java容器

容器的分类

容器分为Set集、List列表、Map映射

Set集合：由于内部存储结构的特点，Set集合中不区分元素的顺序，不允许出现重复的元素，TreeSet容器特殊，元素放进去的时候自然而然就有顺序了，Set容器可以与数学中的集合相对应：相同的元素不会被加入

List列表：由于内部存储结构的特点，List集合中区分元素的顺序，且允许包含重复的元素。List集合中的元素都对应一个整数型的序号记载其在容器中的位置，可以根据序号存取容器中的元素—有序，可以重复

Map映射：由于内部存储结构的特点，映射中不能包含重复的键值，每个键最多只能映射一个值，否则会出现覆盖的情况(后面的value值会将前面的value值覆盖掉)，Map是一种把键对象和值对象进行映射的集合，即Map容器中既要存放数据本身，也要存放关键字:相同的元素会被覆盖

注意：对于Set和Map来说,元素放进去之后是没有顺序的，如果希望元素放进去之后是有顺序的，可以用treeSet和treeMap存储数据。

凡是把类对象放到以哈希表为内部存储结构的容器中，相应的类必须要实现equals方法和hashCode方法，这样才符合哈希表真实的逻辑功能.

package IT;import java.util.HashMap;import java.util.Iterator;import java.util.Set;public class App{     public static void main(String[] args)     {           //Java中自带的数据类型          System.out.println("先测试Java中自带的数据类型:");          HashMap<String, Double> hashMap1 = new HashMap<String,Double>();          hashMap1.put("zhangsan", 96.0);          hashMap1.put("lisi", 88.6);          hashMap1.put("wangwu", 98.6);          hashMap1.put("wangting",  87.5);          hashMap1.put("zhangsan", 96.0);          hashMap1.put("lisi", 88.6);          hashMap1.put("wangwu", 98.6);          hashMap1.put("wangting",  87.5);          Set<String> keySet = hashMap1.keySet();          Iterator<String> iterator = keySet.iterator();          while(iterator.hasNext())          {              String key = iterator.next();              System.out.println(key+"\t"+hashMap1.get(key));          }          System.out.println("Java中自带的数据类型:相同的对象会覆盖！");          System.out.println("\n");          //用户自定义的数据类型：为重写之前          System.out.println("测试用户自定义的数据类型--未重写两个方法之前:");          HashMap<Student, String> hashMap2 = new HashMap<Student,String>();          hashMap2.put(new Student("zhangsan",88.8), "beijing");          hashMap2.put(new Student("lisi",88.8), "beijing");          hashMap2.put(new Student("wangwu",66.9), "beijing");          hashMap2.put(new Student("zhangsan",88.8), "beijing");          hashMap2.put(new Student("lisi",88.8), "beijing");          hashMap2.put(new Student("wangwu",66.9), "beijing");          Set<Student> keySet2 = hashMap2.keySet();          Iterator<Student> iterator2 = keySet2.iterator();          while(iterator2.hasNext())          {              Student key = iterator2.next();              System.out.println(key+"\t"+hashMap2.get(key));          }          System.out.println("如果没有重写:导致相同的对象不会被覆盖!");     }}class Student implements  Comparable<Student>{     public String name;     public double score;     public Student(String name,double score)     {         this.name = name;         this.score = score;     }     public String toString()     {         return this.name+"\t"+this.score;     }    public int compareTo(Student obj)    {          if(this.score > obj.score)              return 1;          else              return -1;    }}

结果：

先测试Java中自带的数据类型:wangting    87.5wangwu  98.6lisi    88.6zhangsan    96.0Java中自带的数据类型:相同的对象会覆盖！测试用户自定义的数据类型--为重写两个方法之前:zhangsan    88.8    beijingwangwu  66.9    beijinglisi    88.8    beijingwangwu  66.9    beijingzhangsan    88.8    beijinglisi    88.8    beijing如果没有重写:导致相同的对象不会被覆盖!

