JAVA09--数据结构

Java工具包提供了强大的数据结构。在Java中的数据结构主要包括以下几种接口和类：

• 枚举（Enumeration）
• 位集合（BitSet）
• 向量（Vector）
• 栈（Stack）
• 字典（Dictionary）
• 哈希表（Hashtable）
• 属性（Properties）

枚举（Enumeration）

枚举（Enumeration）接口虽然它本身不属于数据结构,但它在其他数据结构的范畴里应用很广。 枚举（The Enumeration）接口定义了一种从数据结构中取回连续元素的方式。
例如，枚举定义了一个叫nextElement 的方法，该方法用来得到一个包含多元素的数据结构的下一个元素。
Enumeration接口中定义了一些方法，通过这些方法可以枚举（一次获得一个）对象集合中的元素。
这种传统接口已被迭代器取代，虽然Enumeration 还未被遗弃，但在现代代码中已经被很少使用了。尽管如此，它还是使用在诸如Vector和Properties这些传统类所定义的方法中，除此之外，还用在一些API类，并且在应用程序中也广泛被使用。 下表总结了一些Enumeration声明的方法：

import java.util.Vector;
import java.util.Enumeration;
 
public class EnumerationTester {
 
   public static void main(String args[]) {
      Enumeration<String> days;
      Vector<String> dayNames = new Vector<String>();
      dayNames.add("Sunday");
      dayNames.add("Monday");
      dayNames.add("Tuesday");
      dayNames.add("Wednesday");
      dayNames.add("Thursday");
      dayNames.add("Friday");
      dayNames.add("Saturday");
      days = dayNames.elements();
      while (days.hasMoreElements()){
         System.out.println(days.nextElement()); 
      }
   }
}

Sunday
Monday
Tuesday
Wednesday
Thursday
Friday
Saturday

位集合（BitSet）

位集合类实现了一组可以单独设置和清除的位或标志。
该类在处理一组布尔值的时候非常有用，只需要给每个值赋值一"位"，然后对位进行适当的设置或清除，就可以对布尔值进行操作了。
一个Bitset类创建一种特殊类型的数组来保存位值。BitSet中数组大小会随需要增加。这和位向量（vector of bits）比较类似。

BitSet定义了两个构造方法。
第一个构造方法创建一个默认的对象：

BitSet()

第二个方法允许用户指定初始大小。所有位初始化为0。

BitSet(int size)

BitSet中实现了Cloneable接口中定义的方法如下表所列：

import java.util.BitSet;
 
public class BitSetDemo {
 
  public static void main(String args[]) {
     BitSet bits1 = new BitSet(16);
     BitSet bits2 = new BitSet(16);
      
     // set some bits
     for(int i=0; i<16; i++) {
        if((i%2) == 0) bits1.set(i);
        if((i%5) != 0) bits2.set(i);
     }
     System.out.println("Initial pattern in bits1: ");
     System.out.println(bits1);
     System.out.println("\nInitial pattern in bits2: ");
     System.out.println(bits2);
 
     // AND bits
     bits2.and(bits1);
     System.out.println("\nbits2 AND bits1: ");
     System.out.println(bits2);
 
     // OR bits
     bits2.or(bits1);
     System.out.println("\nbits2 OR bits1: ");
     System.out.println(bits2);
 
     // XOR bits
     bits2.xor(bits1);
     System.out.println("\nbits2 XOR bits1: ");
     System.out.println(bits2);
  }
}

Initial pattern in bits1:
{0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14}

Initial pattern in bits2:
{1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9, 11, 12, 13, 14}

bits2 AND bits1:
{2, 4, 6, 8, 12, 14}

bits2 OR bits1:
{0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14}

bits2 XOR bits1:
{}

向量（Vector）

向量（Vector）类和传统数组非常相似，但是Vector的大小能根据需要动态的变化。
和数组一样，Vector对象的元素也能通过索引访问。
使用Vector类最主要的好处就是在创建对象的时候不必给对象指定大小，它的大小会根据需要动态的变化。
Vector 类实现了一个动态数组。和 ArrayList 很相似，但是两者是不同的：

