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[Java教程]谈谈Java的集合组件


让我们一起谈谈Java的集合组件

我们在使用Java的时候,都会遇到并使用到Java的集合。在这里通过自己的理解和网上的资源对Java的集合方面的使用做一个简单的讲解和总结。

Java主要分为3个集合组件:Set(集)、List(列表)、Map(映射)。

Collection接口:Collection是最基本的集合接口,声明了适用于Java集合的通用方法。Set和List都继承了Collection,Map。

 

Collection接口的方法:

boolean add(Object o):向集合中加入一个对象的引用 

void clear():删除集合中所有的对象,即不再持有这些对象的引用 

boolean isEmpty():判断集合是否为空 

boolean contains(Object o): 判断集合中是否持有特定对象的引用 

Iterartor iterator():返回一个iterator对象,可以用来遍历集合中的元素 

boolean remove(Object o):从集合中删除一个对象的引用 

int size() :返回集合中元素的数目 

Object[] toArray()  :返回一个数组,该数组中包括集合中的所有元素 

关于:Iterator() 和toArray() 方法都用于集合的所有的元素,前者返回一个Iterator对象,后者返回一个包含集合中所有元素的数组。

 

Set(集合):Set是最简单的一种集合。集合中的对象不按特定的方式排序,并且没有重复对象。 

Set接口主要实现了两个实现类:

HashSet :HashSet类按照哈希算法来存取集合中的对象,存取速度比较快 

TreeSet :TreeSet类实现了SortedSet接口,能够对集合中的对象进行排序。 

Set 的用法:存放的是对象的引用,没有重复对象

 

List(列表):List的特征是其元素以线性方式存储,集合中可以存放重复对象。 

List接口主要实现类包括:

Vector():实现自动增长的数组。可以对元素进行随机的访问、插入、修改和删除。

ArrayList() : 代表长度可以改变得数组。可以对元素进行随机的访问,向ArrayList()中插入与删除元素的速度慢。 

LinkedList(): 在实现中采用链表数据结构。插入和删除速度快,访问速度慢。 

对于List的随机访问来说,就是只随机来检索位于特定位置的元素。List的 get(int index) 方法放回集合中由参数index指定的索引位置的对象,下标从“0”开始。最基本的两种检索集合中的所有对象的方法:for循环的get()方法、迭代器iterator。

 

 1 package FirstJavaWorld; 2  3 import java.util.Collection; 4 import java.util.Collections; 5 import java.util.Comparator; 6 import java.util.Vector; 7  8 public class collector { 9   10   @SuppressWarnings("rawtypes")11   public static void main(String[] args) {12     Vector vec=new Vector();13     vec.clear();14     if (vec.isEmpty()) {15       System.out.println("vec is empty.");16     }17     for (int i=1; i<=10; i++) {18       vec.add(i);19     }20     System.out.println("vec size:" + vec.size() + " vec capacity:" + vec.capacity());21     for (int i=0; i<vec.size(); i++) {22       System.out.print(vec.get(i) + " ");23     }24     System.out.println();25     int num=100;26     vec.set(1, num);27     vec.remove(vec.size()-1);28     for (int i=0; i<vec.size(); i++) {29       System.out.print(vec.get(i) + " ");30     }31     System.out.println();32     Vector vec2=new Vector();33     int[] an={23,534,123,67,98};34     for (int i=0; i<5; i++) {35       vec2.add(an[i]);36     }37     vec.addAll(9, vec2);38     for (int i=0; i<vec.size(); i++) {39       System.out.print(vec.get(i) + " ");40     }41     System.out.println();42     vec.sort(null);43     for (int i=0; i<vec.size(); i++) {44       System.out.print(vec.get(i) + " ");45     }46     System.out.println();47     Comparator c=Collections.reverseOrder();48     vec.sort(c);49     for (int i=0; i<vec.size(); i++) {50       System.out.print(vec.get(i) + " ");51     }52   }53 }

 

Map(映射): 

Map 是一种把键对象和值对象映射的集合,它的每一个元素都包含一对键对象和值对象。 Map没有继承于Collection接口 从Map集合中检索元素时,只要给出键对象,就会返回对应的值对象。 

Map 的常用方法: 

1 添加,删除操作: 

Object put(Object key, Object value):向集合中加入元素 

Object remove(Object key):删除与KEY相关的元素 

void putAll(Map t):将来自特定映像的所有元素添加给该映像 

void clear():从映像中删除所有映射

2 查询操作: 

Object get(Object key):获得与关键字key相关的值 。Map集合中的键对象不允许重复,也就说,任意两个键对象通过equals()方法比较的结果都是false.,但是可以将任意多个键同时映射到同一个值对象上。

 

List按对象进入的顺序保存对象,不做排序或编辑操作。Set对每个对象只接受一次,并使用自己内部的排序方法(通常,你只关心某个元素是否属于 Set,而不关心它的顺序--否则应该使用List)。Map同样对每个元素保存一份,但这是基于"键"的,Map也有内置的排序,因而不关心元素添加的顺序。如果添加元素的顺序对你很重要,应该使用 LinkedHashSet或者LinkedHashMap.

