`
ssydxa219
  • 浏览: 622474 次
  • 性别: Icon_minigender_1
  • 来自: 杭州
文章分类
社区版块
存档分类
最新评论

Collection

 
阅读更多

线性表,链表,哈希表是常用的数据结构,在进行Java开发时,JDK已经为我们提供了一系列相应的类来实现基本的数据结构。这些类均在java.util包中。本文试图通过简单的描述,向读者阐述各个类的作用以及如何正确使用这些类 ...
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。

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。

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。

Set接口

  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。

Map接口

   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。

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。
  如果程序在单线程环境中,或者访问仅仅在一个线程中进行,考虑非同步的类,其效率较高,如果多个线程可能同时操作一个类,应该使用同步的类。
  要特别注意对哈希表的操作,作为key的对象要正确复写equals和hashCode方法。
  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。
附:同步性 〉 Vector 是同步的。这个类中的一些方法保证了Vector中的对象是线程安全的。而ArrayList则是异步的,因此ArrayList中的对象并不是线程安全 的。因为同步的要求会影响执行的效率,所以如果你不需要线程安全的集合那么使用ArrayList是一个很好的选择,这样可以避免由于同步带来的不必要的 性能开销。

数据增长 〉 从内部实现机制来讲ArrayList和Vector都是使用数组(Array)来控制集合中的对 象。当你向这两种类型中增加元素的时候,如果元素的数目超出了内部数组目前的长度它们都需要扩展内部数组的长度,Vector缺省情况下自动增长原来一倍 的数组长度,ArrayList是原来的50%,所以最后你获得的这个集合所占的空间总是比你实际需要的要大。所以如果你要在集合中保存大量的数据那么使 用Vector有一些优势,因为你可以通过设置集合的初始化大小来避免不必要的资源开销。

使用模式 〉 在 ArrayList和Vector中,从一个指定的位置(通过索引)查找数据或是在集合的末尾增加、移除一个元素所花费的时间是一样的,这个时间我们用 O(1)表示。但是,如果在集合的其他位置增加或移除元素那么花费的时间会呈线形增长:O(n-i),其中n代表集合中元素的个数,i代表元素增加或移除 元素的索引位置。为什么会这样呢?以为在进行上述操作的时候集合中第i和第i个元素之后的所有元素都要执行位移的操作。这一切意味着什么呢?
这意 味着,你只是查找特定位置的元素或只在集合的末端增加、移除元素,那么使用Vector或ArrayList都可以。如果是其他操作,你最好选择其他的集 合操作类。比如,LinkList集合类在增加或移除集合中任何位置的元素所花费的时间都是一样的?O(1),但它在索引一个元素的使用缺比较慢 -O(i),其中i是索引的位置.使用ArrayList也很容易,因为你可以简单的使用索引来代替创建iterator对象的操作。LinkList也 会为每个插入的元素创建对象,所有你要明白它也会带来额外的开销。
最后,在《Practical Java》一书中Peter Haggar建议使用一个简单的数组(Array)来代替Vector或ArrayList。尤其是对于执行效率要求高的程序更应如此。因为使用数组 (Array)避免了同步、额外的方法调用和不必要的重新分配空间的操作

分享到:
评论

相关推荐

    mybatis 多层级collection嵌套.docx

    首先,让我们理解MyBatis中的`<collection>`标签。它是`<resultMap>`的一个子元素,用于处理一对多或多元组的关系。在这个例子中,汽车(Car)可以有多盏灯(Light),每盏灯又可以有多种颜色(Color)。这需要在...

    VB6字典Dictionary比Collection速度慢几倍

    Dictionary比Collection慢好多; 采用了高精度计时器进行比较,可以精确到微秒; 添加速度快1-2倍 读取快3倍 删除有时快5倍 具体数据量不一样,CPU和电脑不同,结果也不同。 Dictionary,加20万条,用时2371.5783毫秒...

    VB中Collection的使用方法

    本文将深入探讨VB中Collection的使用方法,包括如何创建、添加元素、删除元素以及访问和遍历集合。 ### Collection的创建 在VB中,我们可以使用`New`关键字来创建一个新的Collection对象。例如: ```vb Dim ...