• Vector 是同步访问的。
• Vector 包含了许多传统的方法，这些方法不属于集合框架。
  Vector 主要用在事先不知道数组的大小，或者只是需要一个可以改变大小的数组的情况。
  Vector 类支持 4 种构造方法。
  第一种构造方法创建一个默认的向量，默认大小为 10：
  Vector()
  第二种构造方法创建指定大小的向量。
  Vector(int size)
  第三种构造方法创建指定大小的向量，并且增量用 incr 指定。增量表示向量每次增加的元素数目。
  Vector(int size,int incr)
  第四种构造方法创建一个包含集合 c 元素的向量：
  Vector(Collection c)
  除了从父类继承的方法外 Vector 还定义了以下方法：
  
  
  
  
  
  

import java.util.*;

public class VectorDemo {

   public static void main(String args[]) {
      // initial size is 3, increment is 2
      Vector v = new Vector(3, 2);
      System.out.println("Initial size: " + v.size());
      System.out.println("Initial capacity: " +
      v.capacity());
      v.addElement(new Integer(1));
      v.addElement(new Integer(2));
      v.addElement(new Integer(3));
      v.addElement(new Integer(4));
      System.out.println("Capacity after four additions: " +
          v.capacity());

      v.addElement(new Double(5.45));
      System.out.println("Current capacity: " +
      v.capacity());
      v.addElement(new Double(6.08));
      v.addElement(new Integer(7));
      System.out.println("Current capacity: " +
      v.capacity());
      v.addElement(new Float(9.4));
      v.addElement(new Integer(10));
      System.out.println("Current capacity: " +
      v.capacity());
      v.addElement(new Integer(11));
      v.addElement(new Integer(12));
      System.out.println("First element: " +
         (Integer)v.firstElement());
      System.out.println("Last element: " +
         (Integer)v.lastElement());
      if(v.contains(new Integer(3)))
         System.out.println("Vector contains 3.");
      // enumerate the elements in the vector.
      Enumeration vEnum = v.elements();
      System.out.println("\nElements in vector:");
      while(vEnum.hasMoreElements())
         System.out.print(vEnum.nextElement() + " ");
      System.out.println();
   }
}
以上实例编译运行结果如下：

Initial size: 0
Initial capacity: 3
Capacity after four additions: 5
Current capacity: 5
Current capacity: 7
Current capacity: 9
First element: 1
Last element: 12
Vector contains 3.

Elements in vector:
1 2 3 4 5.45 6.08 7 9.4 10 11 12

栈（Stack）

栈（Stack）实现了一个后进先出（LIFO）的数据结构。
可以把栈理解为对象的垂直分布的栈，当添加一个新元素时，就将新元素放在其他元素的顶部。
当从栈中取元素的时候，就从栈顶取一个元素。换句话说，最后进栈的元素最先被取出。

栈是Vector的一个子类，它实现了一个标准的后进先出的栈。
堆栈只定义了默认构造函数，用来创建一个空栈。 堆栈除了包括由Vector定义的所有方法，也定义了自己的一些方法。
Stack()

import java.util.*;
 
public class StackDemo {
 
    static void showpush(Stack<Integer> st, int a) {
        st.push(new Integer(a));
        System.out.println("push(" + a + ")");
        System.out.println("stack: " + st);
    }
 
    static void showpop(Stack<Integer> st) {
        System.out.print("pop -> ");
        Integer a = (Integer) st.pop();
        System.out.println(a);
        System.out.println("stack: " + st);
    }
 
    public static void main(String args[]) {
        Stack<Integer> st = new Stack<Integer>();
        System.out.println("stack: " + st);
        showpush(st, 42);
        showpush(st, 66);
        showpush(st, 99);
        showpop(st);
        showpop(st);
        showpop(st);
        try {
            showpop(st);
        } catch (EmptyStackException e) {
            System.out.println("empty stack");
        }
    }
}
以上实例编译运行结果如下：

stack: [ ]
push(42)
stack: [42]
push(66)
stack: [42, 66]
push(99)
stack: [42, 66, 99]
pop -> 99
stack: [42, 66]
pop -> 66
stack: [42]
pop -> 42
stack: [ ]
pop -> empty stack