实例程序2:重写之后

package IT;import java.util.HashMap;import java.util.Iterator;import java.util.Set;public class App{     public static void main(String[] args)     {          //用户自定义的数据类型：为重写之后          System.out.println("测试用户自定义的数据类型--重写两个方法之后:");          HashMap<Student, String> hashMap2 = new HashMap<Student,String>();          hashMap2.put(new Student("zhangsan",88.8), "beijing");          hashMap2.put(new Student("lisi",88.8), "beijing");          hashMap2.put(new Student("wangwu",66.9), "beijing");          hashMap2.put(new Student("zhangsan",88.8), "beijing");          hashMap2.put(new Student("lisi",88.8), "beijing");          hashMap2.put(new Student("wangwu",66.9), "beijing");          Set<Student> keySet2 = hashMap2.keySet();          Iterator<Student> iterator2 = keySet2.iterator();          while(iterator2.hasNext())          {              Student key = iterator2.next();              System.out.println(key+"\t"+hashMap2.get(key));          }          System.out.println("重写过后:相同的对象会被覆盖!");     }}class Student implements  Comparable<Student>{     public String name;     public double score;     public Student(String name,double score)     {         this.name = name;         this.score = score;     }     public String toString()     {         return this.name+"\t"+this.score;     }    public int compareTo(Student obj)    {          if(this.score > obj.score)              return 1;          else              return -1;    }    @Override    public int hashCode()    {        return (int) (this.name.hashCode()*score);//保证相同对象映射到同一个索引位置    }    @Override    public boolean equals(Object obj)    {        Student cc = (Student)obj;        return this.name==cc.name&&this.score==cc.score;    }}

结果：

测试用户自定义的数据类型--重写两个方法之后:wangwu  66.9    beijingzhangsan    88.8    beijinglisi    88.8    beijing重写过后:相同的对象会被覆盖!

重要的一个逻辑:逻辑上来讲，只要两个对象的内容相同，其地址(hashCode()返回值)以及这两个对象就应该相同(equals()).

1、凡是把类对象放到容器中，相应的类都应该实现Object类中的toString()方法；

2、凡是需要进行比较排序的类都应该实现Comparable接口中的compareTo()方法；凡是把类对象放到以树为内部结构的容器中都应该实现Comparable接口中的compareTo()方法

3、凡是把类对象放到以哈希表为内部存储结构的容器中，相应的类必须要实现equals方法和hashCode方法，这样才符合哈希表真实的逻辑功能.

4、逻辑上来讲，只要两个对象的内容相同，其地址(hashCode()返回值)以及这两个对象就应该相同(equals())。

哈希冲突的相关概念

本质上讲就是:hash(对象1.hashCode())=hash2(对象2.hashCode())，即第一个对象的hashCode()方法返回的哈希码值带入到哈希函数后得到的索引位置与第二个对象的hashCode()方法返回的哈希码值带入到哈希函数后得到的索引位置相同，这就是哈希冲突。

最常见的哈希算法是取模法。
下面简单讲讲取模法的计算过程。
比如：数组的长度是5。这时有一个数据是6。那么如何把这个6存放到长度只有5的数组中呢。按照取模法，计算6％5，结果是1，那么就把6放到数组下标是1的位置。那么，7 就应该放到2这个位置。到此位置，哈斯冲突还没有出现。这时，有个数据是11，按照取模法，11％5＝1，也等于1。那么原来数组下标是1的地方已经有数了，是6。这时又计算出1这个位置，那么数组1这个位置，就必须储存两个数了。这时，就叫哈希冲突。冲突之后就要按照顺序来存放了。

如果数据的分布比较广泛，而且储存数据的数组长度比较大。
那么哈希冲突就比较少。否则冲突是很高的。

细说Java之util类:

线性表，链表，哈希表是常用的数据结构，在进行Java开发时，JDK已经为我们提供了一系列相应的类来实现基本的数据结构。这些类均在java.util包中。本文试图通过简单的描述，向读者阐述各个类的作用以及如何正确使用这些类。

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。

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。

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。

Set接口
　　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。

Map接口
　 　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。

总结
　　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。
　　如果程序在单线程环境中，或者访问仅仅在一个线程中进行，考虑非同步的类，其效率较高，如果多个线程可能同时操作一个类，应该使用同步的类。
　　要特别注意对哈希表的操作，作为key的对象要正确复写equals和hashCode方法。
　　尽量返回接口而非实际的类型，如返回List而非ArrayList，这样如果以后需要将ArrayList换成LinkedList时，客户端代码不用改变。这就是针对抽象编程。