Java集合类详解

1、基本概念:

在编程中,常常需要集中存放多个数据,java的集合类可以存放动态增长的数据。

分类:
1) Collection
一组"对立"的元素,通常这些元素都服从某种规则
   1.1) List必须保持元素特定的顺序
   1.2) Set不能有重复元素
   1.3) Queue保持一个队列(先进先出)的顺序
2) Map
一组成对的"键值对"对象

Collection和Map的区别在于容器中每个位置保存的元素个数:

1) Collection 每个位置只能保存一个元素(对象)
2) Map保存的是"键值对",就像一个小型数据库。我们可以通过"键"找到该键对应的"值"
2. Java集合类架构层次关系

Interface Iterable

迭代器接口,这是Collection类的父接口。实现这个Iterable接口的对象允许使用foreach进行遍历,
也就是说,所有的Collection集合对象都具有"foreach可遍历性"。这Iterable接口只有一个方法:iterator()。
它返回一个代表当前集合对象的泛型<T>迭代器,用于之后的遍历操作。

Collection(List\Set\Queue)

Collection是最基本的集合接口,一个Collection代表一组Object的集合,这些Object被称作Collection的元素。
Collection是一个接口,用以提供规范定义,不能被实例化使用。

List

List集合代表一个元素有序、可重复的集合,集合中每个元素都有其对应的顺序索引。List集合允许加入重复元素,因为它可以通过索引来访问指定位置的集合元素。List集合默认按元素的添加顺序设置元素的索引。
1) ArrayList
2) Vector
2.1) Stack       
3) LinkedList 

ArrayList:ArrayList是基于数组实现的List类,它封装了一个动态的增长的、允许再分配的Object[]数组。

Vector:Vector和ArrayList在用法上几乎完全相同,但由于Vector是一个古老的集合,所以Vector提供了一些方法名很长的方法,但随着JDK1.2以后,java提供了系统的集合框架,就将Vector改为实现List接口,统一归入集合框架体系中。

Stack:Stack是Vector提供的一个子类,用于模拟"栈"这种数据结构(LIFO后进先出)。Stack实际上也是通过数组去实现的。 执行push时(即,将元素推入栈中),是通过将元素追加的数组的末尾中。 执行peek时(即,取出栈顶元素,不执行删除),是返回数组末尾的元素。 执行pop时(即,取出栈顶元素,并将该元素从栈中删除),是取出数组末尾的元素,然后将该元素从数组中删除。

LinkedList:implements List<E>, Deque<E>。实现List接口,能对它进行队列操作,即可以根据索引来随机访问集合中的元素。同时它还实现Deque接口,即能将LinkedList当作双端队列使用。自然也可以被当作"栈来使用"。

Set

Set集合类似于一个罐子,"丢进"Set集合里的多个对象之间没有明显的顺序。Set继承自Collection接口,不能包含有重复元素(记住,这是整个Set类层次的共有属性)。
Set判断两个对象相同不是使用"=="运算符,而是根据equals方法。也就是说,我们在加入一个新元素的时候,如果这个新元素对象和Set中已有对象进行注意equals比较都返回false,
则Set就会接受这个新元素对象,否则拒绝。因为Set的这个制约,在使用Set集合的时候,应该注意两点: 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 1) HashSet 1.1) LinkedHashSet 2) SortedSet 2.1) TreeSet 3) EnumSet

HashSet:HashSet是Set接口的典型实现,HashSet使用HASH算法来存储集合中的元素,因此具有良好的存取和查找性能。当向HashSet集合中存入一个元素时,HashSet会调用该对象的hashCode()方法来得到该对象的hashCode值,然后根据该HashCode值决定该对象在HashSet中的存储位置。值得主要的是,HashSet集合判断两个元素相等的标准是两个对象通过equals()方法比较相等,并且两个对象的hashCode()方法的返回值相等。

LinkedHashSet:LinkedHashSet集合也是根据元素的hashCode值来决定元素的存储位置,但和HashSet不同的是,它同时使用链表维护元素的次序,这样使得元素看起来是以插入的顺序保存的。当遍历LinkedHashSet集合里的元素时,LinkedHashSet将会按元素的添加顺序来访问集合里的元素。LinkedHashSet需要维护元素的插入顺序,因此性能略低于HashSet的性能,但在迭代访问Set里的全部元素时(遍历)将有很好的性能(链表很适合进行遍历)。

SortedSet:此接口主要用于排序操作,即实现此接口的子类都属于排序的子类。

TreeSet:TreeSet是SortedSet接口的实现类,TreeSet可以确保集合元素处于排序状态。

EnumSet: EnumSet是一个专门为枚举类设计的集合类,EnumSet中所有元素都必须是指定枚举类型的枚举值,该枚举类型在创建EnumSet时显式、或隐式地指定。EnumSet的集合元素也是有序的,它们以枚举值在Enum类内的定义顺序来决定集合元素的顺序。

