Java學(xué)習(xí):Java集合框架詳解

早在Java 2中之前飒筑,Java就提供了特設(shè)類。比如:Dictionary, Vector, Stack, 和Properties這些類用來存儲(chǔ)和操作對(duì)象組啰脚。

雖然這些類都非常有用彤灶,但是它們?nèi)鄙僖粋€(gè)核心的,統(tǒng)一的主題席覆。由于這個(gè)原因,使用Vector類的方式和使用Properties類的方式有著很大不同汹买。

集合框架被設(shè)計(jì)成要滿足以下幾個(gè)目標(biāo):

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該框架必須是高性能的佩伤。基本集合(動(dòng)態(tài)數(shù)組晦毙,鏈表生巡,樹,哈希表)的實(shí)現(xiàn)也必須是高效的见妒。

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該框架允許不同類型的集合孤荣,以類似的方式工作,具有高度的互操作性须揣。

小編相信這里有很多學(xué)習(xí)java的朋友盐股,小編整理了一份java方面的學(xué)習(xí)資料,想要獲取的可以加我的java學(xué)習(xí)群的喲耻卡,928204055疯汁。歡迎愛學(xué)習(xí)Java的你們。

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對(duì)一個(gè)集合的擴(kuò)展和適應(yīng)必須是簡(jiǎn)單的卵酪。

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為此幌蚊,整個(gè)集合框架就圍繞一組標(biāo)準(zhǔn)接口而設(shè)計(jì)。你可以直接使用這些接口的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)溃卡,諸如:LinkedList, HashSet, 和 TreeSet等,除此之外你也可以通過這些接口實(shí)現(xiàn)自己的集合溢豆。

集合框架是一個(gè)用來代表和操縱集合的統(tǒng)一架構(gòu)。所有的集合框架都包含如下內(nèi)容:

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接口:是代表集合的抽象數(shù)據(jù)類型塑煎。接口允許集合獨(dú)立操縱其代表的細(xì)節(jié)沫换。在面向?qū)ο蟮恼Z言臭蚁,接口通常形成一個(gè)層次最铁。

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實(shí)現(xiàn)(類):是集合接口的具體實(shí)現(xiàn)讯赏。從本質(zhì)上講,它們是可重復(fù)使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)冷尉。

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算法:是實(shí)現(xiàn)集合接口的對(duì)象里的方法執(zhí)行的一些有用的計(jì)算漱挎,例如:搜索和排序。這些算法被稱為多態(tài)雀哨,那是因?yàn)橄嗤姆椒梢栽谙嗨频慕涌谏嫌兄煌膶?shí)現(xiàn)磕谅。

[if !supportLists]§ [endif]

除了集合,該框架也定義了幾個(gè)Map接口和類雾棺。Map里存儲(chǔ)的是鍵/值對(duì)膊夹。盡管Map不是collections,但是它們完全整合在集合中捌浩。

集合框架體系如圖所示

Java 集合框架提供了一套性能優(yōu)良放刨,使用方便的接口和類,java集合框架位于java.util包中尸饺, 所以當(dāng)使用集合框架的時(shí)候需要進(jìn)行導(dǎo)包进统。

集合接口

集合框架定義了一些接口。本節(jié)提供了每個(gè)接口的概述:

序號(hào)接口描述

1Collection接口

Collection 是最基本的集合接口浪听,一個(gè) Collection 代表一組 Object螟碎,Java不提供直接繼承自Collection的類,只提供繼承于的子接口(如List和set)迹栓。

2List接口

List接口是一個(gè)有序的Collection掉分,使用此接口能夠精確的控制每個(gè)元素插入的位置,能夠通過索引(元素在List中位置迈螟,類似于數(shù)組的小標(biāo))來訪問List中的元素叉抡,而且允許有相同的元素。

3Set

Set 具有與 Collection 完全一樣的接口答毫,只是行為上不同褥民,Set 不保存重復(fù)的元素。

4SortedSet

繼承于Set保存有序的集合洗搂。

5Map

將唯一的鍵映射到值消返。

6Map.Entry

描述在一個(gè)Map中的一個(gè)元素(鍵/值對(duì))。是一個(gè)Map的內(nèi)部類耘拇。

7SortedMap

繼承于Map撵颊,使Key保持在升序排列。

8Enumeration

這是一個(gè)傳統(tǒng)的接口和定義的方法惫叛,通過它可以枚舉(一次獲得一個(gè))對(duì)象集合中的元素倡勇。這個(gè)傳統(tǒng)接口已被迭代器取代。

