集合对象与常用数据结构性能分析

1.数组的回顾与排序
基本类型的数组
对象数组
java.util.Arrays
Comparable接口

数组的不足之处：
容量不能自动调整
查找效率低
可采用Arrays.binarySearch方法，但必须实现Comparable接口
binarySearch方法本身的效率也不高

2.泛型
（1）泛型（Generic）是参数化类型的能力
可以在类，接口或者方法中声明一个泛型类型，并且在使用这个类，接口或者方法的时候指定具体的类型

public class Dog implements Comparable<Dog> {        //…        public int compareTo(Dog dog) {                return name.compareTo(dog.name);        }}

（2）泛型的定义格式举例

public class ArrayList<E> {        public E get(int index){ … }        public void add(E e) { … }        …    }public TreeSet(Collection<? extends E> c) { … }常用集合框架接口和实现类public TreeSet(Comparator<? super E> comparator) { … }public interface Comparator<T> { … }

3.常用集合框架接口和实现类*重点内容*
（1）集合框架结构

Collection：
表示一组对象
基本操作
add-添加一个元素
addAll-添加另一个Collection中所有元素
contains-是否包含某个元素
remove-从集合中删除一个元素
removeAll,containsAll,retainAll
isEmpty-集合中是否有元素
size-集合中元素的个数
clear-清空所有元素
toArray-转成一个数组
iterator-得到一个用于遍历该集合的迭代器

List：
继承Collection接口
特性
元素具有顺序
元素可以重复
新增操作
set –将元素放入指定位置
get –取得指定位置的元素

ArrayList：
特性
使用数组实现的List，自动调整容量
新增操作
indexOf/lastIndexOf 查找某个元素在ArrayList中的位置
ensureCapacity/trimToSize 调整内置数组的长度
可以对元素快速的随机访问；
向ArrayList插入或删除元素的速度较慢

LinkedList：
特性
使用链表形式实现的List
可以方便的实现栈、队列、双向队列
新增操作
addFirst/addLast实现将元素插入到列表的开头或结尾
getFirst/getLast返回此列表中的第一个或最后一个元素
removeFirst/removeLast移除并返回此列表中的第一个或最后一个元素
便于元素的插入和删除，随即访问的速度较慢

访问集合的标准操作
（1）for循环 / foreach循环
（2）Iterator：
Iterator接口用途是把集合中元素的内容按序排列取出后，可一个个读取
方法
hasNext-如果仍有元素可以迭代，返回 true
next-返回迭代的下一个元素
remove-从迭代器指向的集合中移除迭代器返回的最后一个元素
代码
Iterator iterator = list.iterator();
while(iterator.hasNext()) {
Object o = iterator.next();
}
（3）ListIterator
ListIterator接口继承了Iterator接口，并作了扩展 (API – java.util.ListIterator)
1). ListIterator有add()方法，可以向List中添加对象，而Iterator不能
2). ListIterator和Iterator都有hasNext()和next()方法，可以实现顺序向后遍历，但是ListIterator有hasPrevious()和previous()方法，可以实现逆向（顺序向前）遍历。Iterator就不可以
3). ListIterator可以定位当前的索引位置，nextIndex()和previousIndex()可以实现。Iterator没有此功能
4). ListIterator的set()方法可以实现对象的修改。Iterator仅能遍历，不能修改
（4）Enumeration输出
Enumeration已经不是主流，Iterator是它的下一代替代品。构建一个Enumeration迭代器 ：Enumeration enumeration= 被迭代的集合对象.elements()
实现该接口的对象由一系列的元素组成，可以连续地调用nextElement()方法来得到 Enumeration枚举对象中的元素

Set：
继承Collection接口
特性
元素没有顺序
元素不可以重复

HashSet类：
基于HashMap实现
HashSet是无序集合的类
LinkedHashSet：按照插入集合的顺序提取集合中的元素
因操作 (查询、插入、删除等)速度快，比较适用于内容规模较大的元素

SortedSet接口：
扩展了Set接口
元素按升序排序
添加到SortedSet实现类的元素必须实现可比较Comparable接口，否则我们必须给它的构造方法提供一个Comparator接口的实现。
SortedSet常用方法:
public Object first()
public Object last()
public SortedSet headSet(Object toElement)
public SortedSet tailSet(Object fromElement)

TreeSet类：
实现了SortedSet接口
是有序的集合类
基于HashMap实现
采用平衡二叉树的实现方式
操作速度较慢
遍历Set
使用迭代Iterator遍历
foreach循环遍历

Map：
表示一个映射
特性
将键映射到值
键不能重复
值可以重复
方法
put-添加一个“值”(想要的东西)和与“值”相关联的“键”(使用它来查找)
keySet-返回由Map的“键”组成的Set(确保不重复)
get-返回与给定“键”相关联的“值”
values-返回一个Collection，包含Map中的所有“值”(可重复)

Map实现类的比较
HashMap
以哈希表为内核实现Map接口
key-value pairs的顺序和放入的顺序无关。
Key不能重复, 后加入的值会覆盖原来的值
LinkedHashMap
以哈希表和链表为内核实现map接口
key-value pairs的顺序是放入的顺序。
Key不能重复, 后加入的值会覆盖原来的值
TreeMap
以二叉树为内核实现map接口
key-value pairs的顺序是按照key的升序进行排列
Key不能重复, 后加入的值会覆盖原来的值

4.常用数据结构分析
数组：长度固定，改变长度时，需要新建数组

线性表：类似于数组，实现类有ArrayList等

链表：不支持快速随机访问，修改、删除操作速度快，只修改链接即可，不影响其他元素
使用链表实现的集合类 LinkedHashMap LinkedHashSet LinkedList

哈希表：数据以key value paired的形式存在
一个元素包含一个key和一个value
由key可以取得value
数据读取速度快
占用较多内存空间

二叉树：有排序的功能
数据的存取较慢
使用二叉树实现的集合类： TreeMap TreeSet

5.工具类Collections的API
在JDK中提供了操作数组的java.util.Arrays类,为操作java数组提供了一系列的静态方法
在JDK中,提供了java.util.Collections 类,可以用于操作List类型的集合,也可以用于操作所有的Collection类型或Map类型的集合
Collections类以下的方法操作List类型的集合
（1）调用其静态方法，可实现
binarySearch()：折半查找
sort(): 排序
reverse()：将线性表进行逆序操作
rotate()：以某个元素为轴心将线性表“旋转”
swap()：交换一个线性表中两个元素的位置
。。。(查API，阅读源码)