Queue

Queue用于模拟"队列"这种数据结构(先进先出 FIFO)。队列的头部保存着队列中存放时间最长的元素,队列的尾部保存着队列中存放时间最短的元素。新元素插入(offer)到队列的尾部,
访问元素(poll)操作会返回队列头部的元素,队列不允许随机访问队列中的元素。Queue使用时要尽量避免Collection的add()和remove()方法,而是要使用offer()来加入元素,使用poll()来获取并移出元素。
它们的优点是通过返回值可以判断成功与否,add()和remove()方法在失败的时候会抛出异常。 如果要使用前端而不移出该元素,使用element()或者peek()方法。 注意:poll和peek方法出错返回null。因此,向队列中插入null值是不合法的。 1) PriorityQueue 2) Deque 2.1) ArrayDeque 2.2) LinkedList

PriorityQueue:并不是一个比较标准的队列实现,PriorityQueue保存队列元素的顺序并不是按照加入队列的顺序,而是按照队列元素的大小进行重新排序,这点从它的类名也可以看出来。

Deque:Deque接口代表一个"双端队列",双端队列可以同时从两端来添加、删除元素,因此Deque的实现类既可以当成队列使用、也可以当成栈使用。

ArrayDeque:是一个基于数组的双端队列,和ArrayList类似,它们的底层都采用一个动态的、可重分配的Object[]数组来存储集合元素,当集合元素超出该数组的容量时,系统会在底层重新分配一个Object[]数组来存储集合元素。

LinkedList:implements List<E>, Deque<E>。实现了Deque接口。

Map

Map用于保存具有"映射关系"的数据,因此Map集合里保存着两组值,一组值用于保存Map里的key,另外一组值用于保存Map里的value。key和value都可以是任何引用类型的数据。Map的key不允许重复,
即同一个Map对象的任何两个key通过equals方法比较结果总是返回false。关于Map,我们要从代码复用的角度去理解,java是先实现了Map,然后通过包装了一个所有value都为null的Map就实现了Set集合,
Map的这些实现类和子接口中key集的存储形式和Set集合完全相同(即key不能重复) Map的这些实现类和子接口中value集的存储形式和List非常类似(即value可以重复、根据索引来查找)。 1) HashMap 1.1) LinkedHashMap 2) Hashtable 2.1) Properties 3) SortedMap 3.1) TreeMap 4) WeakHashMap 5) IdentityHashMap 6) EnumMap

HashMap:和HashSet集合不能保证元素的顺序一样,HashMap也不能保证key-value对的顺序。并且类似于HashSet判断两个key是否相等的标准也是: 两个key通过equals()方法比较返回true,同时两个key的hashCode值也必须相等。

LinkedHashMap:LinkedHashMap也使用双向链表来维护key-value对的次序,该链表负责维护Map的迭代顺序,与key-value对的插入顺序一致(注意和TreeMap对所有的key-value进行排序进行区分)。

Hashtable: 是一个古老的Map实现类。

Properties :Properties对象在处理属性文件时特别方便(windows平台上的.ini文件),Properties类可以把Map对象和属性文件关联起来,从而可以把Map对象中的key-value对写入到属性文件中,

也可以把属性文件中的"属性名-属性值"加载到Map对象中。

SortedMap:正如Set接口派生出SortedSet子接口,SortedSet接口有一个TreeSet实现类一样,Map接口也派生出一个SortedMap子接口,SortedMap接口也有一个TreeMap实现类。

TreeMap: TreeMap就是一个红黑树数据结构,每个key-value对即作为红黑树的一个节点。TreeMap存储key-value对(节点)时,需要根据key对节点进行排序。TreeMap可以保证所有的key-value对处于有序状态。同样,TreeMap也有两种排序方式: 自然排序、定制排序。

WeakHashMap:WeakHashMap与HashMap的用法基本相似。区别在于,HashMap的key保留了对实际对象的"强引用",这意味着只要该HashMap对象不被销毁,该HashMap所引用的对象就不会被垃圾回收。但WeakHashMap的key只保留了对实际对象的弱引用,这意味着如果WeakHashMap对象的key所引用的对象没有被其他强引用变量所引用,则这些key所引用的对象可能被垃圾回收,当垃圾回收了该key所对应的实际对象之后,WeakHashMap也可能自动删除这些key所对应的key-value对。

IdentityHashMap:IdentityHashMap的实现机制与HashMap基本相似,在IdentityHashMap中,当且仅当两个key严格相等(key1 == key2)时,IdentityHashMap才认为两个key相等。

EnumMap:EnumMap是一个与枚举类一起使用的Map实现,EnumMap中的所有key都必须是单个枚举类的枚举值。创建EnumMap时必须显式或隐式指定它对应的枚举类。EnumMap根据key的自然顺序(即枚举值在枚举类中的定义顺序)。

posted @ 2020-02-22 22:40  reset_pc  阅读(...)  评论(...编辑  收藏