Java 容器综述

在Java的util包中有两个所有容器的父接口Collection和Map

容器特点：
1. 用于存储对象
2. 长度是可变的
3. 不可以存储基本数据类型值

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Array/Arrays

Java所有“存储及随机访问一连串对象”的操作，Array是最有效率的一种。
1. 效率高，但容量固定且无法动态改变。
2. Array还有一个缺点是，无法判断其中实际存有多少元素，length只是告诉我们array的容量。
3. Java中有一个Arrays类，专门用来操作array。

Arrays中拥有一组static函数：

• equals()：比较两个array是否相等。array拥有相同元素个数，且所有对应元素两两相等。
• fill()：将值填入array中。
• sort()：用来对array进行排序。
• binarySearch()：在排好序的array中寻找元素。
• System.arraycopy()：array的复制。

若写程序时不知道究竟需要存储多少元素，在空间不足时希望能自动扩增容量，则要使用容器类库，Array数组不适用。

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Java容器类库用途是保存对象，分为2类：

• Collection
  一个独立元素的序列，每个位置只有一个元素，这些元素都服从一条或多条规则。List必须按照插入的顺序保存元素，Set不能有重复元素。Queue按照排队规则来确定对象产生的顺序（通常与插入的顺序相同）。
• Map
  存储成对的键值对对象，使用键来查找值。映射表允许使用一个对象来查找某个对象，也被称为关联数组或字典。
  另外，Map可以返回其所有键组成的Set 和 其所有值组成的Collection，或其键值对组成的Set，并且还可以像数组一样扩展多维Map，只需让Map中键值对的每个“值”是一个Map。

Iterator

迭代器是一种设计模式，它是一个对象，它可以遍历并选择序列中的对象，而开发人员不需要了解该序列容器的底层实现结构。迭代器通常被称为“轻量级”对象，因为创建它的代价小。

Java中的Iterator功能比较简单，并且只能单向移动：

• 使用iterator()要求容器返回一个Iterator。第一次调用Iterator的next()方法时，它返回序列的第一个元素。注意：iterator()方法属于java.lang.Iterable接口，被Collection继承。
• 使用next()获得序列中的下一个元素。
• 使用hasNext()检查序列中是否还有元素。
• 使用remove()将迭代器新返回的元素删除。

Iterator是Java迭代器最简单的实现，为List设计的ListIterator具有更多的功能，它可以从两个方向遍历List，也可以从List中插入和删除元素。

List

List接口在Collection的基础上添加了大量的方法，使得可以在List中间插入和移除元素。
ArrayList和LinkedList都按照被插入的顺序保存元素，区别在于执行某些操作时的性能。此外，LinkedList包含的操作也多于ArrayList。

• ArrayList：由数组实现的List，随机访问元素比较快，有连续的数组空间，但是在List的中间插入和移除元素时较慢，需要大量移动内部的元素。ListIterator只应用来由后向前遍历ArrayList，而不是用来插入和删除元素，因为这比LinkedList开销要大很多。
  可以把ArrayList当做“可以自动扩充自身的数组”来看待，使用ArrayList也相当简单：创建一个实例，用add()插入对象；然后用get()访问这些对象，此时需要索引，就像数组一样，但是不需要方括号。ArrayList还有一个size()方法，使你知道有多少个元素添加进来，从而不会不小心因索引越界而引发错误。
• LinkedList：在LinkedList中间插入、删除较快，提供优化的顺序访问，随机访问时较慢。方法比ArrayList多，如队列以及栈的行为，由LinkedList提供支持。如方法addFirst()、addLast()、getFirst()、getLast()、removeFirst()、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

HashSet TreeSet LinkedHashSet

每个相同的项只保存一次，即存入Set的每个元素必须是唯一的。加入Set的Object必须重写equals()方法以确保对象的唯一性。Set与Collection有完全一样的接口。

1. Hashset 存储方式复杂，能快速定位一个元素，保证了最快的获取速度。存入HashSet的对象必须实现hashCode()。
2. TreeSet 底层为树结构，按照升序保存对象，使用它可以从Set中提取有序的序列。
3. LinkedHashSet 按照添加的顺序保存对象。具有HashSet的查询速度，并且内部使用链表维护元素的顺序（插入的次序）。在使用迭代器遍历Set时，结果会按元素插入的次序显示。

HashSet采用散列函数对元素进行排序，这是专门为快速查询而设计的；
TreeSet采用红黑树的数据结构进行排序元素；
LinkedHashSet内部使用散列以加快查询速度，同时使用链表维护元素的次序，使得看起来元素是以插入的顺序保存的。

Map

Map主要用于存储健值对，根据键得到值，因此不允许键重复，但允许值重复。Map.put(key,value)插入数据，Map.get(key)查找数据。不必指定Map的尺寸，因为它会自动的调整。

Map有四个实现类，分别是HashMap Hashtable LinkedHashMap 和 TreeMap

• Hashmap 是一个最常用的Map，它根据键的HashCode值存储数据，根据键可以直接获取它的值，具有很快的访问速度。HashMap最多只允许一条记录的键为Null；允许多条记录的值为 Null；HashMap不支持线程的同步，即任一时刻可以有多个线程同时写HashMap，可能会导致数据的不一致。如果需要同步，可以用Collections的synchronizedMap方法使HashMap具有同步的能力。
  HashMap要比较自定义对象必须重写equals()方法和hashCode()方法。
• Hashtable 与 HashMap类似，不同的是：它不允许记录的键或者值为空；它支持线程的同步，即任一时刻只有一个线程能写Hashtable，因此也导致了Hashtale在写入时会比较慢。
• LinkedHashMap 保存了记录的插入顺序，在用Iterator遍历LinkedHashMap时，先得到的记录肯定是先插入的。在遍历的时候会比HashMap慢。
• TreeMap能够把它保存的记录根据键排序，默认是按升序排序，也可以指定排序比较器，当用Iterator遍历TreeMap时，得到的记录是排过序的。

容器类和Array的区别

• 容器类仅能持有对象引用（指向对象的指针），而不是将对象信息copy一份至数列某位置。
• 一旦将对象置入容器内，便损失了该对象的型别信息。

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转自：http://seaizon.iteye.com/blog/571101#comments