Conection接口

　　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。

 

 

collection（集合）是一个根接口，用来描述一组对象的集合。JDK并没有直接提供对个接口的实现，而是提供了对她的子接口的实现例如set和list等。在collection接口中用的最多的两种基本方法是：add和Iterator。add是把对象添加到相应的数据结构中，如果成功返回true，否则返回false（集合中不能拥有相同的元素）。而Iterator方法则返回一个Iterator接口的对象。Iterator接口又包括了三种基本操作：next，hasnext，remove。next用来依次访问数据结构中的元素，hasnext用来判断是否还有没有访问的元素，remove用来删除最后一次调用next返回的对象。
List是collection的子接口，她是一种有序的集合（队列）。通过他可以精确的控制访问数据结构的顺序和位置。
set也是collection的子接口，她是一种无序、散列的集合（哈西表）。通过他可以快速查找他的数据结构而不需要知道具体的排列方式。
map（映射）是一个“键-值”对应的接口。每一个键只能映射唯一的值。
还有些其他子接口及实现类可以参考 http://java.sun.com/j2se/1.4/docs/api/
至于具体选用哪一种方案，以下仅供参考：
1）大量的随机访问可以用ArrayList类
2）大量的插入、删除建议用LinkedList类
3）关于Set，建议都使用HashSet类
4）映射的最佳策略是创建和填充时用TreeMap日后需要大量检索时再转换成HashMap

 

Java Collection对Dictionary,Vector,Stack,,Properties进行了统一的管理。
支持类集的接口如下：
Collection
List
Set
SortedSet
Comparator 定义两个对象如何比较
Iterator 枚举类集中的对象
ListIterator枚举类集中的对象

Collection接口（省略常用的方法）
boolean add(Object obj) 添加一个Object元素
boolean addAll(Collection c) 
boolean contains(Object obj)  判断obj是否是调用类集的一个元素（属于）
boolean containsAll(Collection c)  判断c是否是调用类集的子集（包含）
boolean equals(Collection c) 判断c是否与调用类集相等
int hashCode() 返回调用类集的hash码
Iterator iterator() 返回调用类集的迭代程序
boolean removeAll(Collection c) 从调用类集中去掉所有c中包含的元素（差集）
boolean retainAll(Collection c) 从调用类集中去掉包含在c中以外的元素（补集）
Object[] toArray() 返回类集的元素组成的数组
 
void clear() 
boolean isEmpty() 
int size() 

类集包含一个add(Object obj)方法，因此可以包含任意Object数据，但是不能直接存储：int，char,double等数据。可以使用下面的方法实现：
ArrayList a=new ArrayList();
a.add(new Integer(1));
a.add(new Integer(2));
……

当类集不能被修改时，可能引发 UnsupportedOperationException异常。企图将一个不兼容的对象加入到一个类集中时可能引发ClassCastException异常。

List接口（从Collection继承而来，使用基于0的下标）
void add(int index,Object obj) 插入点以后的元素将后移
boolean addAll(int index,Collection c) 如果调用列表改变了，返回true,否则返回false
Object get(int index) 
int indexOf(Object obj) 返回obj对象在列表中的索引，不存在返回-1
int lastIndexOf(Object obj) 返回obj在列表中的最后一个实例的下标，不存在返回-1
ListIterator listIterator() 
ListIterator listIterator(int index) 返回index开始的迭代程序
Object set(int index,Object obj) 对列表index处的值进行修改
List subList(int start,int end) 从start到end-1
 

Set接口（从Collection派生，没有定义新的方法）
Set不允许有重复的元素,用Iterator()方法来区分重复与否。
对Set调用add（Object obj）方法，如果obj已经存在集合中，将返回false。

SortedSet接口
Comparator comparator() 返回调用排序集合的比较函数，如果改集合使用自然顺序，则返回null
Object first() 返回被排序集合的第一个元素
SortedSet headSet(Object end) 返回一个包含小于end元素的SortedSet
Object last() 返回调用排序集合的最后一个元素
SortedSet subSet(Object start,Object end) 包括从start到end-1
SortedSet tailSet(Object start) 返回包含大于等于start的元素
 

