java集合框架浅析


前言:1、在Java语言中,Java语言的设计者对常用的数据结构和算法做了一些规范(接口)和实现(具体实现接口的类)。所有抽象出来的数据结构和操作(算法)统称为Java集合框架(JavaCollectionFramework)。
2、Java程序员在具体应用时,不必考虑数据结构和算法实现细节,只需要用这些类创建出来一些对象,然后直接应用就可以了,这样就大大提高了编程效率。

集合框架图解

1.Collection接口
Collection是最基本的集合接口,一个Collection代表一组Object,即Collection的元素(Elements)。一些 Collection允许相同的元素而另一些不行。一些能排序而另一些不行。JavaSDK不提供直接继承自Collection的类,JavaSDK提供的类都是继承自Collection的“子接口”如List和Set。
所有实现Collection接口的类都必须提供两个标准的构造函数:无参数的构造函数用于创建一个空的Collection,有一个 Collection参数的构造函数用于创建一个新的Collection,这个新的Collection与传入的Collection有相同的元素。后一个构造函数允许用户复制一个Collection。
如何遍历Collection中的每一个元素?不论Collection的实际类型如何,它都支持一个iterator()的方法,该方法返回一个迭代子,使用该迭代子即可逐一访问Collection中每一个元素。典型的用法如下:
Iteratorit=collection.iterator();//获得一个迭代子
while(it.hasNext()){
Objectobj=it.next();//得到下一个元素
}
由Collection接口派生的两个接口是List和Set。

Set和List比较:

Set子接口:无序,不允许重复。
List子接口:有序,可以有重复元素。具体区别是
Set:检索元素效率低下,删除和插入效率高,插入和删除不会引起元素位置改变。<对应类有 HashSet,TreeSet>
List:和数组类似,List可以动态增长,查找元素效率高,插入删除元素效率低,因为会引起其他元素位置改变。<相应类有 ArrayList,LinkedList,Vector>

Set和List详解:

1. set接口:
Set具有与Collection完全一样的接口,因此没有任何额外的功能,不像前面有两个不同的List。实际上Set就是Collection,只是行为不同。(这是继承与多态思想的典型应用:表现不同的行为。)Set不保存重复的元素(至于如何判断元素相同则较为负责)
1.1.Set : 存入Set的每个元素都必须是唯一的,因为Set不保存重复元素。加入Set的元素必须定义equals()方法以确保对象的唯一性。Set与Collection有完全一样的接口。Set接口不保证维护元素的次序。(我变换黄色背景那里的名称得到如下特点)

1.2.HashSet : 它不允许出现重复元素;不保证和政集合中元素的顺序,可以自己做个例子可以看出加入的字段顺序跟遍历出的不一样,允许包含值为null的元素,但最多只能有一个null元素(不允许重复嘛!)。

1.3.TreeSet : 可以实现排序等功能的集合,它在讲对象元素添加到集合中时会自动按照某种比较规则将其插入到有序的对象序列中,并保证该集合元素组成按照“升序”排列。
a)(在对大量信息进行检索的时候,TreeSet比AraayList更有效率,能保证在log(n)的时间内完成)。
b)TreeSet是实用树形结构来存储信息的,每个节点都会保存一下指针对象,分别指向父节点,左分支,右分支,相比较而言,ArrayList就是一个含有元素的简单数组了,正因为如此,它占的内存也要比ArrayList多一些。
c)想TreeSet插入元素也比ArrayList要快一些,因为当元素插入到ArrayList的任意位置时,平均每次要移动一半的列表,需要O(n)的时间, 而TreeSet深度遍历查询花费的实施只需要O(log(n))(普遍的都是,set查询慢,插入快,list查询快,插入满, .TODO:这一点我会写一个算法测试文章具体分析一下…)

2.List接口
List是有序的Collection,使用此接口能够精确的控制每个元素插入的位置。用户能够使用索引(元素在List中的位置,类似于数组下标)来访问List中的元素,这类似于Java的数组。
和下面要提到的Set不同,List允许有相同的元素。
除了具有Collection接口必备的iterator()方法外,List还提供一个listIterator()方法,返回一个 ListIterator接口,和标准的Iterator接口相比,ListIterator多了一些add()之类的方法,允许添加,删除,设定元素,还能向前或向后遍历。
实现List接口的常用类有LinkedList,ArrayList,Vector和Stack。
2.1.LinkedList类
LinkedList实现了List接口,允许null元素。此外LinkedList提供额外的get,remove,insert方法在 LinkedList的首部或尾部。这些操作使LinkedList可被用作堆栈(stack),队列(queue)或双向队列(deque)。
注意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:
Listlist=Collections.synchronizedList(newLinkedList(…));
2.2.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。
size,isEmpty,get,set方法运行时间为常数。但是add方法开销为分摊的常数,添加n个元素需要O(n)的时间。其他的方法运行时间为线性。
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(自动增判断长度后增长也会浪费时间的呀!)。
和LinkedList一样,ArrayList也是非同步的(unsynchronized)。(扩展阅读:在java.util.concurrent包中定义的CopyOnWriteArrayList提供了线程安全的Arraylist,但是当进行add和set等变化操作时它是通过为底层数组创建新的副本实现的,所以比较耗费资源
2.3.Vector类
已被弃用,不做详解

待续。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

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