Map

Map接口中键和值一一映射. 可以通过键来获取值。

• 给定一个键和一个值，你可以将该值存储在一个Map对象. 之后，可以通过键来访问对应的值。
• 当访问的值不存在的时候，方法就会抛出一个NoSuchElementException异常.
• 当对象的类型和Map里元素类型不兼容的时候，就会抛出一个 ClassCastException异常。
• 当在不允许使用Null对象的Map中使用Null对象，会抛出一个NullPointerException 异常。
• 当尝试修改一个只读的Map时，会抛出一个UnsupportedOperationException异常。

import java.util.*;

public class CollectionsDemo {

   public static void main(String[] args) {
      Map m1 = new HashMap(); 
      m1.put("Zara", "8");
      m1.put("Mahnaz", "31");
      m1.put("Ayan", "12");
      m1.put("Daisy", "14");
      System.out.println();
      System.out.println(" Map Elements");
      System.out.print("\t" + m1);
   }
}
以上实例编译运行结果如下：

Map Elements
        {Mahnaz=31, Ayan=12, Daisy=14, Zara=8}

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。
例如，在地址列表的哈希表中，你可以根据邮政编码作为键来存储和排序数据，而不是通过人名。
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。
Hashtable是原始的java.util的一部分， 是一个Dictionary具体的实现 。
然而，Java 2 重构的Hashtable实现了Map接口，因此，Hashtable现在集成到了集合框架中。它和HashMap类很相似，但是它支持同步。
像HashMap一样，Hashtable在哈希表中存储键/值对。当使用一个哈希表，要指定用作键的对象，以及要链接到该键的值。
然后，该键经过哈希处理，所得到的散列码被用作存储在该表中值的索引。
Hashtable定义了四个构造方法。第一个是默认构造方法：
Hashtable()
第二个构造函数创建指定大小的哈希表：
Hashtable(int size)
第三个构造方法创建了一个指定大小的哈希表，并且通过fillRatio指定填充比例。
填充比例必须介于0.0和1.0之间，它决定了哈希表在重新调整大小之前的充满程度：
Hashtable(int size,float fillRatio)
第四个构造方法创建了一个以M中元素为初始化元素的哈希表。
哈希表的容量被设置为M的两倍。
Hashtable(Map m)

import java.util.*;

public class HashTableDemo {

   public static void main(String args[]) {
      // Create a hash map
      Hashtable balance = new Hashtable();
      Enumeration names;
      String str;
      double bal;

      balance.put("Zara", new Double(3434.34));
      balance.put("Mahnaz", new Double(123.22));
      balance.put("Ayan", new Double(1378.00));
      balance.put("Daisy", new Double(99.22));
      balance.put("Qadir", new Double(-19.08));

      // Show all balances in hash table.
      names = balance.keys();
      while(names.hasMoreElements()) {
         str = (String) names.nextElement();
         System.out.println(str + ": " +
         balance.get(str));
      }
      System.out.println();
      // Deposit 1,000 into Zara's account
      bal = ((Double)balance.get("Zara")).doubleValue();
      balance.put("Zara", new Double(bal+1000));
      System.out.println("Zara's new balance: " +
      balance.get("Zara"));
   }
}
以上实例编译运行结果如下：

Qadir: -19.08
Zara: 3434.34
Mahnaz: 123.22
Daisy: 99.22
Ayan: 1378.0

Zara's new balance: 4434.34