Set和List的區(qū)別

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1. Set 接口實(shí)例存儲(chǔ)的是無序的嘉涌,不重復(fù)的數(shù)據(jù)妻熊。List 接口實(shí)例存儲(chǔ)的是有序的夸浅,可以重復(fù)的元素。

[if !supportLists]§ [endif]

[if !supportLists]§ [endif]

2. Set檢索效率低下扔役,刪除和插入效率高帆喇,插入和刪除不會(huì)引起元素位置改變 <實(shí)現(xiàn)類有HashSet,TreeSet>。

[if !supportLists]§ [endif]

[if !supportLists]§ [endif]

3. List和數(shù)組類似亿胸,可以動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)坯钦,根據(jù)實(shí)際存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度自動(dòng)增長(zhǎng)List的長(zhǎng)度。查找元素效率高侈玄,插入刪除效率低婉刀,因?yàn)闀?huì)引起其他元素位置改變 <實(shí)現(xiàn)類有ArrayList,LinkedList,Vector> 。

[if !supportLists]§ [endif]

集合實(shí)現(xiàn)類(集合類)

Java提供了一套實(shí)現(xiàn)了Collection接口的標(biāo)準(zhǔn)集合類序仙。其中一些是具體類路星,這些類可以直接拿來使用,而另外一些是抽象類诱桂,提供了接口的部分實(shí)現(xiàn)洋丐。

標(biāo)準(zhǔn)集合類匯總于下表:

序號(hào)類描述

1AbstractCollection

實(shí)現(xiàn)了大部分的集合接口。

2AbstractList

繼承于AbstractCollection 并且實(shí)現(xiàn)了大部分List接口挥等。

3AbstractSequentialList

繼承于 AbstractList 友绝,提供了對(duì)數(shù)據(jù)元素的鏈?zhǔn)皆L問而不是隨機(jī)訪問。

4LinkedList

該類實(shí)現(xiàn)了List接口肝劲,允許有null(空)元素迁客。主要用于創(chuàng)建鏈表數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),該類沒有同步方法辞槐,如果多個(gè)線程同時(shí)訪問一個(gè)List掷漱,則必須自己實(shí)現(xiàn)訪問同步,解決方法就是在創(chuàng)建List時(shí)候構(gòu)造一個(gè)同步的List榄檬。例如:

Listlist=Collections.synchronizedList(newLinkedList(...));

LinkedList 查找效率低卜范。

5ArrayList

該類也是實(shí)現(xiàn)了List的接口,實(shí)現(xiàn)了可變大小的數(shù)組鹿榜,隨機(jī)訪問和遍歷元素時(shí)海雪,提供更好的性能。該類也是非同步的,在多線程的情況下不要使用舱殿。ArrayList 增長(zhǎng)當(dāng)前長(zhǎng)度的50%奥裸,插入刪除效率低。

6AbstractSet

繼承于AbstractCollection 并且實(shí)現(xiàn)了大部分Set接口沪袭。

7HashSet

該類實(shí)現(xiàn)了Set接口湾宙,不允許出現(xiàn)重復(fù)元素,不保證集合中元素的順序,允許包含值為null的元素侠鳄,但最多只能一個(gè)嗡害。

8LinkedHashSet

具有可預(yù)知迭代順序的 Set 接口的哈希表和鏈接列表實(shí)現(xiàn)。

9TreeSet

該類實(shí)現(xiàn)了Set接口畦攘,可以實(shí)現(xiàn)排序等功能。

10AbstractMap

實(shí)現(xiàn)了大部分的Map接口十电。

11HashMap

HashMap 是一個(gè)散列表知押,它存儲(chǔ)的內(nèi)容是鍵值對(duì)(key-value)映射。

該類實(shí)現(xiàn)了Map接口鹃骂,根據(jù)鍵的HashCode值存儲(chǔ)數(shù)據(jù)台盯,具有很快的訪問速度,最多允許一條記錄的鍵為null畏线,不支持線程同步静盅。

12TreeMap

繼承了AbstractMap,并且使用一顆樹寝殴。

13WeakHashMap

繼承AbstractMap類蒿叠,使用弱密鑰的哈希表。

14LinkedHashMap

繼承于HashMap蚣常,使用元素的自然順序?qū)υ剡M(jìn)行排序.