ArrayList扩展AstractList类，并执行List接口。ArrayList支持动态长度的数组。
LinkList扩展了AbstractSequentialList，执行List接口。提供连接列表。
HashSet扩展AbstractSet实现Set接口，元素没有顺序。对于大集合提供常量级基本操作。
TreeSet使用树来存储的Set，对象按升序存储。访问和检索非常快。

iterator实现Iterator接口或者ListIterator接口。
Iterator接口
boolean hasNext() 
Object next() 如果没有下一个元素则引发NoSuchElementException异常。
void remove() 删除当前元素，如果试图在调用next()方法后调用remove()方法则引发IllegalStateException异常。
 
 

ListIterator接口
void add(Object obj) 将一个元素插入到当前元素之前，调用next()方法将返回该元素。
boolean hasNext() 
boolean hasPrevious() 
Object next() 如果不存在引发NoSuchElementException
int nextIndex() 如果不存在返回列表的大小
void remove() 
void set(Object obj) 修改当前元素

public void test1() {
        ArrayList al = new ArrayList();
        for (int i = 1; i < 10; i++) {
            al.add("ArrayList Element:" + i);
        }
        Iterator itr = al.listIterator();
        while (itr.hasNext()) {
            Object obj = itr.next();
            System.out.println(obj);
        }
    }

public void test2() {
        HashSet hs = new HashSet();
        System.out.println("HashSet");
        for (int i = 1; i < 10; i++) {
            hs.add("HashSet Element:" + i);
        }
        Iterator itr = hs.iterator();
        while (itr.hasNext()) {
            Object obj = itr.next();
            System.out.println(obj);
        }
    }

    public void test3() {
        TreeSet ts = new TreeSet();
        System.out.println("TreeSet");
        for (int i = 1; i < 10; i++) {
            ts.add("TreeSet Element:" + i);
        }
        Iterator itr = ts.iterator();
        while (itr.hasNext()) {
            Object obj = itr.next();
            System.out.println(obj);
        }
    }

    public void test4()
    {
        HashMap hm=new HashMap();
        for ( int i=0;i<10;i++)
        {
            hm.put("item"+i,"value"+i);
        }

        Set set=hm.entrySet();
        Iterator itr=set.iterator();
        while (itr.hasNext())
        {
            Map.Entry me=(Map.Entry)itr.next();

二.....

Collection是JAVA集合框架中最基础的接口，Collection代表一组元素的集合。Collection的实现中，有些是允许重复元素存在的，有些是不允许元素重复的，还有的实现是可以排序的，当然也有不提供排序的实现。Collection的主要方法如下：

1、boolean add(E o)　增加一个元素，元素的类型与占位符一致
2、bbolean addAll(Collection<?extends E?>c)　把c这个Collection中的元素导入当前的Collection中。
3、void clear()　把Collection中的元素都清除
4、boolean contains(Object o)　判断Collection中是否o这个对象
5、boolean containsAll(Collection<?>c)　判断Collection中是否包含c这个Collection中的元素。
6、boolean equals(Object o)　比较给定的o对象与Collection是否一致
7、int hashCode()　返回Collection的哈希数
8、boolean isEmpty()　检查这个Collection中是否有元素，如果没有就返回true
9、Iterator<E> iterator()　返回这个Collection的迭代子
10、boolean remove(Object o)　从Collection中删除这个对象
11、boolean removeAll(Collection<?>c)　把也存在c这个Collection中的元素删掉
12、boolean retainAll(Collection<?>c)　把也存在于c这个Collection中的元素留下
13、int size()　返回Collection中元素的数量
14、Object[] toArray()　将Collection中的元素转换到数组中
15、<T> T[]toArray(T[] a)　将Collection中的元素转换到a这个数组中

例：下面的VectorTest代码演示了collection中removeAll和retainAll方法的使用，其中Vector是Collection的实现。

程序代码

import java.util.*;
public class VectorTest
{
 public static void main(String args[])
 {
  Vector<String> v1=new Vector<String>();
  v1.add("1");
  v1.add("2");
  Vector<String> v2=new Vector<String>();
  v2.add("2");
  v2.add("3"); 
  System.out.println(v1);
  System.out.println(v2);
  v1.removeAll(v2);
  //v1.retainAll(v2);
  System.out.println(v1);
 }
}