Collection接口和Collections集合类
Collection
├List
│├LinkedList
│├ArrayList
│└Vector
│ └Stack
└Set
Map
├Hashtable
├HashMap
└WeakHashMap
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(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,Java SDK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子,使用该迭代子即可逐一访问Collection中每一个元素。典型的用法如下:
Iterator it = collection.iterator(); // 获得一个迭代子
while(it.hasNext()) {
Object obj = it.next(); // 得到下一个元素
}
由Collection接口派生的两个接口是List和Set。
基本操作:
增加元素add(Object obj); addAll(Collection c);
删除元素 remove(Object obj); removeAll(Collection c);
求交集 retainAll(Collection c);
删除元素 remove(Object obj); removeAll(Collection c);
求交集 retainAll(Collection c);
访问/遍历集合元素的好办法是使用Iterator接口(迭代器用于取代Enumeration)
1. Public interface Iterator{
2.
3. Public Boolean hasNext(};
4.
5. Public Object next(};
6.
7. Public void remove(};
8.
9. }
List接口
List是有序的Collection,使用此接口能够精确的控制每个元素插入的位置。用户能够使用索引(元素在List中的位置,类似于数组下标)来访问List中的元素,这类似于Java的数组。
和下面要提到的Set不同,List允许有相同的元素。
除了具有Collection接口必备的iterator()方法外,List还提供一个listIterator()方法,返回一个ListIterator接口,和标准的Iterator接口相比,ListIterator多了一些add()之类的方法,允许添加,删除,设定元素,还能向前或向后遍历。
实现List接口的常用类有LinkedList,ArrayList,Vector和Stack。
有重复、有序
ArrayList(数组表)- 有重复、有顺序。类似于Vector,都用于缩放数组维护集合。区别:
1.同步性:Vector是线程安全的,也就是说是同步的,而ArrayList是线程序不安全的,不是同步的
2.数据增长:当需要增长时,Vector默认增长为原来一培,而ArrayList却是原来的一半
LinkedList(链表)-是双向链表,适合变更很多的List。
用在FIFO,用addList()加入元素 removeFirst()删除元素
用在FILO,用addFirst()/removeLast()
ListIterator提供双向遍历next() previous(),可删除、替换、增加元素
一、set
无重复、无序
HashSet-基于散列表的集,加进散列表的元素要实现hashCode()方法以判断是否为同一个对象,无顺序、无重复。
LinkedHashSet-在HashSet中加入了链表数据结构,有顺序
TreeSet-可以排序,需要实现Comparable接口,并实现其compareTo()方法,以排序。
Set是一种不包含重复的元素的Collection,即任意的两个元素e1和e2都有e1.equals(e2)=false,Set最多有一个null元素。
很明显,Set的构造函数有一个约束条件,传入的Collection参数不能包含重复的元素。
请注意:必须小心操作可变对象(Mutable Object)。如果一个Set中的可变元素改变了自身状态导致Object.equals(Object)=true将导致一些问题。
LinkedList类
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(...));
ArrayList类
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。
和LinkedList一样,ArrayList也是非同步的(unsynchronized)。
Vector类
Vector非常类似ArrayList,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。
Stack 类
Stack继承自Vector,实现一个后进先出的堆栈。Stack提供5个额外的方法使得Vector得以被当作堆栈使用。基本的push和pop方法,还有peek方法得到栈顶的元素,empty方法测试堆栈是否为空,search方法检测一个元素在堆栈中的位置。Stack刚创建后是空栈。
三、Map
用于关键字/数值对,较高的存取性能。不允许重复的key,但允许重复的Value。
处理Map的三种集合
关键字集KeySet() 数值集value() 项目集enrySet()
四个具体版本
HashMap-散列表的通用映射表,无序,可在初始化时设定其大小,自动增长。
LinkedHashMap-扩展HashMap,对返回集合迭代时,维护插入顺序
WeakHashMap-基于弱引用散列表的映射表,如果不保持映射表外的关键字的引用,则内存回收程序会回收它
TreeMap-基于平衡树的映射表
请注意,Map没有继承Collection接口,Map提供key到value的映射。一个Map中不能包含相同的key,每个key只能映射一个value。Map接口提供3种集合的视图,Map的内容可以被当作一组key集合,一组value集合,或者一组key-value映射。
Hashtable类
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。
Hashtable通过initial capacity和load factor两个参数调整性能。通常缺省的load factor 0.75较好地实现了时间和空间的均衡。增大load factor可以节省空间但相应的查找时间将增大,这会影响像get和put这样的操作。
使用Hashtable的简单示例如下,将1,2,3放到Hashtable中,他们的key分别是”one”,”two”,”three”:
Hashtable numbers = new Hashtable();
numbers.put(“one”, new Integer(1));
