集合

博客

一 Java集合框架概述

1. Java集合

   • Java集合工具包位置是java.util.*
   • 常用数据结构：集合、链表、队列、栈、数组、映射等
   • 包含5部分：List列表、Set集合、Map映射、迭代器（Iterator、Enumeration）、工具类（Arrays、Collections）

2. 包括两种类型的容器

   • Collection(集合)：存储一个元素集合。
   • Map（图）：存储键/值对映射。
     Collection 接口又有 3 种子类型，List、Set 和 Queue，再下面是一些抽象类，最后是具体实现类，常用的有 ArrayList、LinkedList、HashSet、LinkedHashSet、HashMap、LinkedHashMap 等等。

3. 集合框架包含：

   • 接口：是代表集合的抽象数据类型。例如 Collection、List、Set、Map 等。之所以定义多个接口，是为了以不同的方式操作集合对象
   • 实现（类）：是集合接口的具体实现。从本质上讲，它们是可重复使用的数据结构，例如：ArrayList、LinkedList、HashSet、HashMap。
   • 算法：是实现集合接口的对象里的方法执行的一些有用的计算，例如：搜索和排序。这些算法被称为多态，那是因为相同的方法可以在相似的接口上有着不同的实现。

除了集合，该框架也定义了几个 Map 接口和类。Map 里存储的是键/值对。尽管 Map 不是集合，但是它们完全整合在集合中。

二 集合接口

1. Collection接口

   • Collection 是最基本的集合接口，一个 Collection 代表一组 Object，即 Collection 的元素, Java不提供直接继承自Collection的类，只提供继承于的子接口(如List和set)。
   • Collection 接口存储一组不唯一，无序的对象。

2. List接口

   • List接口是一个有序的 Collection，使用此接口能够精确的控制每个元素插入的位置，能够通过索引(元素在List中位置，类似于数组的下标)来访问List中的元素，第一个元素的索引为 0，而且允许有相同的元素。
   • List 接口存储一组不唯一，有序（插入顺序）的对象。

3. Set

   • Set 具有与 Collection 完全一样的接口，只是行为上不同，Set 不保存重复的元素。
   • Set 接口存储一组唯一，无序的对象。

4. SortedSet

   继承于Set保存有序的集合。

5. Map

   Map 接口存储一组键值对象，提供key（键）到value（值）的映射。

6. Map.Entry

   描述在一个Map中的一个元素（键/值对）。是一个Map的内部类。

7. SortedMap

   继承于 Map，使 Key 保持在升序排列。

8. Enumeration

   这是一个传统的接口和定义的方法，通过它可以枚举（一次获得一个）对象集合中的元素。这个传统接口已被迭代器取代。

三 集合实现类（集合类）

Java提供了一套实现了Collection接口的标准集合类。其中一些是具体类，这些类可以直接拿来使用，而另外一些是抽象类，提供了接口的部分实现。

标准集合类：

1. AbstractCollection

   实现了大部分的集合接口。

2. AbstractList

   继承于AbstractCollection 并且实现了大部分List接口。

3. AbstractSequentialList

   继承于 AbstractList ，提供了对数据元素的链式访问而不是随机访问。

4. LinkedList

   该类实现了List接口，允许有null（空）元素。主要用于创建链表数据结构，该类没有同步方法，如果多个线程同时访问一个List，则必须自己实现访问同步，解决方法就是在创建List时候构造一个同步的List。例如：
   List list=Collections.synchronizedList(newLinkedList(...));
   LinkedList查找效率低。

5. ArrayList

   该类也是实现了List的接口，实现了可变大小的数组，随机访问和遍历元素时，提供更好的性能。该类也是非同步的,在多线程的情况下不要使用。ArrayList 增长当前长度的50%，插入删除效率低。

6. AbstractSet

   继承于AbstractCollection 并且实现了大部分Set接口。

7. HashSet

   该类实现了Set接口，不允许出现重复元素，不保证集合中元素的顺序，允许包含值为null的元素，但最多只能一个。

8. LinkedHashSet

   具有可预知迭代顺序的 Set 接口的哈希表和链接列表实现。

9. TreeSet

   该类实现了Set接口，可以实现排序等功能。

10. AbstractMap

    实现了大部分的Map接口。

11. HashMap

    HashMap 是一个散列表，它存储的内容是键值对(key-value)映射。
    该类实现了Map接口，根据键的HashCode值存储数据，具有很快的访问速度，最多允许一条记录的键为null，不支持线程同步。

