java中List、Map、Set、Collection、Stack、Queue等的使用

2017-07-08 09:43:16:  

java集合框架的基本接口/类层次结构

Java.util.Collection [I]
|—java.util.List [I]
    |—java.util.ArrayList [C]
    |—java.util.LinkedList [C]
    |—java.util.Vector [C]
    |—java.util.Stack [C]
|—java.util.Set [I]
    |—java.util.HashSet [C]
    |—java.util.SortedSet [I]
    |—java.util.TreeSet [C]


java.util.Map [I]
    |—java.util.SortedMap [I]
        |—java.util.TreeMap [C]
    |—java.util.Hashtable [C]
    |—java.util.HashMap [C]
        |—java.util.LinkedHashMap [C]
    |—java.util.WeakHashMap [C]

那么,为什么要有集合类?

面向对象的语言对事物的体现都是以对象的形式,为了方便对多个对象操作,就要对对象进行存储,集合类就是对多个对象进行存储的一种方式。

数组和集合类有何不同?

最主要的区别是长度可变不可变问题。数组可以存储对象,但是长度是固定的,不可变的。集合长度是可变的。其次,数组中可以存储基本数据类型,集合只能存储对象。集合的一个比较大的优点是可以存储不同类型的对象。数组不可以。

下面就开始各种总结。

Collection接口

Collection接口是最基本的集合接口,代表一组Object集合,这些Object被称作Collection的元素,所有实现Collection接口的类型必须提供两个标准的构造函数:无参数的构造函数用于创建一个空的Collection,有一个Collection参数的构造函数用于创建一个新的Collection,这个新的Collection与传入的Collection有相同的元素后一个构造函数允许用户复制一个Collection。这些都比较容易理解。

Collection<Integer> ci = new ArrayList<Integer>();
Collection<Integer> ci2 = new ArrayList<Integer>(Arrays.asList(1,2,3,4,5));

并且注意Collection中没有get()方法,要想查看或者操作Collection中的元素只能遍历,使用的是iterator()方法,使用该方法可以逐一访问Collection的每一个元素。

Iterator it = collection.iterator();//获得迭代
while(it.hasNext()){
      Object obj = it.next();//得到下一个元素    
}

由上图可知,Collection分为Lst接口和Set接口。

List接口

  List接口是有序的Collection,使用该接口能精确控制每个元素的插入位置,可以使用索引来访问List中的元素,跟数组是很类似的。并且List中允许有重复元素,当然有些List的实现类不允许重复元素的存在。

  List中有iterator()方法,还有listIterator方法,返回一个ListIterator接口,这个接口比标准的Iterator接口相比,多了一些add之类的方法,允许添加、删除、设置元素值以及向前或者向后遍历等。

  如上图,List下有几个常用类:LinkedList、ArrayList和Vector以及Stack。

  (1)ArrayList类:实现了可变大小的数组。它允许包含所有元素,包括null。每个ArrayList实例都有一个容量,即用于存储元素的数组的大小,这个容量可以随着不断添加新元素而自动增加,但增长算法没有定义,当插入大量元素时,插入前可以调用ensureCapacity方法来增加ArrayList的容量以提高插入效率。

    (2)LinkedList类:允许null元素,提供额外的get,remove和insert方法,这使得LinkedList可以用作stack、queue或双向队列。它可以再List的中间插入和移除,在这方面比ArrayList有效,但是在随机访问方面就没有ArrayList有效了。如果多个线程同时访问一个List,则必须自己实现访问同步,一种解决方法是在创建List时构造一个同步的List:

List list = Collection.synchronizedList(new LinkedList(……));

  (3)Vector类:Vector跟ArrayList非常类似,但是Vector是同步的,由Vector创建的Iterator,虽然和ArrayList创建的 Iterator是同一接口,但是,因为Vector是同步的,当一个Iterator被创建而且正在被使用,另一个线程改变了Vector的状态(例如,添加或删除了一些元素),这时调用Iterator的方法时将抛出ConcurrentModificationException,因此必须捕获该异常。

  (4)Stack类:继承自Vector,实现一个后进先出的栈。提供了几个基本方法,push、pop、peak、empty、search等。

总结:

