码迷,mamicode.com
首页 > 编程语言 > 详细

Java集合

时间:2014-04-28 05:50:05      阅读:557      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:com   class   http   code   div   style   java   size   tar   ext   width   

  我们知道数组可以存放相同类型的数据,它不仅可以存放基本类型的数据,也可以存放引用类型的数据。但是我们知道,创建数组时,数组的长度和存储都明确规定好了,所以数组一旦被创建,其长度和存储类型将不能被改变。然而在很多情况下我们是无法知道对象的确切数目,为了解决上述问题,Java提供了一组集合类,通过将集合类作为对象容器,我们就可以方便地管理数目不固定的对象集合了。

  

集合       实现类
collection(接口集合) 单一值元素 list 有序、可重复 ArrayList
set 无序、不可重复 HashSet
map(图集合) 键值对     HashMap

  Collection

  Collection接口提供了一组操作成批对象的方法

  它提供了基本操作如添加、删除。它也支持查询操作如是否为空isEmpty()方法等。为了支持对Collection进行独立操作,Java的集合框架给出了一个Iterator,它使得你可以泛型操作一个Collection,而不需知道这个Collection的具体实现类型是什么。它的功能与Java1中的Enumeration类似,只是更易掌握和使用,功能也更强大。在建立集合框架时,Sun的开发团队考虑到需要提供一些灵活的接口,用来操作成批的元素,又为了设计的简便,就把那些对集合进行可选操作的方法与基本方法放到了一起。因为一个接口的实现者必须提供对接口中定义的所有方法的实现,这就需要一种途径让调用者知道它正在调用的可选方法当前不支持。最后开发团队选择使用一种信号,也即抛出一种不支持操作例外(UnsupportedOperationException),如果你在使用一个Collection中遇到一个上述的例外,那就意味着你的操作失败,比如你对一个只读Collection添加一个元素时,你就会得到一个不支持操作例外。在你实现一个集合接口时,你可以很容易的在你不想让用户使用的方法中抛出UnsupportOperationException来告诉使用者这个方法当前没有实现,UnsupportOperationException是RuntimeException的一个扩展。
  另外Java2的容器类库还有一种Fail fast的机制。比如你正在用一个Iterator遍历一个容器中的对象,这时另外一个线程或进程对那个容器进行了修改,那么再用next()方法时可能会有灾难性的后果,而这是你不愿看到的,这时就会引发一个ConcurrentModificationException例外。这就是fail-fast。Collection的功能
下面这张表给出了Collection的所有功能,也就是你能用Set和List做什么事(不包括从Object自动继承过来的方法)。(List还有一些额外的功能。)Map不是继承Collection的,所以我们会区别对待。
  boolean add(Object):确保容器能持有你传给它的那个参数。如果没有把它加进去,就返回false。(这是个“可选”的方法,本章稍后会再作解释。)
  boolean addAll(Collection):加入参数Collection所含的所有元素。只要加了元素,就返回true。
  void clear():清除容器所保存的所有元素。(“可选”)
  boolean contains(Object):如果容器持有参数Object,就返回true。
  boolean containsAll(Collection):如果容器持有参数Collection所含的全部元素,就返回true。 boolean isEmpty():如果容器里面没有保存任何元素,就返回true。
  Iterator iterator():返回一个可以在容器的各元素之间移动的Iterator。
  boolean removeAll(Collection):删除容器里面所有参数Collection所包含的元素。只要删过东西,就返回true。(“可选”)
  boolean retainAll(Collection):只保存参数Collection所包括的元素(集合论中“交集”的概念)。如果发生过变化,则返回true。(“可选”)
  int size():返回容器所含元素的数量。
  Object[] toArray():返回一个包含容器中所有元素的数组。
  Object[] toArray(Object[] a):返回一个包含容器中所有元素的数组,且这个数组不是普通的Object数组,它的类型应该同参数数组a的类型相同(要做类型转换)。
  注意,这里没有能进行随机访问的get()方法。这是因为Collection还包括Set。而Set有它自己的内部顺序(因此随机访问是毫无意义的)。所以如果你要检查Collection的元素,你就必须使用迭代器。

