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java集合类总结

分类: java基础  |  作者: ychxiaoyixiao 相关  |  发布日期 : 2015-10-15  |  热度 : 244°

集合类说明及区别

(注:引用小李专栏部分内容,代码来自星星传奇,感谢)

1、结构:
Collection
├List
│├LinkedList
│├ArrayList
│└Vector
│ └Stack
└Set
Map
├Hashtable
├HashMap
└WeakHashMap

2、简介

Set、List和Map可以看做集合的三大类。

     List集合是有序集合,集合中的元素可以重复,访问集合中的元素可以根据元素的索引来访问。

     Set集合是无序集合,集合中的元素不可以重复,访问集合中的元素只能根据元素本身来访问(也是不能集合里元素不允许重复的原因)。

     Map集合中保存Key-value对形式的元素,访问时只能根据每项元素的key来访问其value。


Collection接口

  由Collection接口派生的两个接口是List和Set。下面是Collection的添加元素、删除元素、返回集合中元素的个数以及清空集合元素的方法。

public class TestCollection
{
    public static void main(String[] args) 
    {
        Collection c = new ArrayList();
        //添加元素
        c.add("孙悟空");
        //虽然集合里不能放基本类型的值,但Java支持自动装箱
        c.add(6);
        System.out.println("c集合的元素个数为:" + c.size());   
     //删除指定元素
        c.remove(6);     
    System.out.println("c集合的元素个数为:" + c.size());
        //判断是否包含指定字符串
        System.out.println("c集合的是否包含孙悟空字符串:" + c.contains("孙悟空"));
        c.add("轻量级J2EE企业应用实战");
        System.out.println("c集合的元素:" + c);        
    Collection books = new HashSet();
        books.add("轻量级J2EE企业应用实战");
        books.add("Struts2权威指南");
        System.out.println("c集合是否完全包含books集合?" + c.containsAll(books));
        //用c集合减去books集合里的元素
        c.removeAll(books);
        System.out.println("c集合的元素:" + c);
        //删除c集合里所有元素
        c.clear();
        System.out.println("c集合的元素:" + c);
        //books集合里只剩下c集合里也同时包含的元素
        books.retainAll(c);
        System.out.println("books集合的元素:" + books);
    }
}


List接口
  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。

      

“这些操作使LinkedList可被用作堆栈(stack),队列(queue)或双向队列(deque)”
   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。
  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。

       void ensureCapacity(int minCapacity): 将ArrayList对象容量增加minCapacity
  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。

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。
      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。

两种遍历集合的方法Iterator接口和foreach循环

  1、Iterator接口

 Iterator也是Java集合框架的成员,主要用于遍历(即迭代访问)Collection集合中的元素,也称为迭代器。

提供的三种方法:

boolean hasNext():返回集合里的下一个元素。

Object next():返回集合里下一个元素。

void remove();删除集合里上一次next方法返回的元素。

public class TestIterator 
{ 
    public static void main(String[] args) 
    { 
        //创建一个集合 
        Collection books = new HashSet(); 
        books.add("轻量级J2EE企业应用实战"); 
        books.add("Struts2权威指南"); 
        books.add("基于J2EE的Ajax宝典"); 

        //获取books集合对应的迭代器 
        Iterator it = books.iterator(); 
        while(it.hasNext()) 
        { 
       //未使用泛型,需要强制转换
            String book = (String)it.next(); 
            System.out.println(book); 

            if (book.equals("Struts2权威指南")) 
            { 
                it.remove();
            //使用Iterator迭代过程中,不可修改集合元素,下面代码引发异常
            //books.remove(book); 
            } 
           //对book变量赋值,不会改变集合元素本身 
             book = "测试字符串"; 
        } 
        System.out.println(books); 
    } 
}

  2、使用foreach循环遍历集合元素。

格式:for(元素类型 t  元素变量 x : 遍历对象A) {

                     // 程序块

}

说明:

(1)foreach简化了对数组和集合的遍历,如果不希望遍历整个集合,或者在循环内部需要操作下标值就需要使用传统的for循环。

(2)简化了编程,提高了代码的可读性和安全性(不用怕数组越界)。

(3)foreach一般结合泛型使用

public class TestArray {
    public static void main(String args[]) {
        TestArray test = new TestArray();
        test.test1();
        test.listToArray();
        test.testArray3();
    }

