• JDK(一)JDK集合框架


    JDK中的集合框架分为两大类:Collection和Map。Collection以一组Object的形式保存元素,Map以Key-Value对的形式保存元素。

    上图列出的类并不完整,只列举了平时比较常用的类。

    基本接口和类型

    Collection集合

    该接口是Set和List的父接口,主要提供了下面的方法:

    boolean add(E e) 往集合中添加新元素。添加成功,返回true,否则返回false
    Iterator<E> iterator() 返回Iterator对象,这样就可以遍历集合中的所有元素了
    boolean contains(Object o) 判断集合中是否包含指定的元素
    int size() 取得集合中元素的个数
    void clear() 删除集合中的所有元素

    Collection是最基本的集合接口,一个Collection代表一组Object,即Collection的元素(Elements)。一些Collection允许相同的元素而另一些不行。一些能排序而另一些不行。Java SDK不提供直接继承自Collection的类,JavaSDK提供的类都是继承自Collection的子接口,如List和Set。

    所有实现Collection接口的类都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。

    如何遍历Collection中的每一个元素?不论Collection的实际类型如何,它都支持一个iterator()的方法,该方法返回一个迭代对象,使用该迭代对象即可逐一访问Collection中每一个元素。典型的用法如下:

    Iterator it = collection.iterator(); // 获得一个迭代对象
        while(it.hasNext()) {
            Object obj = it.next(); // 得到下一个元素
        }

    Set集合

    Set是最简单的集合,集合中的对象不按照特定的方式排序。主要有如下两个实现:HashSet和TreeSet。

    HashSet

    HashSet类按照哈希算法来存取集合中的对象,具有很好的存取性能。当HashSet向集合中加入一个对象时,会调用对象的hashCode()方法获取哈希码,然后根据这个哈希码进一步计算出对象在集合中的存放位置。

    TreeSet

    TreeSet实现了SortedSet接口,可以对集合中的元素排序。如何排序的内容请参考其他文档,这里不做详述。

    List集合

    List继承自Collection接口。List是一种有序集合,List中的元素可以根据索引(顺序号:元素在集合中处于的位置信息)进行取得/删除/插入操作。

    跟Set集合不同的是,List允许有重复元素。对于满足e1.equals(e2)条件的e1与e2对象元素,可以同时存在于List集合中。当然,也有List的实现类不允许重复元素的存在。同时,List还提供一个listIterator()方法,返回一个ListIterator接口对象,和Iterator接口相比,ListIterator添加元素的添加,删除,和设定等方法,还能向前或向后遍历,具体的方法往下看。List接口的实现类主要有ArrayList,LinkedList,Vector,Stack等。

    List算法

    Collections提供的多数多态方法都适用于List,在这里给出这些算法概览(以后会详谈):

    sort 使用合并排序算法排序List,默认为升序排列
    shuffle 使用随机源对指定列表进行置换。(洗牌)
    reverse 反转指定列表中元素的顺序
    rotate 根据指定的距离轮换指定列表中的元素
    swap 交换指定位置上的元素
    replaceAll 使用一个值替换列表中出现的所有某一指定值
    fill 使用指定元素替换列表中的所有元素
    copy 将所有元素从一个列表复制到另一个列表
    binarySearch 使用二分搜索法搜索指定列表,以获得指定对象
    indexOfSubList 返回指定列表中第一次出现指定目标列表的起始位置;如果没有出现这样的目标,则返回-1
    lastIndexOfSubList 返回指定源列表中最后一次出现指定目标列表的起始位置;如果没有出现这样的目标,则返回-1

     

     

     

     

     

     

    ArrayList

    ArrayList实现了可变大小的数组。它允许所有元素,包括null。ArrayList没有同步。size,isEmpty,get,set方法运行时间为常数。但是add方法开销为分摊的常数,添加n个元素需要O(n)的时间。其他的方法运行时间为线性。

    每个ArrayList实例都有一个容量(Capacity),即用于存储元素的数组的大小。这个容量可随着不断添加新元素而自动增加,但是增长算法并没有定义。当需要插入大量元素时,在插入前可以调用ensureCapacity方法来增加ArrayList的容量以提高插入效率。

    主要方法:

    public boolean add(E e) 添加元素
    public void add(int index, E element) 在指定位置添加元素
    public Iterator<E> iterator() 取得Iterator对象便于遍历所有元素
    public E get(int index) 根据索引获取指定位置的元素
    public E set(int index, E element) 替换掉指定位置的元素

    排序方法:

    Collections.sort(java.util.List<T>) 对List的元素进行自然排序
    Collections.sort(java.util.List<T>, java.util.Comparator<? super T>) 对List中的元素进行自定义排序 

    LinkedList

    LinkedList实现了List接口,允许null元素。此外LinkedList提供额外的get,remove,insert方法在LinkedList的首部或尾部。这些操作使LinkedList可被用作堆栈(stack),队列(queue)或双向队列(deque)。

     注意LinkedList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。一种解决方法是在创建List时构造一个同步的List:

    List list = Collections.synchronizedList(new LinkedList(...));

    Map

    • Map是一种把键对象和值对象进行映射的集合,它的每一个元素都包含一对键对象和值对象;
    • 向Map添加元素时,必须提供键对象和值对象;
    • 从Map中检索元素时,只要给出键对象,就可以返回对应的值对象;
    • 键对象不能重复,但值对象可以重复;
    • Map有两种常见的实现类:HashMap和TreeMap。
    V put(K key, V value) 插入元素
    V get(Object key) 根据键对象获取值对象
    Set<K> keySet() 取得所有键对象集合
    Collection<V> values() 取得所有值对象集合
    Set<Map.Entry<K, V>> entrySet() 取得Map.Entry对象集合,一个Map.Entry代表一个Map中的元素 

     

     

    HashMap

    HashMap按照哈希算法来存取键对象,有很好的存取性能。和HashSet一样,要求当两个键对象通过equals()方法比较为true时,这两个键对象的hashCode()方法返回的哈希码也一样。

    TreeMap

    TreeMap实现了SortedMap接口,能对键对象进行排序。同TreeSet一样,TreeMap也支持自然排序和客户化排序两种方式。

    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。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。

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