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[Java教程]Java 集合框架


Java集合框架大致可以分为五个部分:List列表,Set集合、Map映射、迭代器、工具类

List 接口通常表示一个列表(数组、队列、链表

栈),其中的元素 可以重复 的是:ArrayList 和LinkedList,另外还有不常用的Vector。LinkedList实现来Queue接口,因此也可以作为队列使用。

Set接口通常表示一个集合,其中的元素 不可以重复 (通过hashcode和equals函数保证),常用的实现类有HashSet和TreeSet

Map是一个 映射接口 ,其中的每个元素都是一个 key-value键值对 ,同样抽象类AbstractMap通过适配器模式实现了Map接口中的大部分函数,TreeMap

HashMap、WeakHashMap等实现类都通过继承AbstractMap实现的,另外,不常用的HashTable直接实现了Map接口。

Iterator是遍历集合的迭代器(不能遍历Map,只用来遍历Collection),Collection的实现类都实现了iterator()函数,它返回一个Iterator对象,用来遍历集合,ListIterator则专门用来遍历List。

ArrayList

ArrayList的内部实现是基于基础的对象数组的

特点:

  • 顺序表
  • 大小可变
  • 允许null元素
  • 线程不同步、查询速度快、增删满

LinkedList

LinkedList: 内部采用链表来存储元素,支持快速插入/删除元素,但不支持高效地随机访问

一般大家都知道ArrayList和LinkedList的大致区别:

1.ArrayList是实现了基于动态数组的数据结构,LinkedList基于链表的数据结构。

2.对于随机访问get和set,ArrayList优于LinkedList,因为LinkedList要移动指针。

3.对于新增和删除操作add和remove,LinedList比较占优势,因为ArrayList要移动数据。 ArrayList的内部实现是基于基础的对象数组的 , LinkedList中的get方法是按照顺序从列表的一端开始检查,直到另外一端。对LinkedList而言,访问列表中的某个指定元素没有更快的方法了。 它们之间最主要的区别在于ArrayList是可改变大小的数组,而LinkedList是双向链接串列(doubly LinkedList) ,因为Array是基于索引(index)的数据结构,它使用索引在数组中搜索和读取数据是很快的。Array获取数据的时间复杂度是O(1),但是要删除数据却是开销很大的,因为这需要重排数组中的所有数据。

public class ArraylistandLinkedlist {  public static final int N = 50000;  public static List values;  static {    Integer vals[] = new Integer[N];    Random r = new Random();    for (int i = 0, currval = 0; i < N; i++) {      vals[i] = new Integer(currval);      currval += r.nextInt(100) + 1;    }    values = Arrays.asList(vals);  }  static long timeList(List lst) {    long start = System.currentTimeMillis();    for (int i = 0; i < N; i++) {      int index = Collections.binarySearch(lst, values.get(i));      if (index != i)        System.out.println("***错误***");    }    return System.currentTimeMillis() - start;  }  public static void main(String args[]) {    System.out.println("ArrayList消耗时间:" + timeList(new ArrayList(values)));    System.out.println("LinkedList消耗时间:" + timeList(new LinkedList(values)));  }}

  

HashSet

HashSet实现了Set接口,它 不允许 集合中有 重复的值 ,当我们提到HashSet时,第一件事情就是在将对象存储在HashSet之前, 要先确保对象 重写equals()和hashCode()方法 ,这样才能比较对象的值是否相等,以确保set中没有储存相等的对象。如果我们没有重写这两个方法,将会使用这个方法的默认实现。

特点

  • 线程同步
  • 不允许重复的值

HashMap

HashMap实现了Map接口,Map接口对键值对进行映射。 Map中不允许重复的键。Map接口有两个基本的实现,HashMap和TreeMap。TreeMap保存了对象的排列次序,而HashMap则不能。 HashMap允许键和值为null。 HashMap是非synchronized的,但collection框架提供方法能保证HashMap synchronized,这样多个线程同时访问HashMap时,能保证只有一个线程更改Map。

HashMap是一种<key,value>的存储结构,能够快速将key的数据put方式存储起来,然后很快的通过get取出来”,“HashMap不是线程安全的, HashTable是线程安全的,通过synchronized实现的

简单的说HashMap的存储结构是由 数组和链表 共同完成的

HashMap是Y轴方向是数组,X轴方向就是链表的存储方式

HashTable

HashMap和Hashtable都实现了Map接口,但决定用哪一个之前先要弄清楚它们之间的分别。主要的区别有:线程安全性,同步(synchronization),以及速度。

HashMap几乎可以等价于Hashtable,除了HashMap是非synchronized的,并可以接受null(HashMap可以接受为null的键值(key)和值(value), 而Hashtable则不行)。 HashMap是非synchronized,而Hashtable是synchronized ,这意味着Hashtable是线程安全的,多个线程可以共享一个Hashtable;而如果没有正确的同步的话,多个线程是不能共享HashMap的。Java 5提供了ConcurrentHashMap,它是HashTable的替代,比HashTable的扩展性更好。另一个区别是HashMap的迭代器(Iterator)是fail-fast迭代器,而Hashtable的enumerator迭代器不是fail-fast的。所以当有其它线程改变了HashMap的结构(增加或者移除元素),将会抛出ConcurrentModificationException,但迭代器本身的remove()方法移除元素则不会抛出ConcurrentModificationException异常。但这并不是一个一定发生的行为,要看JVM。

由于Hashtable是线程安全的也是synchronized,所以在单线程环境下它比HashMap要慢。如果你不需要同步,只需要单一线程,那么使用HashMap性能要好过Hashtable。HashMap不能保证随着时间的推移Map中的元素次序是不变的。

public class HashmapAndHashTable {  public static void main(String... args) {    HashMap<String, String> hashMap = new HashMap<String, String>();    hashMap.put("cn", "中国");    hashMap.put("us", "米国");    hashMap.put("en", "英国");    hashMap.put("","");    System.out.println(hashMap);    System.out.println("cn" + hashMap.get("cn"));    System.out.println(hashMap.containsKey("cn"));    System.out.println(hashMap.keySet());    System.out.println(hashMap.isEmpty());    Hashtable table = new Hashtable();    table.put("key1", "value1");//键 和 值,    table.put("key2", "value2");    table.put("key3", "value3");//相当于堆栈 后进先出    Enumeration e = table.keys();//创建枚举    while (e.hasMoreElements()) {//是否有元素      String key = (String) e.nextElement();      System.out.println(key + " : " + table.get(key));    }  }}

  

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