。

* <font color=red>Object put(Object key, Object value)</font> 向集合中加入元素
* <font color=red>Object remove(Object key)</font> 刪除與KEY相關的元素
* <font color=red>void putAll(Map t)</font> 將來自特定映像的所有元素添加給該映像
* <font color=red>void clear()</font> 從映像中刪除所有映射
* <font color=red>boolean containsKey(Object key)</font> 判斷映像中是否存在關鍵字 key
* <font color=red>boolean containsValue(Object value)</font> 判斷映像中是否存在值 value
* <font color=red>int size()</font> 返回當前映像中映射的數量
* <font color=red>boolean isEmpty()</font> 判斷映像中是否有任何映射
* <font color=red>Object get(Object key)</font> 獲得與關鍵字 key 相關的值 。Map 集合中的鍵物件不允許重復，也就說任意兩個鍵物件通過 equals() 方法比較的結果都是 false，但是可以將任意多個鍵獨享映射到同一個值物件上。

## Conclusion
List 按物件進入的順序保存物件，不做排序或編輯操作。Set 對每個物件只接受一次，並使用自己內部的排序方法(通常，你只關心某個元素是否屬於 Set，而不關心它的順序，否則應該使用 List)。Map 同樣對每個元素保存一份，但這是基於"key"的，Map 也有內置的排序，因而不關心元素添加的順序。如果添加元素的順序對你很重要，應該使用 LinkedHashSet 或者 LinkedHashMap.

Reference:
https://jax-work-archive.blogspot.com/2015/02/java-setlistmap.html