  List

  List接口对Collection进行了简单的扩充
  它的具体实现类常用的有ArrayList和LinkedList。你可以将任何东西放到一个List容器中,并在需要时从中取出。ArrayList从其命名中可以看出它是一种类似数组的形式进行存储,因此它的随机访问速度极快,而LinkedList的内部实现是链表,它适合于在链表中间需要频繁进行插入和删除操作。在具体应用时可以根据需要自由选择。前面说的Iterator只能对容器进行向前遍历,而ListIterator则继承了Iterator的思想,并提供了对List进行双向遍历的方法。List的功能
  List的基本用法是相当简单的。虽然绝大多数时候,你只是用add()加对象,用get()取对象,用iterator()获取这个序列的Iterator,但List还有一些别的很有用的方法。
实际上有两种List:擅长对元素进行随机访问的,较常用的ArrayList,和更强大的LinkedList。LinkedList不是为快速的随机访问而设计的,但是它却有一组更加通用的方法。
List(接口):List的最重要的特征就是有序;它会确保以一定的顺序保存元素。List在Collection的基础上添加了大量方法,使之能在序列中间插入和删除元素。(只对LinkedList推荐使用。)List可以制造ListIterator对象,你除了能用它在List的中间插入和删除元素之外,还能用它沿两个方法遍历List。
  ArrayList*:一个用数组实现的List。能进行快速的随机访问,但是往列表中间插入和删除元素的时候比较慢。ListIterator只能用在反向遍历ArrayList的场合,不要用它来插入和删除元素,因为相比LinkedList,在ArrayList里面用ListIterator的系统开销比较高。
  LinkedList:对顺序访问进行了优化。在List中间插入和删除元素的代价也不高。随机访问的速度相对较慢。(用ArrayList吧。)此外它还有addFirst(),addLast(),            getFirst(),getLast(),removeFirst()和removeLast()等方法(这些方法,接口和基类均未定义),你能把它当成栈(stack),队列(queue)或双向队列(deque)来用。
  记住,容器只是一个存储对象的盒子。如果这个小盒子能帮你解决所有的问题,那你就用不着去管它是怎么实现的(在绝大多数情况下,这是使用对象的基本概念)。如果开发环境里面还有一些别的,会造成固定的性能开销的因素存在,那么ArrayList和LinkedList之间的性能差别就会变得不那么重要了。你只需要它们中的一个,你甚至可以想象有这样一种“完美”的抽象容器;它能根据用途,自动地切换其底层的实现。
  LinkedList的用途
  用LinkedList做一个栈
  “栈(stack)”有时也被称为“后进先出”(LIFO)的容器。就是说,最后一个被“压”进栈中的东西,会第一个“弹”出来。同其他Java容器一样,压进去和弹出来的东西都是Object,所以除非你只用Object的功能,否则就必须对弹起来的东西进行类型转换。
  LinkedList的方法能直接实现栈的功能,所以你完全可以不写Stack而直接使用LinkedList。
  如果你只想要栈的功能,那么继承就不太合适了,因为继承出来的是一个拥有LinkedList的所有方法的类。
  用LinkedList做一个队列
  队列(queue)是一个“先进先出”(FIFO)容器。也就是,你把一端把东西放进去,从另一端把东西取出来。所以你放东西的顺序也就是取东西的顺序。LinkedList有支持队列的功能的方法,所以它也能被当作Queue来用。
  还能很轻易地用LinkedList做一个deque(双向队列)。它很像队列,只是你可以从任意一端添加和删除元素。