    Nik_Collection_4.0.7.0_Multilingualx64.rar

    nik collection 4.0.7中文版是一款非常好用的创意照片编辑软件,软件内的新界面更现代、更吸引人、更实用,并且它还提供了对所有可用工具和预设的更快访问,因此您可以专注于最重要的事情或者找到自己的风格。...

    The Garbage Collection Handbook.pdf

    《垃圾收集手册》是关于自动内存管理的一本权威著作,主要探讨了计算机程序中的垃圾收集(Garbage Collection, GC)技术。垃圾收集是现代编程语言中一个至关重要的部分,它负责自动识别并释放不再使用的内存空间,...

    mybatis collection list string

    标题 "mybatis collection list string" 暗示了我们讨论的主题是关于MyBatis框架中与集合(List)和字符串(String)处理相关的问题。在MyBatis这个强大的持久层框架中,集合和字符串的使用非常常见,尤其是在进行数据库...

    The Animation Collection..zip

    《动画技术探索:开源项目"The Animation Collection"解析》 在当今数字时代,动画技术已经渗透到各个领域,从电影、游戏到网页设计,都离不开它的身影。开源项目"The Animation Collection"是一个专注于动画技术的...

    浅析PHP中Collection 类的设计

    首先,我们需要了解Collection类的基本要求。一个基本的Collection类通常需要具备以下功能: 1. 添加元素(addItem):可以向集合中添加新的元素。 2. 移除元素(removeItem):可以从集合中移除指定的元素。 3. ...

    google的collection包

    谷歌的Collection包是Java开发中一个非常重要的工具集,它扩展了Java标准库中的集合框架,为开发者提供了更强大、更高效的数据结构和算法。在谷歌Collection包中,特别是其Guava子库,包含了丰富的数据结构,如...

    Denise Milani Video Collection

    Denise Milani Video Collection

    集合框架包含collection和map的子类

    集合框架包含collection和map的子类。其中collection包含list、set和queue。map包括hashmap、hashtable和treemap

    C++_Collection_web

    标题 "C++_Collection_web" 暗示了这是一个关于C++编程的资源集合,特别是与Web相关的技术或实践。这个压缩包包含了多个CSDN博客文章,这些文章可能涵盖了C++中的高级主题,如异常安全编程、智能指针、模板、STL使用...

    Mybatis高级-resultMap之collection聚集

    ### Mybatis高级-resultMap之collection聚集 在MyBatis中,`collection`元素主要用于处理一对多的关系映射问题。本文将通过一个具体的示例来详细解释如何利用MyBatis的`collection`元素来实现一对多的数据关联。 #...

    php中的Collection集合类.zip

    Collection集合类的主要目标是提供一种结构化的方式来存储和操作多个相关对象。在PHP中,这可能表现为一个继承自`ArrayObject`的类,或者完全独立的类,它提供了类似于数组的方法,如添加元素、删除元素、遍历元素...

    Laravel开发-collection-macros

    `collection macros` 是一种自定义扩展Laravel Collection类的方法,允许开发者添加自己的便捷功能,以满足特定项目的需求。 标题"Laravel开发-collection-macros"暗示了这个压缩包可能包含了一组自定义的...

    Java集合类(Collection)学习

    在Java编程语言中,集合框架是处理对象组的重要工具,其中`Collection`是最基础的接口,它是所有集合类的根接口。在这个Java集合类的学习资料中,我们将深入探讨`Collection`以及与其相关的`TreeMap`、`Set`和`List`...

    Collection与Collections,Array与Arrays的区别

    Collection与Collections,Array与Arrays的区别 Collection与Collections的区别: Collection是一个接口,位于java.util包下,是各种集合结构的父接口。它提供了最基本的集合操作,如add、remove、contains等。...

    php中的Collection集合类

    此外,`Collection`还常用于ORM(对象关系映射)框架中,如Doctrine,它提供了强大的`Collection`实现,可以进行更复杂的操作。 在实际开发中,你可以选择扩展已有的PHP库,如Laravel的`Illuminate\Support\...

    CollectionService.zip

    《CollectionService.zip——构建多端口监听与数据处理平台》 在IT行业中,网络通信是不可或缺的一部分,而Telnet作为一种简单、直接的远程登录协议,常用于设备调试、网络诊断等场景。本压缩包"CollectionService....

Global site tag (gtag.js) - Google Analytics