JAVA基础（3）——容器（1）——常用容器分类

JAVA基础系列规划：

• JAVA基础（1）——基本概念
• JAVA基础（2）——数据类型
• JAVA基础（3）——容器（1）——常用容器分类
• JAVA基础（4）——容器（2）——普通容器
• JAVA基础（5）——并发（1）——总体认识
• JAVA基础（6）——并发（2）——原子
• JAVA基础（7）——并发（3）——锁机制
• JAVA基础（8）——并发（4）——线程池
• JAVA基础（9）——容器（3）——并发容器
• JAVA基础（10）——IO、NIO
• JAVA基础（11）——泛型
• JAVA基础（12）——反射
• JAVA基础（13）——序列化
• JAVA基础（14）——网络编程

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从元素存储的角度看，容器是存储元素的单元，这样来看，数据类型都是容器。在这里，遵从jdk的定义，将容器定义为jvm持有对象的单元。Java类库提供了一套相当完整的容器类，使用这些类的方法可以保存和操纵对象。以下内容基于jdk1.8。

1. 常用容器分类

（图片来自网络，已忘记出处，见谅）

• 在这里，集合类分为了Map和Collection两个大的类别。
• 图片左上角的那一块灰色里面的四个类（Dictionary、HashTable、Vector、Stack）都是线程安全的，但是它们都是JDK的老的遗留类，现在基本都不怎么使用了，都有了对应的取代类。其中Map是用来代替图片中左上角的那个Dictionary抽象类（Map的官方文档里面有说明）。官方推荐使用Map接口来代替它。同样对于HashTable，官方推荐ConcurrentHashMap来代替。接着下面的Vector是List下面的一个实现类。
• 图片最上面的粉红色部分是集合类所有接口关系图。其中Map的结构比较简单，而Collection的结构就相对复杂一些。Collection有三个继承接口：List、Queue和Set。
• 接下来绿色部分则是集合类的主要实现类了。这也是我们最经常使用的集合类了。
• 最下方的一个整块都是java.util.concurrent包里面的类，按照包名我们就可以知道这个包里面的类都是用来处理Java编程中各种并发场景的

按照实现接口分类

• 实现Map接口的有：EnumMap、IdentityHashMap、HashMap、LinkedHashMap、WeakHashMap、TreeMap
• 实现List接口的有：ArrayList、LinkedList
• 实现Set接口的有：HashSet、LinkedHashSet、TreeSet
• 实现Queue接口的有：PriorityQueue、LinkedList、ArrayQueue

根据底层实现的数据结构分类

• 底层以数组的形式实现：EnumMap、ArrayList、ArrayQueue
• 底层以链表的形式实现：LinkedHashSet、LinkedList、LinkedHashMap
• 底层以hash table的形式实现：HashMap、HashSet、LinkedHashMap、LinkedHashSet、WeakHashMap、IdentityHashMap
• 底层以红黑树的形式实现：TreeMap、TreeSet
• 底层以二叉堆的形式实现：PriorityQueue

并发容器

• ConcurrentHashMap、ConcurrentSkipListHashMap
• LinkedTransferQueue、CopyOnWriteArrayList、ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue、PriorityBlockingQueue、LinkedBlockDeque、DelayQueue、SynchronusQueue
• ConcurrentSkipListSet、CopyOnWriteArraySet

2. Collection

Collection源自jdk1.2，是collection的根接口，collection代表着一组对象，这组对象就是collection的元素。

public interface Collection<E> extends Iterable<E>

在Collection接口中描述了collection操作的通用操作size、isEmpty、contains、iterator、toArray、add、remove、containsAll、addAll、removeAll、retainAll、clear、equals、hashCode，这些方法都是实现类需要实现的。jdk1.8添加了已实现的default方法removeIf、spliterator、stream、parallelStream。

