【Java集合】Java集合体系

来源:互联网 发布:新风系统 知乎 编辑:程序博客网 时间:2024/05/29 12:15

Java集合体系

Collection 接口分为两大类,java.util..Collection 和 java.util.Map。

Collection 体系

public interface Collection<E> extends Iterable<E>

java.util.Collection的子接口包括:
java.util.Set
    java.util.SortedSet
    java.util.NavigableSet
java.util.Queue
    java.util.concurrent.BlockingQueue
    java.util.concurrent.TransferQueue
java.util.Deque
    java.util.concurrent.BlockingDeque


List的实现类和其数据结构:

ArrayList

动态数组

LinkedList

链表

Set的实现类:

HashSet

散列表,包装了HashMap类对象

LinkedHashSet

继承自HashSet,使用链表维护了插入HashSet集合中元素的顺序。HashMap才是一个重量级的类,需要重点学习。

TreeSet

红黑树(完美黑色平衡二叉搜索树)可以保证TreeSet集合中元素的有序性

Queue的实现类

LinkedList

链表,这个集合不简单,实现了List和Deque(双端队列Deque继承了Queue接口)两个接口。它可以作为List和Queue使用,也可以作为栈进行使用,不过它跟Stack没有关系,引用类型不可以声明为Stack。

PriorityQueue

最大堆,最小堆,基于数据的完全二叉树实现

ArrayDeque

This class is likely to be faster than Stack when used as a stack, and faster than LinkedList when used as a queue. 上一句是API文档中的描述,也就是建议大家在使用栈或者队列时,可以优先考虑ArrayDeque.


Map 体系

java.util.Map的子接口包括:

java.util.SortedMap
java.util.NavigableMap
java.util.concurrent.ConcurrentMap
java.util.concurrent.ConcurrentNavigableMap

Map的实现类:

HashMap
LinkedHashMap
TreeMap
Hashtable的子类Properties

同步类型的集合

【Java集合】Java集合的特点概述

List按对象进入的顺序保存对象,不做排序或编辑操作。

Set对每个对象只接受一次,并使用自己内部的排序方法(通常,你只关心某个元素是否属于Set,而不关心它的顺序–否则应该使用List)。

Map同样对每个元素保存一份,但这是基于”键”的,Map也有内置的排序,因而不关心元素添加的顺序。如果添加元素的顺序对你很重要,应该使用 LinkedHashSet或者LinkedHashMap.
  

List的功能方法

  实际上有两种List: 一种是基本的ArrayList,其优点在于随机访问元素,另一种是更强大的LinkedList,它并不是为快速随机访问设计的,而是具有一套更通用的方法。

  ArrayList : 由数组实现的List。允许对元素进行快速随机访问,但是向List中间插入与移除元素的速度很慢。ListIterator只应该用来由后向前遍历ArrayList,而不是用来插入和移除元素。因为那比LinkedList开销要大很多。
  
  LinkedList : 对顺序访问进行了优化,向List中间插入与删除的开销并不大。随机访问则相对较慢。(使用ArrayList代替。)还具有下列方法:addFirst(), addLast(), getFirst(), getLast(), removeFirst() 和 removeLast(), 这些方法 (没有在任何接口或基类中定义过)使得LinkedList可以当作堆栈、队列和双向队列使用。
  

Set的功能方法

  Set具有与Collection完全一样的接口,因此没有任何额外的功能,不像前面有两个不同的List。实际上Set就是Collection,只是行为不同。(这是继承与多态思想的典型应用:表现不同的行为。)
  Set不保存重复的元素(至于如何判断元素相同则较为复杂)
 
  Set : 存入Set的每个元素都必须是唯一的,因为Set不保存重复元素。加入Set的元素必须定义equals()方法以确保对象的唯一性。Set与Collection有完全一样的接口。Set接口不保证维护元素的次序。
  
