Java 数据结构&集合框架

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1~7 数据结构 8~12 集合框架

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1. 枚举（Enumeration）
2. 位集合（BitSet）
3. 向量（Vector）
4. 栈（Stack）
5. 字典（Dictionary）
6. 哈希表（Hashtable）
7. 属性（Properties）
8. 包含内容
9. 集合接口
10. 集合实现类
11. 迭代器
12. 总结

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1. 枚举（Enumeration）

• 本身不属于数据结构
• 枚举接口定义了一种从数据结构中取回连续元素的方式

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2. 位集合（BitSet）

• 实现了一组可以单独设置和清除的位或标志
• 可以方便地处理一组布尔值

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3. 向量（Vector）

• 大小能根据需要动态的变化，不必给对象指定大小
• Vector对象的元素能通过索引访问

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4. 栈（Stack）

• 后进先出（LIFO）最后进栈的元素最先被取出

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5. 字典（Dictionary）

• 抽象类，定义了键映射到值的数据结构，没有提供特定的实现

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6. 哈希表（Hashtable）

• Hashtable类提供了一种在用户定义键结构的基础上来组织数据的手段。
• 哈希表键的具体含义完全取决于哈希表的使用情景和它包含的数据

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7. 属性（Properties）

• 属性列表中每个键及其对应值都是一个字符串

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• 集合框架是一个用来代表和操纵集合的统一架构

8. 包含内容

• 接口：是代表集合的抽象数据类型，接口允许集合独立操纵其代表的细节，如Collection、List（采用线性列表的储存方式）、Map（采用键-值对的储存方式）
• 实现（类）：集合接口的具体实现。从本质上讲，是可重复使用的数据结构，如ArrayList、LinkedList、HashMap
• 算法：是实现集合接口的对象里的方法执行的一些有用的计算。例如，搜索和排序，这些算法被称为多态，因为相同的方法可以在相似的接口上有着不同的实现，如Collections（提供对集合进行排序、遍历等多种算法实现）

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9. 集合接口

• Collection：一个Collection代表一组Object，Java不提供直接继承自Collection的类，只提供继承于的子接口（如List和set）
• List：精确的控制每个元素插入的位置，允许有相同的元素，有序的，可以动态增长，查找元素效率高，插入删除效率低，因为会引起其他元素位置改变
• Set：Set具有与Collection完全一样的接口，只是行为上不同，Set不保存重复的元素，无序的；检索效率低，删除和插入效率高，删除和插入不会引起元素位置改变
• SortedSet：继承于Set保存有序的集合
• Map：将唯一的键映射到值
• Map.Enty：描述在一个Map中的一个元素，是一个Map的内部类
• SortedMap：继承于Set，使Key保持在升序排列
• Enumeration：枚举（一次获得一个）对象集合中的元素，这个传统接口已被迭代器取代

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10. 集合实现类（集合类）

• 标准集合类汇总：其中一些是具体类，可以直接使用，另外一些事抽行类，提供了接口的部分实现
  
  • AbstractCollection：实现大部分的集合接口
  • AbstractList：继承AbstractCollection并实现大部分List接口
  • AbstractSequentialList：继承AbstractList，提供了对数据元素的链式访问而不是随机访问
  • LinkedList：实现了List接口，允许有空元素。主要用于创建链表数据结构，该类没有同步方法，如果多个线程同时访问一个List，则必须自己实现访问同步，解决方法就是再创建List时构造一个同步的List。如Listlist=Collections.synchronizedList(newLinkedList(...));LinkedList查找效率低
  • ArrayList：实现了List的接口，实现可变大小的数组，随机访问和遍历元素时，提供更好的性能。非同步的，在多线程的情况下不要使用。ArrayList增长当前长度的50%，插入删除效率低
  • AbstractSet：继承于AbstractCollection并实现了大部分Set接口
  • HashSet：实现Set接口，不允许重复元素，不保证集合中元素的顺序，允许包含值为null的元素，但最多只能一个
  • LinkedHashSet：具有可预知迭代顺序的Set接口的哈希表和链接列表实现
  • TreeSet：实现Set接口，可以实现排序等功能
  • AbstractMap：实现大部分的Map接口
  • HashMap：散列表，存储键值对映射。实现Map接口，根据键的HashCode值存储数据，具有很快的访问速度，最多允许一条记录的键为null，不支持线程同步
  • TreeMap：继承AbstractMap，并且使用一颗树
  • WeakHashMap：继承AbstractMap类，使用弱秘钥的哈希表
  • LinkedHashMap：继承于HashMap，使用元素的自然顺序对元素进行排序
  • IdentityHashMap：继承AbstractMap类，比较文档时使用引用相等
• java.util包中定义的类
  
