java集合框架思考学习一

 

java集合框架是什么？

  java集合框架是对数据结构和算法用法的实现的封装，包括map、set、list、tree、array、hastabel等其他的集合类型.

在C++中类似的是标准模板库.

根据维基百科了解到,JCF框架是从1.2版本才出现的，主要是java大牛Joshua_Bloch设计开发,这个人也就是Google首席工程软件师,同时也是《 Effective Java》的作者.

java集合框架解决了什么问题？

  我们在程序设计中，需要处理的数据分为基本数据和复合数据，后者常见的组织形式就是类。类对象通常是以动态形式分配的。

譬如在内存空间分配new一个对象。我们在处理的时候，面对的不是单个基本对象或者单个基本类，而是多个数据类型，那么用什么来处理多个对象呢？就是数组。数组也是一种实现集合的数据结构，可以存放多个数据。

数组的优点是通过下标检索元素非常方便，但是缺点也是显而易见：空间固定而且不能够稳定增长。所以不是解决一切集合问题的工具。我们可能需要一些新的数据结构的工具来处理集合，其实数组本身就是一种线下有序的数据结构。

  数据结构的基础就是集合论.为什么这么说呢？上面说过，现在我们要研究的不是单个的基 本类型或对象，多个对象的整体不就是集合吗？从OO的角度上看，集合也是一种对象，但它是一种特殊的对象：对象的容器（注意，我们这里没有继续讨论基本类 型的集合，因为基本类型和存储分配方式与对象有着本质的差别）。集合论的一个根本问题就是：给定一个元素，集合必须能够回答该元素是或者不是属于这个集 合。还有一个问题也很重要，就是：如果元素是属于一个集合，那该元素在集合中的地位应该是唯一的，或者说它是唯一确定的。当然还有其它问题，譬如查找、遍历、排序等等，这和具体的集合类型相关，后面将会讲到。

 

JCF框架的结构介绍和一些基本概念

一：结构

下面这张图是常见的JCF框架的结构图

 

上面图看起来非常的多，比较乱，其实很多的软件的一个模块的设计都比这复杂。

上面黑色背景的表示是接口，我们可以看到

java提供了以下接口
第一级：Collection、

二级：  List接口、Set接口、Map接口

三级：  RandomAcess、SortedSet、SortedMap

 如果我们学过数学或者没有忘记的话，应该知道,List、Set、Map其实是对数学集合概念的抽象和封装。

 我们把Collection接口置于最顶上，意思是想说：Collection其实是整个JCF家族中的“祖宗”，几乎所有的JCF成员都源自该接口，或者和它有密切的关系，看过Collection接口的文档或者源码就可以知道,Collection提供关于集合的一些通用操作的接口，包括插入（add()方法）、删除（remove()方法）、判断一个元素是不是其成员（contains()方法）、遍历（iterator()方法）等等。注意了，前面的“废话”在这里将得到体现：Set接口体现的是“无序集”的概念，它是不允许有重复元素出现的；

   List接口代表“有序集”；而Map接口则是“映射” ，其实Map.Entry接口就是代表一个“元素对”我们可以通过Map的entrySet() 方法得到这样一个由“元素对”组成的Set对象。我们注意到Set和List都是从“祖宗”Collection派生的，而Map不是，毕竟对一对元素的 操作与对单个元素的操作还是有区别的，但是如果你仔细对照一下Collection和Map的源代码，以及它们的直接后代AbstractCollection和AbstractMap的源代码，你将会发现很多相似的地方，所以我们仍然可以把Map看成是和Collection有着血缘关系的接口，而和Set，List一起处于并列的位置。

    有了“无序集”，“有序集”和“映射”，我们就可以定义各种各样的抽象数据结构了，譬如常见的向量，链表，堆栈，哈希表，平衡二叉树等。

从上我们了解到了,java集合框架的本质是对数据结构的抽象,

 

具体内容的掌握

你了解就jcf的层次和一些基本概念后呢，重要的是使用JCF 框架，所以需要了解对象的具体操作，比如List如何操作、Set如何操作

Map如何操作，集合里面包含的算法等等

具体的内容的掌握

 

1:主要用在哪些方面呢？

1：需要了解集合有哪些元素？遍历元素

2：如何根据条件找到元素？：查找元素

一：Collection:接口

Collection提供了实现了Iterable接口,实现了这个接口表示支持迭代功能。

Collection接口支持添加元素、删除元素、遍历查找元素和是否包含子集方法、并且支持迭代器和转成数组功能。

根据源代码可以看到提供了如下的方法：

size();

isEmpty();

contains();

iterator();

toArray();

add();

remove();

containsAll();

addAll();

removeAll(Collection<?> c);;

retainAll();

clear

并且提高了一个AbstractCollection抽象类，这个抽象类实现了Collection接口，实现了除了Iterator()和size() 外的所有的方法，当然我们也可以找自由的自己去实现这个接口

二：Set接口

1：Set接口实现了Collectio接口，但是不支持重复的元素的，Set的方法和Collection接口方法一样，并没有提供新的功能，这点从源码上可以看的出来。

2:和AbstractCollection一样,java提供了 AbstractSet抽象类，实现了equals()、hashCode ()和removeAll()方法

如何判断集合的对象相等？

 

3：java提供了2个通用的Set接口的实现：HashSet和TreeSet,通常我们使用这两个类来存储不重复元素。

2.1 HashSet

1: private transient HashMap<E,Object> map 来存储对象

  public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {

        map = new HashMap<>(initialCapacity, loadFactor);

    }

看这段代码，创建一个hashset对象的时候，自动分配了一个HashMap对象,

引用资料：

http://www.newsmth.net/pc/pccon.php?id=3559&nid=105600&order=&tid=7082

http://tutorials.jenkov.com/java-collections/overview.html

http://www.janeve.me/articles/which-java-collection-to-use    

 

http://www.javacodegeeks.com/2013/02/40-java-collections-interview-questions-and-answers.html

http://www.developer.com/java/other/article.php/767451/Data-Structures-in-Java-Part-2-What-Is-a-Collection.htm