Java集合类
来源:互联网 发布:网络教育专科注册 编辑:程序博客网 时间:2024/06/07 10:05
数组是一种很常见的数据结构,开始接触编程的时候多数程序都和数组相关。刚开始接触Java时也是一直使用数组写一些程序,后来越来越觉得数组这东西没法满足需求了,这时一位“前辈”对我说了一句:不会用集合类就等于没学过Java。然后才知道有集合类。
想想已经是3、4年前的事了,时间如白驹过隙啊。
什么时候数组会显得力不从心,没法满足需求,需要集合类呢?
- 不知道具体数据长度
- 需要自动排序
- 存储键值对
当然,上面的情况不是绝对的,只是数组比较难满足。这时集合类(也可称为容器类)就显示了它强大的功能。
集合类的分类(图片转自http://biancheng.dnbcw.info/1000wen/359774.html)
上图中不包含Queue内容,部分Map的实现类未给出。
常见使用的有List、Set、Map及他们的实现类。
List、Set、Map接口及各实现类的特性
接口
特性
实现类
实现类特性
成员要求
List
线性、有序的存储容器,可通过索引访问元素
ArrayList
数组实现。非同步。
Vector
类似ArrayList,同步。
LinkedList
双向链表。非同步。
Map
保存键值对成员
HashMap
基于哈希表的 Map 接口的实现,满足通用需求
任意Object对象,如果修改了equals方法,需同时修改hashCode方法
TreeMap
默认根据自然顺序进行排序,或者根据创建映射时提供的 Comparator进行排序
键成员要求实现caparable接口,或者使用Comparator构造TreeMap。键成员一般为同一类型。
LinkedHashMap
类似于HashMap,但迭代遍历时取得“键值对”的顺序是其插入顺序或者最近最少使用的次序
与HashMap相同
IdentityHashMap
使用==取代equals()对“键值”进行比较的散列映射
成员通过==判断是否相等
WeakHashMap
弱键映射,允许释放映射所指向的对象
ConcurrentHashMap
线性安全的Map
Set
成员不能重复
HashSet
为快速查找设计的Set
元素必须定义hashCode()
TreeSet
保持次序的Set,底层为树结构
元素必须实现Comparable接口
LinkedHashSet
内部使用链表维护元素的顺序(插入的次序)
元素必须定义hashCode()
在满足要求的情况下,Map应尽量使用HashMap,Set应尽量使用HashSet。
集合类的基本使用
List
1 ArrayList<String> arrayList = new ArrayList<String>(); 2 arrayList.add("Tom"); 3 arrayList.add("Jerry"); 4 arrayList.add("Micky"); 5 // 使用Iterator遍历元素 6 Iterator<String> it = arrayList.iterator(); 7 while (it.hasNext()) { 8 String str = it.next(); 9 System.out.println(str);10 }11 // 在指定位置插入元素12 arrayList.add(2, "Kate");13 // 通过索引直接访问元素14 for (int i = 0; i < arrayList.size(); i++) {15 System.out.println(arrayList.get(i));16 }17 List<String> subList = new ArrayList<String>();18 subList.add("Mike");19 // addAll(Collection<? extends String> c)添加所给集合中的所有元素20 arrayList.addAll(subList);21 // 判断是否包含某个元素22 if (arrayList.contains("Mike")) {23 System.out.println("Mike is include in the list");24 }25 26 LinkedList<String> linkedList = new LinkedList<String>();27 linkedList.addAll(arrayList);28 // 获取指定元素29 System.out.println(linkedList.get(4));30 // 获取第一个元素31 System.out.println(linkedList.getFirst());32 // 获取最后一个元素33 System.out.println(linkedList.getLast());34 // 获取并删除第一个元素35 System.out.println(linkedList.pollFirst());36 // 获取,但不移除第一个元素37 System.out.println(linkedList.peekFirst());
ArrayList和LinkedList的效率比较
1 ArrayList<String> arrList = new ArrayList<String>(); 2 long startTimeMillis, endTimeMillis; 3 startTimeMillis = System.currentTimeMillis(); 4 for (int i = 0; i < 10000; i++) { 5 arrList.add(0, "addString"); 6 } 7 endTimeMillis = System.currentTimeMillis(); 8 System.out.println("ArrayList:" + (endTimeMillis - startTimeMillis) 9 + "ms");10 11 arrList.clear();12 13 startTimeMillis = System.currentTimeMillis();14 for (int i = 0; i < 20000; i++) {15 arrList.add(0, "addString");16 }17 endTimeMillis = System.currentTimeMillis();18 System.out.println("ArrayList:" + (endTimeMillis - startTimeMillis)19 + "ms");20 21 arrList.clear();22 23 startTimeMillis = System.currentTimeMillis();24 for (int i = 0; i < 40000; i++) {25 arrList.add(0, "addString");26 }27 endTimeMillis = System.currentTimeMillis();28 System.out.println("ArrayList:" + (endTimeMillis - startTimeMillis)29 + "ms");30 31 arrList.clear();32 33 startTimeMillis = System.currentTimeMillis();34 for (int i = 0; i < 80000; i++) {35 arrList.add(0, "addString");36 }37 endTimeMillis = System.currentTimeMillis();38 System.out.println("ArrayList:" + (endTimeMillis - startTimeMillis)39 + "ms");40 41 arrList.clear();42 43 startTimeMillis = System.currentTimeMillis();44 for (int i = 0; i < 160000; i++) {45 arrList.add(0, "addString");46 }47 endTimeMillis = System.currentTimeMillis();48 System.out.println("ArrayList:" + (endTimeMillis - startTimeMillis)49 + "ms");50 51 arrList.clear();52 53 startTimeMillis = System.currentTimeMillis();54 for (int i = 0; i < 320000; i++) {55 arrList.add(0, "addString");56 }57 endTimeMillis = System.currentTimeMillis();58 System.out.println("ArrayList:" + (endTimeMillis - startTimeMillis)59 + "ms");