  Set

  Set接口也是Collection的一种扩展
  与List不同的是,在Set中的对象元素不能重复,也就是说你不能把同样的东西两次放入同一个Set容器中。它的常用具体实现有HashSet和TreeSet类。HashSet能快速定位一个元素,但是你放到HashSet中的对象需要实现hashCode()方法,它使用了前面说过的哈希码的算法。而TreeSet则将放入其中的元素按序存放,这就要求你放入其中的对象是可排序的,这就用到了集合框架提供的另外两个实用类Comparable和Comparator。一个类是可排序的,它就应该实现Comparable接口。有时多个类具有相同的排序算法,那就不需要在每分别重复定义相同的排序算法,只要实现Comparator接口即可。集合框架中还有两个很实用的公用类:Collections和Arrays。Collections提供了对一个Collection容器进行诸如排序、复制、查找和填充等一些非常有用的方法,Arrays则是对一个数组进行类似的操作。Set的功能
  Set的接口就是Collection的,所以不像那两个List,它没有额外的功能。实际上Set确确实实就是一个Collection--只不过行为方式不同罢了。(这是继承和多态性的完美运用:表达不同地行为。)Set会拒绝持有多个具有相同值的对象的实例(对象的“值”又是由什么决定的呢?这个问题比较复杂,我们以后会讲)。
Set(接口):加入Set的每个元素必须是唯一的;否则,Set是不会把它加进去的。要想加进Set,Object必须定义equals(),这样才能标明对象的唯一性。Set的接口和Collection的一摸一样。Set的接口不保证它会用哪种顺序来存储元素。
  HashSet*:为优化查询速度而设计的Set。要放进HashSet里面的Object还得定义hashCode()。
  TreeSet:是一个有序的Set,其底层是一颗树。这样你就能从Set里面提取一个有序序列了。
  LinkedHashSet(JDK 1.4):一个在内部使用链表的Set,既有HashSet的查询速度,又能保存元素被加进去的顺序(插入顺序)。用Iterator遍历Set的时候,它是按插入顺序进行访问的。
  HashSet保存对象的顺序是和TreeSet和LinkedHashSet不一样的。这是因为它们是用不同的方法来存储和查找元素的。(TreeSet用了一种叫红黑树的数据结构【red-black tree data structure】来为元素排序,而HashSet则用了“专为快速查找而设计”的散列函数。LinkedHashSet在内部用散列来提高查询速度,但是它看上去像是用链表来保存元素的插入顺序的。)你写自己的类的时候,一定要记住,Set要有一个判断以什么顺序来存储元素的标准,也就是说你必须实现Comparable接口,并且定义compareTo()方法。
  SortedSet
  SortedSet(只有TreeSet这一个实现可用)中的元素一定是有序的。这使得SortedSet接口多了一些方法:
  Comparator comparator():返回Set所使用的Comparator对象,或者用null表示它使用Object自有的排序方法。
  Object first():返回最小的元素。
  Object last():返回最大的元素。
  SortedSet subSet(fromElement, toElement):返回Set的子集,其中的元素从fromElement开始到toElement为止(包括fromElement,不包括toElement)。
  SortedSet headSet(toElement):返回Set的子集,其中的元素都应小于toElement。
  SortedSet headSet(toElement):返回Set的子集,其中的元素都应大于fromElement。
  注意,SortedSet意思是“根据对象的比较顺序”,而不是“插入顺序”进行排序.