15IdentityHashMap

繼承AbstractMap類市咽,比較文檔時(shí)使用引用相等。

在前面的教程中已經(jīng)討論通過java.util包中定義的類抵蚊,如下所示:

序號(hào)類描述

1Vector

該類和ArrayList非常相似施绎,但是該類是同步的,可以用在多線程的情況贞绳,該類允許設(shè)置默認(rèn)的增長(zhǎng)長(zhǎng)度谷醉,默認(rèn)擴(kuò)容方式為原來的2倍。

2Stack

棧是Vector的一個(gè)子類冈闭,它實(shí)現(xiàn)了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的后進(jìn)先出的棧俱尼。

3Dictionary

Dictionary 類是一個(gè)抽象類,用來存儲(chǔ)鍵/值對(duì)萎攒,作用和Map類相似号显。

4Hashtable

Hashtable 是 Dictionary(字典) 類的子類,位于 java.util 包中躺酒。

5Properties

Properties 繼承于 Hashtable押蚤,表示一個(gè)持久的屬性集,屬性列表中每個(gè)鍵及其對(duì)應(yīng)值都是一個(gè)字符串羹应。

6BitSet

一個(gè)Bitset類創(chuàng)建一種特殊類型的數(shù)組來保存位值揽碘。BitSet中數(shù)組大小會(huì)隨需要增加。

一個(gè)Bitset類創(chuàng)建一種特殊類型的數(shù)組來保存位值。BitSet中數(shù)組大小會(huì)隨需要增加雳刺。

集合算法

集合框架定義了幾種算法劫灶,可用于集合和映射。這些算法被定義為集合類的靜態(tài)方法掖桦。

在嘗試比較不兼容的類型時(shí)本昏,一些方法能夠拋出ClassCastException異常。當(dāng)試圖修改一個(gè)不可修改的集合時(shí)枪汪,拋出UnsupportedOperationException異常涌穆。

集合定義三個(gè)靜態(tài)的變量:EMPTY_SET,EMPTY_LIST雀久,EMPTY_MAP的宿稀。這些變量都不可改變。

序號(hào)算法描述

1Collection Algorithms

這里是一個(gè)列表中的所有算法實(shí)現(xiàn)赖捌。

如何使用迭代器

通常情況下祝沸,你會(huì)希望遍歷一個(gè)集合中的元素。例如越庇,顯示集合中的每個(gè)元素罩锐。

一般遍歷數(shù)組都是采用for循環(huán)或者增強(qiáng)for,這兩個(gè)方法也可以用在集合框架卤唉,但是還有一種方法是采用迭代器遍歷集合框架唯欣,它是一個(gè)對(duì)象,實(shí)現(xiàn)了Iterator 接口或ListIterator接口搬味。

迭代器境氢,使你能夠通過循環(huán)來得到或刪除集合的元素。ListIterator 繼承了Iterator碰纬,以允許雙向遍歷列表和修改元素萍聊。

序號(hào)

迭代器方法描述

1使用Java Iterator

這里通過實(shí)例列出Iterator和listIterator接口提供的所有方法。

遍歷ArrayList

解析:

三種方法都是用來遍歷ArrayList集合悦析,第三種方法是采用迭代器的方法寿桨,該方法可以不用擔(dān)心在遍歷的過程中會(huì)超出集合的長(zhǎng)度。

遍歷Map

如何使用比較器

TreeSet和TreeMap的按照排序順序來存儲(chǔ)元素. 然而强戴,這是通過比較器來精確定義按照什么樣的排序順序亭螟。

這個(gè)接口可以讓我們以不同的方式來排序一個(gè)集合。

序號(hào)比較器方法描述

1使用 Java Comparator

這里通過實(shí)例列出Comparator接口提供的所有方法

總結(jié)

Java集合框架為程序員提供了預(yù)先包裝的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法來操縱他們骑歹。

集合是一個(gè)對(duì)象预烙,可容納其他對(duì)象的引用。集合接口聲明對(duì)每一種類型的集合可以執(zhí)行的操作道媚。

集合框架的類和接口均在java.util包中扁掸。

任何對(duì)象加入集合類后翘县,自動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)镺bject類型,所以在取出的時(shí)候谴分,需要進(jìn)行強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換锈麸。

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