java中的ArrayList 、List、LinkedList、Collection关系详解

java中的ArrayList 、List、LinkedList、Collection关系详解

一、基础介绍(Set、List、Map)

  • Set(集):集合中的元素不按特定方式排序,并且没有重复对象。他的有些实现类能对集合中的对象按特定方式排序。
  • List(列表):集合中的元素按索引位置排序,可以有重复对象,允许按照对象在集合中的索引位置检索对象。
  • Map(映射):集合中的每一个元素包含一对键对象和值对象,集合中没有重复的键对象,值对象可以重复。他的有些实现类能对集合中的键对象进行排序。

 

二、基本接口和类型

1、Iterator接口 

    该接口允许遍历集合中的所有元素,一共有三个方法:

  • public boolean hasNext():判断是否还有下一个元素。
  • public Object next():取得下一个元素,注意返回值为 Object,可能需要类型转换。如果不再有可取元素,则抛出NoSuchElementException异常。在使用该方法之前,必须先使用hasNext()方法判断。
  • public void remove():删除当前元素,很少用。

2、Collection接口

    该接口是Set和List的父接口,主要提供了下面的方法:

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

3、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

3.1 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。

3.2 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。

 

4、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。

4.1 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。

4.1.1 主要方法:
  • public boolean add(Object?o):添加元素
  • public void add(int index, Object element):在指定位置添加元素
  • public Iterator iterator():取得Iterator对象便于遍历所有元素
  • public Object get(int?index):根据索引获取指定位置的元素
  • public Object set(int index,Object element):替换掉指定位置的元素
4.1.2 排序方法:
  • Collections.sort(List list):对List的元素进行自然排序
  • Collections.sort(List list, Comparator comparator):对List中的元素进行客户化排序 

4.2 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(...));

5、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。

5.1 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。

5.2 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。

5.3 方法列表

  • public Object put(Object key, Object value):插入元素
  • public Object get(Object?key):根据键对象获取值对象
  • public Set keySet():取得所有键对象集合
  • public Collection values():取得所有值对象集合
  • public Set entrySet():取得Map.Entry对象集合,一个Map.Entry代表一个Map中的元素 

6、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。      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。

7、相关内容

LinkList和ArrayList哪个更快

不断的向数组的中间插入数据,ArrayList和LinkedList哪个快

posted @ 2013-09-05 09:47  李秋  阅读(37304)  评论(2编辑  收藏