    /**
     * foreach语句输出一维数组
     */
    public void test1() {
        // 定义并初始化一个数组
        int arr[] = { 2, 3, 1 };
        System.out.println("----1----排序前的一维数组");

        for (int x : arr) {
            System.out.println(x); // 逐个输出数组元素的值
        }

        // 对数组排序
        Arrays.sort(arr);

        // 利用java新特性for each循环输出数组
        System.out.println("----1----排序后的一维数组");

        for (int x : arr) {
            System.out.println(x); // 逐个输出数组元素的值
        }
    }

    /**
     * 集合转换为一维数组
     */
    public void listToArray() {
        // 创建List并添加元素
        List<String> list = new ArrayList<String>();
        list.add("1");
        list.add("3");
        list.add("4");
        // 利用froeach语句输出集合元素
        System.out.println("----2----froeach语句输出集合元素");
        for (String x : list) {
            System.out.println(x);
        }

        // 将ArrayList转换为数组
        Object s[] = list.toArray();

        // 利用froeach语句输出集合元素
        System.out.println("----2----froeach语句输出集合转换而来的数组元素");

        for (Object x : s) {
            System.out.println(x.toString()); // 逐个输出数组元素的值
        }
    }

    /**
     * foreach输出二维数组测试
     */
    public void testArray2() {
        int arr2[][] = { { 4, 3 }, { 1, 2 } };

        System.out.println("----3----foreach输出二维数组测试");

        for (int x[] : arr2) {
            for (int e : x) {
                System.out.println(e); // 逐个输出数组元素的值
            }
        }
    }

    /**
     * foreach输出三维数组
     */
    public void testArray3() {
        int arr[][][] = { { { 1, 2 }, { 3, 4 } }, { { 5, 6 }, { 7, 8 } } };

        System.out.println("----4----foreach输出三维数组测试");

        for (int[][] a2 : arr) {
            for (int[] a1 : a2) {
                for (int x : a1) {
                    System.out.println(x);
                }
            }
        }
    }
}

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。

同步性
Vector是同步的。这个类中的一些方法保证了Vector中的对象是线程安全的。而ArrayList则是异步的,因此ArrayList中的对象并 不是线程安全的。因为同步的要求会影响执行的效率,所以如果你不需要线程安全的集合那么使用ArrayList是一个很好的选择,这样可以避免由于同步带 来的不必要的性能开销。

相互区别

Vector和ArrayList

1,vector是线程同步的,所以它也是线程安全的,而arraylist是线程异步的,是不安全的。如果不考虑到线程的安全因素,一般用

arraylist效率比较高。
2,如果集合中的元素的数目大于目前集合数组的长度时,vector增长率为目前数组长度的100%,而arraylist增长率为目前数组长度

的50%.如过在集合中使用数据量比较大的数据,用vector有一定的优势。
3,如果查找一个指定位置的数据,vector和arraylist使用的时间是相同的,都是0(1),这个时候使用vector和arraylist都可以。而

如果移动一个指定位置的数据花费的时间为0(n-i)n为总长度,这个时候就应该考虑到使用linklist,因为它移动一个指定位置的数据

所花费的时间为0(1),而查询一个指定位置的数据时花费的时间为0(i)。

ArrayList 和Vector是采用数组方式存储数据,此数组元素数大于实际存储的数据以便增加和插入元素,都允许直接序号索引元素,但是插入数据要设计到数组元素移动 等内存操作,所以索引数据快插入数据慢,Vector由于使用了synchronized方法(线程安全)所以性能上比ArrayList要 差,LinkedList使用双向链表实现存储,按序号索引数据需要进行向前或向后遍历,但是插入数据时只需要记录本项的前后项即可,所以插入数度较快!


arraylist和linkedlist

1.ArrayList是实现了基于动态数组的数据结构,LinkedList基于链表的数据结构。
2.对于随机访问get和set,ArrayList觉得优于LinkedList,因为LinkedList要移动指针。
3.对于新增和删除操作add和remove,LinedList比较占优势,因为ArrayList要移动数据。
    这一点要看实际情况的。若只对单条数据插入或删除,ArrayList的速度反而优于LinkedList。但若是批量随机的插入删除数 据,LinkedList的速度大大优于ArrayList. 因为ArrayList每插入一条数据,要移动插入点及之后的所有数据。


hashtable与hashmap

一.历史原因:Hashtable是基于陈旧的Dictionary类的,HashMap是Java 1.2引进的Map接口的一个实现

二.同步性:Hashtable是线程安全的,也就是说是同步的,而HashMap是线程序不安全的,不是同步的

三.值:只有HashMap可以让你将空值作为一个表的条目的key或value

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