执行时间比较
执行次数(在0号位置插入)
ArrayList所用时间(ms)
LinkedList所用时间(ms)
10000
31
0
20000
141
0
40000
484
16
80000
1985
0
160000
7906
0
320000
31719
16
执行次数(在尾部插入)
ArrayList所用时间(ms)
LinkedList所用时间(ms)
10000
0
0
20000
15
0
40000
0
0
80000
0
0
160000
0
15
320000
0
16
循环输出次数(get(index)方法)
ArrayList所用时间(ms)
LinkedList所用时间(ms)
10000
93
204
20000
188
797
40000
328
2734
80000
688
13328
160000
1594
62313
320000
2765
太久了……
因为ArrayList底层由数组实现,在0号位置插入时将移动list的所有元素,在末尾插入元素时不需要移动。LinkedList是双向链表,在任意位置插入元素所需时间均相同。所以在List中有较多插入和删除操作的情况下应使用LinkedList来提高效率,而有较多索引查询的时候使用ArrayList(使用增强型的for循环或Iterator遍历LinkedList效率将提高很多)。
Map
1 HashMap<String, Integer> map = new HashMap<String, Integer>(); 2 // 向Map中添加元素 3 map.put("Tom", 26); 4 map.put("Jack", 18); 5 map.put("Micky", 17); 6 map.put("Kate", 15); 7 // 根据Key获取Value 8 System.out.println("Jack is " + map.get("Jack") + " years old"); 9 // 移除10 map.remove("Micky");11 // 遍历Map12 for (Entry<String, Integer> entry : map.entrySet()) {13 System.out.println("name:" + entry.getKey() + " age:"14 + entry.getValue());15 }16 // Key相同的元素将被覆盖17 map.put("Jack", 19);18 // 根据Key获取Value19 System.out.println("Jack is " + map.get("Jack") + " years old");20 // 判断是否包含某个Key21 if (map.containsKey("Tom")) {22 System.out.println(map.get("Tom"));23 }24 // 判断是否包含某个Value25 if (map.containsValue(26)) {26 System.out.println("The map include the value 26");27 }28 // 判断map是否为空29 if (!map.isEmpty()) {30 // 获取map大小31 System.out.println("The map's size=" + map.size());32 }33 // 获取Key的集合34 for (String str : map.keySet()) {35 System.out.println(str);36 }37 38 TreeMap<String, Integer> treeMap = new TreeMap<String, Integer>();39 treeMap.putAll(map);40 // 输出内容按照key值排序41 for (Entry<String, Integer> entry : treeMap.entrySet()) {42 System.out.println("name:" + entry.getKey() + " age:"43 + entry.getValue());44 // name:Jack age:1945 // name:Kate age:1546 // name:Tom age:2647 }48 49 LinkedHashMap<String, Integer> linkedHashMap = new LinkedHashMap<String, Integer>();50 // 向Map中添加元素51 linkedHashMap.put("Tom", 26);52 linkedHashMap.put("Jack", 18);53 linkedHashMap.put("Micky", 17);54 linkedHashMap.put("Kate", 15);55 // 保持了插入的顺序56 for (Entry<String, Integer> entry : linkedHashMap.entrySet()) {57 System.out.println("name:" + entry.getKey() + " age:"58 + entry.getValue());59 // name:Tom age:2660 // name:Jack age:1861 // name:Micky age:1762 // name:Kate age:1563 }
Set
1 List<Integer> list = new ArrayList<Integer>(); 2 list.add(3); 3 list.add(4); 4 HashSet<Integer> hashSet = new HashSet<Integer>(); 5 hashSet.add(1); 6 hashSet.add(3); 7 hashSet.add(2); 8 hashSet.add(6); 9 // 重复元素将不能被添加10 hashSet.add(3);11 // 只要有元素被添加就返回true12 if (hashSet.addAll(list)) {13 System.out.println("Add success");14 }15 // 判断是否存在某个集合16 if (hashSet.containsAll(list)) {17 System.out.println("The hashSet is contain 3 and 4");18 }19 Iterator<Integer> it = hashSet.iterator();20 while (it.hasNext()) {21 System.out.print(it.next() + " ");22 // 1 2 3 4 623 // 看结果是被排序了,HashSet按照Hash函数排序,Integer值的HashCode就是其int值24 }25 // 换转成数组26 Object[] integers = hashSet.toArray();27 for (int i = 0; i < integers.length; i++) {28 System.out.print((Integer) integers[i]);29 }30 //移除元素31 hashSet.remove(3);32 33 TreeSet<String> treeSet = new TreeSet<String>();34 treeSet.add("C");35 treeSet.add("A");36 treeSet.add("D");37 treeSet.add("B");38 for (Iterator<String> strIt = treeSet.iterator(); strIt.hasNext();) {39 System.out.print(strIt.next());40 // ABCD 按照字母顺序41 }42 LinkedHashSet<String> linkedHashSet = new LinkedHashSet<String>();43 linkedHashSet.add("C");44 linkedHashSet.add("A");45 linkedHashSet.add("D");46 linkedHashSet.add("B");47 for (Iterator<String> linkedIt = linkedHashSet.iterator(); linkedIt48 .hasNext();) {49 System.out.print(linkedIt.next());50 // CADB 按照插入顺序51 }
本文没有对ArrayList及HashMap进行深入的分析,这两个类是集合类中最常用的类,将另开文章进行深入剖析。
ArrayList深入分析:《ArrayList源码分析》
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