  • Vector：和ArrayList相似，但是该类是同步的，可用在多线程，该类允许设置默认的增长长度，默认扩容方式为原来的2倍
  • Stack：Vector的一个子类，实现了一个标准的后进先出的栈
  • Dictionary：抽象类，用来储存键值对
  • Hashtable：Dictionary类的子类
  • Properties：继承于Hashtable，表示一个持久的属性集，属性列表中每个键及其对应值都是一个字符串
  • BitSet：创建一种特殊类型的数组来保存位置，数组大小会随需要增加
• 集合算法：集合框架定义了集中算法
  
  • 可用于集合和映射，集合类的静态方法
  • 三个静态变量，不可改变EMPTY_SET, EMPTY_LIST, EMPTY_MAP

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11. 迭代器

• 一般遍历数组都是采用for循环或增强for，这两个方法也可用在集合框架
• 还可以采用迭代器遍历集合框架，该方法不用担心在遍历的过程中超出集合的长度，它是一个对象，实现了Iterator接口或ListIterator接口（ListIterator继承了Iterator以允许双向遍历列表和修改元素）
• 迭代器使你能够通过循环来得到或者删除集合的元素。
• 遍历ArrayList完整代码：

import java.util.*;

public class Test{
 public static void main(String[] args) {
     List<String> list=new ArrayList<String>();
     list.add("Hello");
     list.add("World");
     list.add("HAHAHAHA");
     //第一种遍历方法使用foreach遍历List
     for (String str : list) {            //也可以改写for(int i=0;i<list.size();i++)这种形式
        System.out.println(str);
     }

     //第二种遍历，把链表变为数组相关的内容进行遍历
     String[] strArray=new String[list.size()];
     list.toArray(strArray);
     for(int i=0;i<strArray.length;i++) //这里也可以改写为  foreach(String str:strArray)这种形式
     {
        System.out.println(strArray[i]);
     }

    //第三种遍历 使用迭代器进行相关遍历

     Iterator<String> ite=list.iterator();
     while(ite.hasNext())//判断下一个元素之后有值
     {
         System.out.println(ite.next());
     }
 }
}

• 遍历ArrayMap完整代码：

import java.util.*;

public class Test{
     public static void main(String[] args) {
      Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();
      map.put("1", "value1");
      map.put("2", "value2");
      map.put("3", "value3");

      //第一种：普遍使用，二次取值
      System.out.println("通过Map.keySet遍历key和value：");
      for (String key : map.keySet()) {
       System.out.println("key= "+ key + " and value= " + map.get(key));
      }

      //第二种
      System.out.println("通过Map.entrySet使用iterator遍历key和value：");
      Iterator<Map.Entry<String, String>> it = map.entrySet().iterator();
      while (it.hasNext()) {
       Map.Entry<String, String> entry = it.next();
       System.out.println("key= " + entry.getKey() + " and value= " + entry.getValue());
      }

      //第三种：推荐，尤其是容量大时
      System.out.println("通过Map.entrySet遍历key和value");
      for (Map.Entry<String, String> entry : map.entrySet()) {
       System.out.println("key= " + entry.getKey() + " and value= " + entry.getValue());
      }

      //第四种
      System.out.println("通过Map.values()遍历所有的value，但不能遍历key");
      for (String v : map.values()) {
       System.out.println("value= " + v);
      }
     }
}

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12. 总结

• Java集合框架提供了预先包装的数据结构和算法来操纵它们
• 集合是一个对象，可容纳其他对象的引用
• 集合接口声明对每一种类型的集合可以执行的操作
• 集合框架的类和接口都在java.util包中
• 任何对象加入集合类后，自动转变为Object类型，在取出时，需要进行强制类型转换

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