关于default方法

jdk1.8开始，接口中可以添加已实现的方法，这种方法叫default方法。default方法的含义是当一个类实现一个接口的时候，它可以实现接口中的default方法，但这不是必须的。多继承时，default方法名和其他接口中方法名相同时，必须在实现类中实现该方法名的方法。

Iterable接口从jdk1.5出现，描述了遍历的通用操作iterator，同时在jdk1.8添加了default方法forEach、spliterator。

jdk并不提供对Collection的直接实现，而是对Collection进行了细分，提供更加细化的子接口List、Queue、Set。

2.1 List容器接口

List中的数据有序且可以重复，可随机存取数据。其接口：

public interface List<E> extends Collection<E>

描述了方法：

add(E): booleanadd(int, E): voidaddAll(Collection<? extends E>): booleanaddAll(int, Collection<? extends E>): booleanclear(): voidcontains(Object): booleancontainsAll(Collection<?>): booleanequals(Object): booleanget(int): EhashCode(): intindexOf(Object): intisEmpty(): booleaniterator(): Iterator<E>lastIndexOf(Object): intlistIterator(): ListIterator<E>listIterator(int): ListIterator<E>remove(int): Eremove(Object): booleanremoveAll(Collection<?>): booleanreplaceAll(UnaryOperator<E>): voidretainAll(Collection<?>): booleanset(int, E): Esize(): intsort(Comparator<? super E>): voidspliterator(): Spliterator<E>subList(int, int): List<E>toArray(): Object[]toArray(T[]): T[]

2.2 Queue容器接口

Queue是先进先出的队列接口：

public interface Queue<E> extends Collection<E>

描述了方法：

add(E): booleanelement(): Eoffer(E): booleanpeek(): Epoll(): Eremove(): E

为了更清晰的表达Queue的语义，存在一些和Collection重复的定义。

2.3 Set容器接口

Set是无序集合的接口：

public interface Set<E> extends Collection<E>

描述了方法：

add(E): booleanaddAll(Collection<? extends E>): booleanclear(): voidcontains(Object): booleancontainsAll(Collection<?>): booleanequals(Object): booleanhashCode(): intisEmpty(): booleaniterator(): Iterator<E>remove(Object): booleanremoveAll(Collection<?>): booleanretainAll(Collection<?>): booleansize(): intspliterator(): Spliterator<E>toArray(): Object[]toArray(T[]): T[]

3. Map

Map是Map层级结构中的根接口，维护键/值对，描述不重复的一对一的键到值的映射。
Map 接口提供三种collection 视图，允许以键集、值集或键-值映射关系集的形式查看某个映射的内容。
将可变对象用作映射键时必须格外小心，最好不要这样使用。

其接口为：

public interface Map<K,V>

主要描述映射关系的操作：

clear(): voidcompute(K, BiFunction<? super K, ? super V, ? extends V>): VcomputeIfAbsent(K, Function<? super K, ? extends V>): VcomputeIfPresent(K, BiFunction<? super K, ? super V, ? extends V>): VcontainsKey(Object): booleancontainsValue(Object): booleanentrySet(): Set<Entry<K, V>>equals(Object): booleanforEach(BiConsumer<? super K, ? super V>): voidget(Object): VgetOrDefault(Object, V): VhashCode(): intisEmpty(): booleankeySet(): Set<K>merge(K, V, BiFunction<? super V, ? super V, ? extends V>): Vput(K, V): VputAll(Map<? extends K, ? extends V>): voidputIfAbsent(K, V): Vremove(Object): Vremove(Object, Object): booleanreplace(K, V): Vreplace(K, V, V): booleanreplaceAll(BiFunction<? super K, ? super V, ? extends V>): voidsize(): intvalues(): Collection<V>

4. Collections

Collections是容器工具类，主要提供一些排序算法。如：

List list = new ArrayList(); …Collections.sort(list);//顺序排序Collections.shuffle(list);//乱序Collections.reverse(list);//逆序Collections.binarySearch(list, obj);//二分查找返回obj在list中的位置