12. TreeMap

    继承了AbstractMap，并且使用一颗树

13. WeakHashMap

    继承AbstractMap类，使用弱密钥的哈希表。

14. LinkedHashMap

    继承于HashMap，使用元素的自然顺序对元素进行排序

15. IdentityHashMap

    继承AbstractMap类，比较文档时使用引用相等。

通过java.util包中定义的类:

1. Vector

   该类和ArrayList非常相似，但是该类是同步的，可以用在多线程的情况，该类允许设置默认的增长长度，默认扩容方式为原来的2倍。

2. Stack

   栈是Vector的一个子类，它实现了一个标准的后进先出的栈。

3. Dictionary

   Dictionary 类是一个抽象类，用来存储键/值对，作用和Map类相似。

4. Hashtable

   Hashtable 是 Dictionary(字典) 类的子类，位于 java.util 包中。

5. Properties
   Properties 继承于 Hashtable，表示一个持久的属性集，属性列表中每个键及其对应值都是一个字符串。

6. BitSet
   一个Bitset类创建一种特殊类型的数组来保存位值。BitSet中数组大小会随需要增加。

三 集合算法

• 集合框架定义了几种算法，可用于集合和映射。这些算法被定义为集合类的静态方法。
• 在尝试比较不兼容的类型时，一些方法能够抛出 ClassCastException异常。当试图修改一个不可修改的集合时，抛出UnsupportedOperationException异常。

• 集合定义三个静态的变量：EMPTY_SET，EMPTY_LIST，EMPTY_MAP的。这些变量都不可改变。

• Collection Algorithms
  这里是一个列表中的所有算法实现。

四 集合算法

• 迭代器，使你能够通过循环来得到或删除集合的元素。ListIterator 继承了Iterator，以允许双向遍历列表和修改元素。
• 使用 Java Iterator
  这里通过实例列出Iterator和listIterator接口提供的所有方法。

五 例子

• 遍历 ArrayList

List<String> list = new ArrayList<String>();
//1. For-Each遍历
for(String str : list){
    ... 
}
//2.把链表变为数组相关的内容遍历
String[] strArray = new String[list.size()];
list.toArray(strArray);
for(String str : strArray){
    ...
}
// 3.迭代器
Iterator<String> ite = list.iterator();
while(ite.hasNext()){//存在下一个值
    ... // ite.next()
}

采用迭代器的方法，该方法可以不用担心在遍历的过程中会超出集合的长度。

• 遍历Map

Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();
//1. 通过Map.keySet遍历key和value
for(String key : map.keySet()){
    ... //key,map.get(key)
}
//2.通过Map.entrySet使用iterator遍历key和value
Iterator<Map.Entry<String,String>> it = map.entrySet().iterator();
while(it.hashNext()){
    Map.Entry<String,String> entry = it.next();
    ... //entry.getKey(),entry.getValue()
}
//3.通过Map.entrySet遍历key和value(推荐，尤其是容量大时)
for(Map.Entry<String, String>entry : map.entrySet()){
    ... //entry.getKey(),entry.getValue()
}
//4.通过Map.values()遍历所有的value，但不能遍历key
for(String v : map.values()){
    ... // v    
}

使用比较器

TreeSet和TreeMap的按照排序顺序来存储元素

• 比较器方法
  使用 Java Comparator
  这里通过实例列出Comparator接口提供的所有方法

区别

Set和List的区别

1. Set 接口实例存储的是无序的，不重复的数据。List 接口实例存储的是有序的，可以重复的元素。

2. Set检索效率低下，删除和插入效率高，插入和删除不会引起元素位置改变 <实现类有HashSet,TreeSet>。

3. List和数组类似，可以动态增长，根据实际存储的数据的长度自动增长List的长度。查找元素效率高，插入删除效率低，因为会引起其他元素位置改变 <实现类有ArrayList,LinkedList,Vector> 。

参考：菜鸟