Java数据结构简介
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：
1、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。 枚举接口定义了一种从数据结构中取回连续元素的方式。（已被迭代器lterator取代）
2、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，你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。
3、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。
4、栈（Stack）:
栈（Stack）实现了一个后进先出（LIFO）的数据结构。
你可以把栈理解为对象的垂直分布的栈，当你添加一个新元素时，就将新元素放在其他元素的顶部。
当你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。
5、字典（Dictionary）:
字典（Dictionary） 类是一个抽象类，它定义了键映射到值的数据结构。
当你想要通过特定的键而不是整数索引来访问数据的时候，这时候应该使用Dictionary。
由于Dictionary类是抽象类，所以它只提供了键映射到值的数据结构，而没有提供特定的实现。
（Dictionary类已经过时了。在实际开发中，可以实现Map接口来获取键/值的存储功能。）
6、哈希表（Hashtable）:
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。
7、属性（Properties）:
Properties 继承于 Hashtable.Properties 类表示了一个持久的属性集.属性列表中每个键及其对应值都是一个字符串。Properties 类被许多Java类使用。例如，在获取环境变量时它就作为System.getProperties()方法的返回值。
8、集合（Collection）:
集合框架是一个用来代表和操纵集合的统一架构。
Java集合框架为程序员提供了预先包装的数据结构和算法来操纵他们。
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均在java.util包中。
任何对象加入集合类后，自动转变为Object类型，所以在取出的时候，需要进行强制类型转换。
任何对象没有使用泛型之前会自动转换Object类型，使用泛型之后不用强制转换。
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Java集合框架
一、早在Java 2中之前，Java就提供了特设类。比如：Dictionary, Vector, Stack, 和Properties这些类用来存储和操作对象组。
虽然这些类都非常有用，但是它们缺少一个核心的，统一的主题。由于这个原因，使用Vector类的方式和使用Properties类的方式有着很大不同。
为了有一个统一的主题，集合框架被设计成满足如下要求的框架：
1、高性能：基本集合（动态数组，链表，数，哈希表）的实现必须是高效的；
2、具有高度的互操作性：允许不同的类型集合，以类似的方式工作；
3、简单性：对一个集合的和适应必须是简单的。
二、集合框架的主要内容
1、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。在面向对象的语言，接口通常形成一个层次。
2、实现（类）：是集合接口的具体实现。从本质上讲，它们是可重复使用的数据结构。
3、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，那是因为相同的方法可以在相似的接口上有着不同的实现。
三、集合框架体系如图所示
（其中虚线框代表接口类，实线框代表实现类。）
Java 集合框架提供了一套性能优良，使用方便的接口和类，java集合框架位于java.util包中， 所以当使用集合框架的时候需要进行导包。
四、集合接口
集合框架定义了一些接口。
| 序号 | 接口描述 |
|---|---|
| 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, 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)。 |
| 2 | List 接口 List接口是一个有序的 Collection，使用此接口能够精确的控制每个元素插入的位置，能够通过索引(元素在List中位置，类似于数组的下标)来访问List中的元素，第一个元素的索引为 0，而且允许有相同的元素。 |
| 3 | 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。 |
| 4 | SortedSet 继承于Set保存有序的集合。 |
| 5 | Map 将唯一的键映射到值。 |
| 6 | Map.Entry 描述在一个Map中的一个元素（键/值对）。是一个Map的内部类。 |
| 7 | SortedMap 继承于Map，使Key保持在升序排列。 |
| 8 | Enumeration 这是一个传统的接口和定义的方法，通过它可以枚举（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。 |
PS:Set和List的区别
1. Set 接口实例存储的是无序的，不重复的数据。List 接口实例存储的是有序的，可以重复的元素。
2. Set检索效率低下，删除和插入效率高，插入和删除不会引起元素位置改变 <实现类有HashSet,TreeSet>。
3. List和数组类似，可以动态增长，根据实际存储的数据的长度自动增长List的长度。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 <实现类有ArrayList,LinkedList,Vector>。
五、集合实现类
Java提供了一套实现了Collection接口的标准集合类。其中一些是具体类，这些类可以直接拿来使用，而另外一些是抽象类，提供了接口的部分实现。
| 序号 | 类描述 |
|---|---|
| 1 | AbstractCollection 实现了大部分的集合接口。 |
| 2 | AbstractList 继承于AbstractCollection 并且实现了大部分List接口。 |
| 3 | AbstractSequentialList 继承于 AbstractList ，提供了对数据元素的链式访问而不是随机访问。 |
| 4 | LinkedList 该类实现了List接口，允许有null（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，解决方法就是在创建List时候构造一个同步的List。例如： LinkedList 查找效率低。 |
| 5 | ArrayList 该类也是实现了List的接口，实现了可变大小的数组，随机访问和遍历元素时，提供更好的性能。该类也是非同步的,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。 |
| 6 | AbstractSet 继承于AbstractCollection 并且实现了大部分Set接口。 |
| 7 | HashSet 该类实现了Set接口，不允许出现重复元素，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。 |
| 8 | 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。 |
| 9 | TreeSet 该类实现了Set接口，可以实现排序等功能。 |
| 10 | AbstractMap 实现了大部分的Map接口。 |
| 11 | HashMap HashMap 是一个散列表，它存储的内容是键值对(key-value)映射。 该类实现了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。 |
| 12 | TreeMap 继承了AbstractMap，并且使用一颗树。 |
| 13 | WeakHashMap 继承AbstractMap类，使用弱密钥的哈希表。 |
| 14 | LinkedHashMap 继承于HashMap，使用元素的自然顺序对元素进行排序. |
| 15 | IdentityHashMap 继承AbstractMap类，比较文档时使用引用相等。 |
六、集合算法
集合框架定义了几种算法，可用于集合和映射。这些算法被定义为集合类的静态方法。
在尝试比较不兼容的类型时，一些方法能够抛出 ClassCastException异常。当试图修改一个不可修改的集合时，抛出UnsupportedOperationException异常。
集合定义三个静态的变量：EMPTY_SET，EMPTY_LIST，EMPTY_MAP的。这些变量都不可改变。