numbers.put(“two”, new Integer(2));
numbers.put(“three”, new Integer(3));
要取出一个数,比如2,用相应的key:
Integer n = (Integer)numbers.get(“two”);
System.out.println(“two = ” + n);
由于作为key的对象将通过计算其散列函数来确定与之对应的value的位置,因此任何作为key的对象都必须实现hashCode和equals方法。hashCode和equals方法继承自根类Object,如果你用自定义的类当作key的话,要相当小心,按照散列函数的定义,如果两个对象相同,即obj1.equals(obj2)=true,则它们的hashCode必须相同,但如果两个对象不同,则它们的hashCode不一定不同,如果两个不同对象的hashCode相同,这种现象称为冲突,冲突会导致操作哈希表的时间开销增大,所以尽量定义好的hashCode()方法,能加快哈希表的操作。
如果相同的对象有不同的hashCode,对哈希表的操作会出现意想不到的结果(期待的get方法返回null),要避免这种问题,只需要牢记一条:要同时复写equals方法和hashCode方法,而不要只写其中一个。
Hashtable是同步的。
HashMap类
HashMap和Hashtable类似,不同之处在于HashMap是非同步的,并且允许null,即null value和null key。,但是将HashMap视为Collection时(values()方法可返回Collection),其迭代子操作时间开销和HashMap的容量成比例。因此,如果迭代操作的性能相当重要的话,不要将HashMap的初始化容量设得过高,或者load factor过低。
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。
小结
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。
四、Java集合类collections
用于同步集合,还能改变集合只读方式的类
e.g.:
1. Map mp=new HashMap();
2.
3. mp=Collections.synchronizedMap(mp); //生成线程安全的映射表
4.
5. mp=Collections.unmodifiableMap(mp); //生成只读映射表
五、Comparable 自然顺序的排序类 Comparator 面向树的集合排序类
六、Vector类
Vector,可以动态增加容量。对它的操作简要如下
七、Enumeration接口
八、Dictionary类
字典。关键字/数值方式存取数据,如果映射没有此关键字,取回null。
九、Hashtable类
1.public class ArrayTest {
2. public static void main(String[] args){
3. List<Students> list = new ArrayList<Students>();
4. list.add(new Students(3,"langhua"));
5. list.add(new Students(2,"xia"));
6. list.add(new Students(2,"array"));
7. list.add(new Students(1,"ffein"));
8. Collections.sort(list, new Students.MyComparator());
9. //这是反序排序Collections.sort(list, Collections.reverseOrder());
10. //Array.sort(Object[] o,Comparator c);针对对象数组也可以排序
11. System.out.println(list);
12. }
13.}
14.class Students implements Comparable{
15. int num;
16. String name;
17. static class MyComparator implements Comparator{
18.
19. public int compare(Object o1, Object o2) {
20. Students s1 = (Students) o1;
21. Students s2 = (Students) o2;
22. int result = s1.num > s2.num ? 1 : (s1.num == s2.num ? 0 : -1);
23. if(result==0){
24. return s1.name.compareTo(s2.name);
25. }
26. return result;
27. }
28.
29. }
30. public Students(int num,String name){
31. this.num = num;
32. this.name = name;
33. }
34. public String toString(){
35. return num+":"+name;
36. }
37. public int compareTo(Object o) {
38. Students s = (Students) o;
39. int result = num>s.num ? 1:(num==s.num ? 0:-1);
40. if(result == 0){
41. result = name.compareTo(s.name);
42. return result;
43. }
44. return result;
45. }
46.}
Dictionary结构的具体实现。
1、Collection 和 Collections的区别。
Collections是个java.util下的类,它包含有各种有关java集合操作的静态方法。
Collection是个java.util下的接口,它是各种java集合结构的父接口
2、List, Set, Map是否继承自Collection接口? List,Set是 Map不是
3、ArrayList和Vector的区别。
(1).同步性:Vector是线程安全的,也就是说是同步的,而ArrayList是线程序不安全的,不是同步的
(2).数据增长:当需要增长时,Vector默认增长为原来一培,而ArrayList却是原来的一半
4、HashMap和Hashtable的区别
(1).历史原因:Hashtable是基于陈旧的Dictionary类的,HashMap是Java 1.2引进的Map接口的一个实现
(2).同步性:Hashtable是线程安全的,也就是说是同步的,而HashMap是线程序不安全的,不是同步的
(3).值:只有HashMap可以让你将空值作为一个表的条目的key或value