  HashSet : 为快速查找设计的Set。存入HashSet的对象必须定义hashCode()。
  
  TreeSet : 保存次序的Set, 底层为树结构。使用它可以从Set中提取有序的序列。
  
  LinkedHashSet : 具有HashSet的查询速度,且内部使用链表维护元素的顺序(插入的次序)。于是在使用迭代器遍历Set时,结果会按元素插入的次序显示。
  
  

Queue

先进先出
Queue使用时要尽量避免Collection的add()和remove()方法,而是要使用offer()来加入元素,使用poll()来获取并移出元素。它们的优点是通过返回值可以判断成功与否,add()和remove()方法在失败的时候会抛出异常。 如果要使用前端而不移出该元素,使用element()或者peek()方法。 值得注意的是LinkedList类实现了Queue接口,因此我们可以把LinkedList当成Queue来用。

Queue 实现通常不允许插入 null 元素,尽管某些实现(如 LinkedList)并不禁止插入 null。即使在允许 null 的实现中,也不应该将 null 插入到 Queue 中,因为 null 也用作 poll 方法的一个特殊返回值,表明队列不包含元素。  

Map的功能方法

  方法put(Object key, Object value)添加一个“值”(想要得东西)和与“值”相关联的“键”(key)(使用它来查找)。方法get(Object key)返回与给定“键”相关联的“值”。可以用containsKey()和containsValue()测试Map中是否包含某个“键”或“值”。

标准的Java类库中包含了几种不同的Map:HashMap, TreeMap, LinkedHashMap, WeakHashMap, IdentityHashMap。它们都有同样的基本接口Map,但是行为、效率、排序策略、保存对象的生命周期和判定“键”等价的策略等各不相同。

  执行效率是Map的一个大问题。看看get()要做哪些事,就会明白为什么在ArrayList中搜索“键”是相当慢的。而这正是HashMap提高速度的地方。HashMap使用了特殊的值,称为“散列码”(hash code),来取代对键的缓慢搜索。“散列码”是“相对唯一”用以代表对象的int值,它是通过将该对象的某些信息进行转换而生成的。所有Java对象都能产生散列码,因为hashCode()是定义在基类Object中的方法。
  
  HashMap就是使用对象的hashCode()进行快速查询的。此方法能够显著提高性能。
  
  Map : 维护“键值对”的关联性,使你可以通过“键”查找“值”

HashMap : Map基于散列表的实现。插入和查询“键值对”的开销是固定的。可以通过构造器设置容量capacity和负载因子load factor,以调整容器的性能。
 
  LinkedHashMap : 类似于HashMap,但是迭代遍历它时,取得“键值对”的顺序是其插入次序,或者是最近最少使用(LRU)的次序。只比HashMap慢一点。而在迭代访问时发而更快,因为它使用链表维护内部次序。

TreeMap : 基于红黑树数据结构的实现。查看“键”或“键值对”时,它们会被排序(次序由Comparabel或Comparator决定)。TreeMap的特点在于,你得到的结果是经过排序的。TreeMap是唯一的带有subMap()方法的Map,它可以返回一个子树。

WeakHashMao : 弱键(weak key)Map,Map中使用的对象也被允许释放: 这是为解决特殊问题设计的。如果没有map之外的引用指向某个“键”,则此“键”可以被垃圾收集器回收。
 
 IdentifyHashMap : 使用==代替equals()对“键”作比较的hash map。专为解决特殊问题而设计。

Map中元素,可以将key序列、value序列单独抽取出来。 使用keySet()抽取key序列,将map中的所有keys生成一个Set。 使用values()抽取value序列,将map中的所有values生成一个Collection。 为什么一个生成Set,一个生成Collection?那是因为,key总是独一无二的,value允许重复。

Stack

后进先出

Stack继承自Vector(可增长的对象数组),也是同步的 它通过五个操作对类 Vector 进行了扩展 ,允许将向量视为堆栈。
它提供了通常的 push 和 pop 操作,以及取堆栈顶点的 peek 方法、测试堆栈是否为空的 empty 方法、在堆栈中查找项并确定到堆栈顶距离的 search 方法。

参考说明:
第二部分 【Java集合】Java集合的特点概述 摘自云栖社区