  Map

  Map是一种把键对象和值对象进行关联的容器
  一个值对象又可以是一个Map,依次类推,这样就可形成一个多级映射。对于键对象来说,像Set一样,一个Map容器中的键对象不允许重复,这是为了保持查找结果的一致性;如果有两个键对象一样,那你想得到那个键对象所对应的值对象时就有问题了,可能你得到的并不是你想的那个值对象,结果会造成混乱,所以键的唯一性很重要,也是符合集合的性质的。当然在使用过程中,某个键所对应的值对象可能会发生变化,这时会按照最后一次修改的值对象与键对应。对于值对象则没有唯一性的要求。你可以将任意多个键都映射到一个值对象上,这不会发生任何问题(不过对你的使用却可能会造成不便,你不知道你得到的到底是那一个键所对应的值对象)。Map有两种比较常用的实现:HashMap和TreeMap。HashMap也用到了哈希码的算法,以便快速查找一个键,TreeMap则是对键按序存放,因此它便有一些扩展的方法,比如firstKey(),lastKey()等,你还可以从TreeMap中指定一个范围以取得其子Map。键和值的关联很简单,用put(Object key,Object value)方法即可将一个键与一个值对象相关联。用get(Object key)可得到与此key对象所对应的值对象。
Map的功能
  ArrayList能让你用数字在一个对象序列里面进行选择,所以从某种意义上讲,它是将数字和对象关联起来。但是,如果你想根据其他条件在一个对象序列里面进行选择的话,那又该怎么做呢?栈就是一个例子。它的标准是“选取最后一个被压入栈的对象”。我们常用的术语map,dictionary,或associative array就是一种非常强大的,能在序列里面进行挑选的工具。从概念上讲,它看上去像是一个ArrayList,但它不用数字,而是用另一个对象来查找对象!这是一种至关重要的编程技巧。
这一概念在Java中表现为Map。put(Object key, Object value)方法会往Map里面加一个值,并且把这个值同键(你查找时所用的对象)联系起来。给出键之后,get(Object key)就会返回与之相关的值。你也可以用containsKey()和containsValue()测试Map是否包含有某个键或值。
  Java标准类库里有好几种Map:HashMap,TreeMap,LinkedHashMap,WeakHashMap,以及IdentityHashMap。它们都实现了Map的基本接口,但是在行为方式方面有着明显的诧异。这些差异体现在,效率,持有和表示对象pair的顺序,持有对象的时间长短,以及如何决定键的相等性。
  性能是Map所要面对的一个大问题。如果你知道get()时怎么工作的,你就会发觉(比方说)在ArrayList里面找对象会是相当慢的。而这正是HashMap的强项。它不是慢慢地一个个地找这个键,而是用了一种被称为hash code的特殊值来进行查找的。散列(hash)时一种算法,它会从目标对象当中提取一些信息,然后生成一个表示这个对象的“相对独特”的int。hashCode()是Object根类的方法,因此所有Java对象都能生成hash code。HashMap则利用对象的hashCode()来进行快速的查找。这样性能就有了急剧的提高。
Map(接口):维持键--值的关系(既pairs),这样就能用键来找值了。
  HashMap*:基于hash表的实现。(用它来代替Hashtable。)提供时间恒定的插入与查询。在构造函数种可以设置hash表的capacity和load factor。可以通过构造函数来调节其性能。
LinkedHashMap(JDK 1.4):很像HashMap,但是用Iterator进行遍历的时候,它会按插入顺序或最先使用的顺序(least-recently-used(LRU)order)进行访问。除了用Iterator外,其他情况下,只是比HashMap稍慢一点。用Iterator的情况下,由于是使用链表来保存内部顺序,因此速度会更快。
  TreeMap:基于红黑树数据结构的实现。当你查看键或pair时,会发现它们时按顺序(根据Comparable或Comparator,我们过一会讲)排列的。TreeMap的特点时,你所得到的是一个有序的Map。TreeMap是Map中唯一有subMap()方法的实现。这个方法能让你获取这个树中的一部分。
WeakHashMap:一个weak key的Map,是为某些特殊问题而设计的。它能让Map释放其所持有的对象。如果某个对象除了在Map当中充当键之外,在其他地方都没有其reference的话,那它将被当作垃圾回收。
  IdentityHashMap(JDK 1.4):一个用==,而不是equals()来比较键的hashmap。不是为我们平常使用而设计的,是用来解决特殊问题的。
  散列是往Map里存数据的常用算法。
  SortedMap
  SortedMap(只有TreeMap这一个实现)的键肯定是有序的,因此这个接口里面就有一些附加功能的方法了。
  Comparator comparator():返回Map所使用的comparator,如果是用Object内置的方法的话,则返回null。
  Object firstKey():返回第一个键。
  Object lastKey():返回最后一个键。
  SortedMap subMap(fromKey, toKey):返回这个Map的一个子集,其键从fromKey开始到toKey为止,包括前者,不包括后者。
  SortedMap headMap(toKey):返回这个Map的一个子集,其键均小于toKey。
  SortedMap tailMap(fromKey):返回这个Map的一个子集,其键均大于等于fromKey。
  pair是按key的顺序存储的,由于TreeMap有顺序的概念,因此“位置”是有意义的,所以你可以去获取它的第一个和最后一个元素,以及它的子集。
  LinkedHashMap
  为了提高速度,LinkedHashMap对所有东西都做了hash,而且遍历的时候(println()会遍历整个Map,所以你能看到这个过程)还会按插入顺序返回pair。此外,你还可以在LinkedHashMap的构造函数里面进行配置,让它使用基于访问的LRU(least-recently-used)算法,这样还没被访问过的元素(同时也是要删除的候选对象)就会出现在队列的最前头。这样,为节省资源而写一个定时清理的程序就变得很简单了。

Java集合,布布扣,bubuko.com

Java集合

标签:com   class   http   code   div   style   java   size   tar   ext   width   

原文地址:http://www.cnblogs.com/leafde/p/3694938.html

(0)
(0)
   
举报
评论 一句话评论(0
登录后才能评论!
© 2014 mamicode.com 版权所有  联系我们:gaon5@hotmail.com
迷上了代码!