- 概念分类
Java 2将容器分为两个不同的概念: Collection 与Map
Collection: 提供对一组各自独立的元素的集合,List 、Queue与和Set接口都继承自Collection接口。
Map:提供了一组key-value(键值对)。
两种类型的主要区别在于: Collection类型每个位置只持有一个元素(Object),比如List以加入到容器中的先后顺序来持有一个独立的的对象。Set中的对象不得重复,并且它会使用自己内部的一种排序机制。Map类型所持有的是key-value(键值对),Map不接受重复的key
Java的所有容器类都实现了来自于List, Set, Map三种接口中的一个。我们可以通过Think in Java里面的类图来观察他们之间的关系:
List定义了一个线性表接口,Java2中的List实现方式分为两种:
ArrayList(插入慢、查找快) 是以array(数组)实现的线性表数据结构,其get(int index)方法的时间复杂度为O(1)。而其插入与删除操作的元素在中央时,其效率较低。因为每次都要对插入或删除位置(index)后面的array的进行数组拷贝。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)。
LinkedList (插入快、查找慢)是一个双向链表数据结构。其插入与删除操作效率要明显高于ArrayList。而且其随机查找的时间复杂度为O(n) (其实每次随机查找的次数要依赖于size/2到要查找的目标index之间的个数)其查找的效率要低于ArrayList的O(1)。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(...));
Vector类非常类似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是集合类,该集合不能有“重复”对象存在,Java2中Set实现方式分成两种:
HashSet 将持有对象映射到在哈希表中。 (JDK1.6的内部实现是 HashSet只是个适配器,其将适配对象HashMap适配成了Set接口)
TreeSet 将持有对象放入RBTree(红黑树)中。(TreeSet也将适配对象TreeMap适配成了Set接口)
Map是一组key-value(键值对)集合,其中的key(键)不能重复。实现Map接口的类有Hashtable、HashMap、TreeMap和SortedMap类。
Hashtable是继承Dictionary类,Hashtable的方法是同步的。Hashtable的key和value都不能为null。
HashMap实现Map接口的,HashMap的方法不是同步的。HashMap可以让null作为一个表的条目的key或value,但HashMap中只有一条记录可以是一个null的key,而任意数量的条目可以是null的value。
TreeMap用key对象为关键值存放在RBTree(红黑树)中。其get(Object key)方法的平均时间复杂度为O(logn)。用key对象为关键值存放在RBTree(红黑树)中。其get(Object key)方法的平均时间复杂度为O(logn)。
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
Iterator迭代器实现对: 哈希表HashMap,红黑树TreeMap,链表LinkedList,动态数组ArrayList等数据结构的迭代。
ArrayList与LinkedList效率比较
ArrayList查找操作的效率最高为,但其在添加和删除操作时需要拷贝数组所以效率较低,尤其是删除操作。该数据结构适用于需要频繁快速查找的地方。
LinkList 查找操作效率较低为,但其插入与删除操作效率较高,适用于需要频繁进行插入删除操作的情况。
HashMap与TreeMap效率比较
HashMap 的查找、添加、删除的效率都要高于TreeMap。
TreeMap存在是唯一理由就是它内部是一个树形结构存储结构,而Java中的其他的容器都是线性的(即arraylist,linkedlist)或者说是线性的扩展(hashmap)。
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