  • List:元素是有序的,元素可以重复。因为该集合体系有索引。


    • 线程同步

    • 被ArrayList替代了。

    • 长度增长率100%。

    • 增删速度很快。

    • 查询稍慢。

    • 查询速度很快。

    • 增删稍慢。

    • 线程不同步。

    • 默认长度为10增长率为50%。

    • ArrayList:底层的数据结构使用的是数据结构。


    • LinkedList:底层使用的链表数据结构。


    • Vector:底层是数组数据结构。1.0出现


    Set接口

    Set接口是继承自Collection的,它不能包含有重复元素。Set中最多有一个null元素。

    因为Set的这个制约,在使用Set集合的时候,应该注意:

        1,为Set集合里的元素的实现类实现一个有效的equals(Object)方法。

        2,对Set的构造函数,传入的Collection参数不能包含重复的元素。

    Set下有几个set类,HashSet、SortedSet、TreeSet,用的较多的是HashSet,其他两种基本不常用,以后慢慢补充该方面知识,下面说HashSet。

      (1)HashSet,底层数据结构式哈希表,由哈希表支持,不保证集合的迭代顺序,特别是不保证该顺序恒久不变,此类允许使用null元素。HashSet保证元素唯一性的方法是通过元素的两个方法,hashCode和equals来完成。如果元素的HashCode值相同,才会判断equals是否为true。如果元素的hashCode值不同,不会调用equals。

      (2)TreeSet:底层数据结构式二叉树。注:添加元素必须实现Comparable接口或在实例TreeSet时指定比较器。可以对Set集合中的元素进行排序。保证元素唯一性的依据:compareTo方法return 0;

     

    Map接口

    Map集成Collection接口,Map和Collection是两种不同的集合,Collection是值(value)的集合,Map是键值对(key,value)的集合。包含几种主要类和接口:HashMap、LinkedMap、WeakHashMap、SortedMap、TreeMap、HashTable等几种。

      (1)Hashtable继承Map接口,实现一个key-value映射的哈希表。任何非空(non-null)的对象都可作为key或者value。添加数据使用put(key, value),取出数据使用get(key),这两个基本操作的时间开销为常数。

      (2)WeakHashMap类,WeakHashMap是一种改进的HashMap,它对key实行“弱引用”,如果一个key不再被外部所引用,那么该key可以被GC回收。

     

     

    总结:

    如果涉及到堆栈,队列等操作,应该考虑用List,对于需要快速插入,删除元素,应该使用LinkedList,如果需要快速随机访问元素,应该使用ArrayList。

        如果程序在单线程环境中,或者访问仅仅在一个线程中进行,考虑非同步的类,其效率较高,如果多个线程可能同时操作一个类,应该使用同步的类。

        在除需要排序时使用TreeSet,TreeMap外,都应使用HashSet,HashMap,因为他们 的效率更高。

        要特别注意对哈希表的操作,作为key的对象要正确复写equals和hashCode方法。

     

        容器类仅能持有对象引用(指向对象的指针),而不是将对象信息copy一份至数列某位置。一旦将对象置入容器内,便损失了该对象的型别信息。

        尽量返回接口而非实际的类型,如返回List而非ArrayList,这样如果以后需要将ArrayList换成LinkedList时,客户端代码不用改变。这就是针对抽象编程。

     

    注意:

    1、Collection没有get()方法来取得某个元素。只能通过iterator()遍历元素。

    2、Set和Collection拥有一模一样的接口。

    3、List,可以通过get()方法来一次取出一个元素。使用数字来选择一堆对象中的一个,get(0)...。(add/get)

    4、一般使用ArrayList。用LinkedList构造堆栈stack、队列queue。

    5、Map用 put(k,v) / get(k),还可以使用containsKey()/containsValue()来检查其中是否含有某个key/value。

          HashMap会利用对象的hashCode来快速找到key。

     

    6、Map中元素,可以将key序列、value序列单独抽取出来。

    使用keySet()抽取key序列,将map中的所有keys生成一个Set。

    使用values()抽取value序列,将map中的所有values生成一个Collection。

    为什么一个生成Set,一个生成Collection?那是因为,key总是独一无二的,value允许重复。


    Tags :
    坐等站主更新~

    精品书籍

    更多

    HTML5与CSS3权威指南代码清单
    Sass和Compass设计师指南
    JavaScript框架高级编程

    最新评论

    爱仕达
    对 : 关于我
    评论 : 爱仕达

    7890
    对 : 关于我
    评论 : 7890

    6789
    对 : 关于我
    评论 : 6789

    56785678
    对 : 关于我
    评论 : 5678

    4567
    对 : 关于我
    评论 : 4567