Collection接口和Collections集合类

 

 

 

 

 

 

 

 

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。

 

基本操作：

增加元素add(Object obj); addAll(Collection c);

删除元素 remove(Object obj); removeAll(Collection c);

求交集 retainAll(Collection c);

删除元素 remove(Object obj); removeAll(Collection c);

求交集 retainAll(Collection c);

访问/遍历集合元素的好办法是使用Iterator接口(迭代器用于取代Enumeration)

   1. Public interface Iterator{ 
   2. 
   3. 　   Public Boolean hasNext(}; 
   4. 
   5.    　 Public Object next(}; 
   6. 
   7.     　Public void remove(}; 
   8. 
   9. }

 

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。

 

有重复、有序

ArrayList(数组表)- 有重复、有顺序。类似于Vector，都用于缩放数组维护集合。区别：

1.同步性:Vector是线程安全的，也就是说是同步的，而ArrayList是线程序不安全的，不是同步的

2.数据增长:当需要增长时,Vector默认增长为原来一培，而ArrayList却是原来的一半

LinkedList(链表)-是双向链表，适合变更很多的List。

用在FIFO，用addList()加入元素 removeFirst()删除元素

用在FILO,用addFirst()/removeLast()

ListIterator提供双向遍历next() previous()，可删除、替换、增加元素

 

一、set

无重复、无序

HashSet-基于散列表的集，加进散列表的元素要实现hashCode()方法以判断是否为同一个对象，无顺序、无重复。

LinkedHashSet-在HashSet中加入了链表数据结构，有顺序

TreeSet-可以排序，需要实现Comparable接口，并实现其compareTo()方法，以排序。

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。 

 

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。

 

三、Map

用于关键字/数值对，较高的存取性能。不允许重复的key，但允许重复的Value。

处理Map的三种集合

关键字集KeySet() 数值集value()   项目集enrySet()

四个具体版本

HashMap-散列表的通用映射表，无序，可在初始化时设定其大小，自动增长。

LinkedHashMap-扩展HashMap，对返回集合迭代时，维护插入顺序

WeakHashMap-基于弱引用散列表的映射表，如果不保持映射表外的关键字的引用，则内存回收程序会回收它

TreeMap-基于平衡树的映射表

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。 
 
小结 
　　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。

 

 

四、Java集合类collections

用于同步集合，还能改变集合只读方式的类

e.g.:

   1. Map mp=new HashMap(); 
   2. 
   3. mp=Collections.synchronizedMap(mp); //生成线程安全的映射表 
   4. 
   5. mp=Collections.unmodifiableMap(mp); //生成只读映射表

五、Comparable 自然顺序的排序类 Comparator 面向树的集合排序类

六、Vector类

Vector，可以动态增加容量。对它的操作简要如下

七、Enumeration接口

八、Dictionary类

字典。关键字/数值方式存取数据，如果映射没有此关键字，取回null。

九、Hashtable类

 

1.public class ArrayTest {  
2.    public static void main(String[] args){  
3.                 List<Students> list = new ArrayList<Students>();  
4.        list.add(new Students(3,"langhua"));  
5.        list.add(new Students(2,"xia"));  
6.        list.add(new Students(2,"array"));  
7.        list.add(new Students(1,"ffein"));  
8.        Collections.sort(list, new Students.MyComparator());  
9.                  //这是反序排序Collections.sort(list, Collections.reverseOrder());  
10.                  //Array.sort(Object[] o,Comparator c);针对对象数组也可以排序  
11.        System.out.println(list);  
12.         }  
13.}  
14.class Students implements Comparable{  
15.    int num;  
16.    String name;  
17.    static class MyComparator implements Comparator{  
18. 
19.        public int compare(Object o1, Object o2) {  
20.            Students s1 = (Students) o1;  
21.            Students s2 = (Students) o2;  
22.            int result = s1.num > s2.num ? 1 : (s1.num == s2.num ? 0 : -1);  
23.            if(result==0){  
24.                return s1.name.compareTo(s2.name);  
25.            }  
26.            return result;  
27.        }  
28.          
29.    }  
30.    public Students(int num,String name){  
31.        this.num = num;  
32.        this.name = name;  
33.    }  
34.    public String toString(){  
35.        return num+":"+name;  
36.    }  
37.    public int compareTo(Object o) {  
38.        Students s = (Students) o;  
39.        int result =  num>s.num ? 1:(num==s.num ? 0:-1);  
40.        if(result == 0){  
41.            result = name.compareTo(s.name);  
42.            return result;  
43.        }  
44.        return result;  
45.    }  
46.}  

 

Dictionary结构的具体实现。

1、Collection 和 Collections的区别。

Collections是个java.util下的类，它包含有各种有关java集合操作的静态方法。

Collection是个java.util下的接口，它是各种java集合结构的父接口

2、List, Set, Map是否继承自Collection接口? List，Set是 Map不是

3、ArrayList和Vector的区别。

(1).同步性:Vector是线程安全的，也就是说是同步的，而ArrayList是线程序不安全的，不是同步的

(2).数据增长:当需要增长时,Vector默认增长为原来一培，而ArrayList却是原来的一半

4、HashMap和Hashtable的区别

(1).历史原因:Hashtable是基于陈旧的Dictionary类的，HashMap是Java 1.2引进的Map接口的一个实现

(2).同步性:Hashtable是线程安全的，也就是说是同步的，而HashMap是线程序不安全的，不是同步的

(3).值：只有HashMap可以让你将空值作为一个表的条目的key或value