List的功能方法 

实际上有两种List:一种是基本的ArrayList,其优点在于随机访问元素,另一种是更强大的LinkedList,它并不是为快速随机访问设计的,而是具有一套更通用的方法。

次序是List最重要的特点:它保证维护元素特定的顺序。List为Collection添加了许多方法,使得能够向List中间插入与移除元素(这只推荐LinkedList使用)。一个List可以生成ListIterator,使用它可以从两个方向遍历List,也可以从List中间插入和移除元素。 

ArrayList:由数组实现的List。允许对元素进行快速随机访问,但是向List中间插入与移除元素的速度很慢。ListIterator只应该用来由后向前遍历 ArrayList,而不是用来插入和移除元素。因为那比LinkedList开销要大很多。 

LinkedList :对顺序访问进行了优化,向List中间插入与删除的开销并不大。随机访问则相对较慢(使用ArrayList代替)。还具有下列方法:addFirst(), addLast(), getFirst(), getLast(), removeFirst() 和 removeLast(), 这些方法 (没有在任何接口或基类中定义过)使得LinkedList可以当作堆栈、队列和双向队列使用。 

 

Set的功能方法 

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) 

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。 

HashSet:为快速查找设计的Set。存入HashSet的对象必须定义hashCode()。 

TreeSet: 保存次序的Set, 底层为树结构。使用它可以从Set中提取有序的序列。 

LinkedHashSet:具有HashSet的查询速度,且内部使用链表维护元素的顺序(插入的次序)。于是在使用迭代器遍历Set时,结果会按元素插入的次序显示。

 

Map的功能方法

方法put(Object key, Object value)添加一个“值”(想要得东西)和与“值”相关联的“键”(key)(使用它来查找)。方法get(Object key)返回与给定“键”相关联的“值”。可以用containsKey()和containsValue()测试Map中是否包含某个“键”或“值”。 标准的Java类库中包含了几种不同的Map:HashMap, TreeMap, LinkedHashMap, WeakHashMap, IdentityHashMap。它们都有同样的基本接口Map,但是行为、效率、排序策略、保存对象的生命周期和判定“键”等价的策略等各不相同。 

执行效率是Map的一个大问题。看看get()要做哪些事,就会明白为什么在ArrayList中搜索“键”是相当慢的。而这正是HashMap提高速度的地方。HashMap使用了特殊的值,称为“散列码”(hash code),来取代对键的缓慢搜索。“散列码”是“相对唯一”用以代表对象的int值,它是通过将该对象的某些信息进行转换而生成的。所有Java对象都能产生散列码,因为hashCode()是定义在基类Object中的方法。 

HashMap:Map基于散列表的实现。插入和查询“键值对”的开销是固定的。可以通过构造器设置容量capacity和负载因子load factor,以调整容器的性能。 

LinkedHashMap:类似于HashMap,但是迭代遍历它时,取得“键值对”的顺序是其插入次序,或者是最近最少使用(LRU)的次序。只比HashMap慢一点。而在迭代访问时发而更快,因为它使用链表维护内部次序。 

TreeMap : 基于红黑树数据结构的实现。查看“键”或“键值对”时,它们会被排序(次序由Comparabel或Comparator决定)。TreeMap的特点在 于,你得到的结果是经过排序的。TreeMap是唯一的带有subMap()方法的Map,它可以返回一个子树。 

WeakHashMap :弱键(weak key)Map,Map中使用的对象也被允许释放: 这是为解决特殊问题设计的。如果没有map之外的引用指向某个“键”,则此“键”可以被垃圾收集器回收。 

IdentifyHashMap: : 使用==代替equals()对“键”作比较的hash map。专为解决特殊问题而设计。

 

总结:

Set、List和Map是Java语言中很重要的三大集合组件,在这上面花大功夫学习掌握它是很有必要的,因为灵活运用这些集合会对我们的开发和数据处理有很大的帮助。