1.1 JAVA集合
Java 集合框架
集合框架被设计成要满足以下几个目标。
- 该框架必须是高性能的。基本集合(动态数组,链表,树,哈希表)的实现也必须是高效的。
- 该框架允许不同类型的集合,以类似的方式工作,具有高度的互操作性。
- 对一个集合的扩展和适应必须是简单的。
从下面面的集合框架图可以看到,Java 集合框架主要包括两种类型的容器,
- 一种是集合(Collection),存储一个元素集合,
- 另一种是图(Map),存储键/值对映射。
在编程时,可以使用数组来保存多个对象,但数组长度不可变化,一旦在初始化数组时指定了数组长度,这个数组长度就是不可变的。如果需要保存数量变化的数据,数组就有点无能为力了。
为了保存数量不确定的数据,以及保存具有映射关系的数据(也被称为关联数组),Java 提供了集合类。集合类主要负责保存、盛装其他数据,因此集合类也被称为容器类。Java 所有的集合类都位于 java.util 包下,提供了一个表示和操作对象集合的统一构架,包含大量集合接口,以及这些接口的实现类和操作它们的算法。
集合类和数组不一样,数组元素既可以是基本类型的值,也可以是对象(实际上保存的是对象的引用变量),而集合里只能保存对象(实际上只是保存对象的引用变量,但通常习惯上认为集合里保存的是对象)。
Java 集合类型分为 Collection 和 Map,它们是 Java 集合的根接口,这两个接口又包含了一些子接口或实现类。图 1 和图 2 分别为 Collection 和 Map 的子接口及其实现类。
Collection 接口又有 3 种子类型,List
、Set
和 Queue
,再下面是一些抽象类,最后是具体实现类,常用的有 ArrayList
、LinkedList
、HashSet
、LinkedHashSet
、HashMap
、LinkedHashMap
等等。
集合框架是一个用来代表和操纵集合的统一架构。所有的集合框架都包含如下内容:
- 接口:是代表集合的抽象数据类型。例如 Collection、List、Set、Map
等。之所以定义多个接口,是为了以不同的方式操作集合对象 - 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,例如:ArrayList、LinkedList、HashSet、HashMap。
- 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。
除了集合,该框架也定义了几个 Map 接口和类。Map 里存储的是键/值对。尽管 Map 不是集合,但是它们完全整合在集合中。
集合接口
接口名称 | 作 用 |
---|---|
Iterator 接口 | 集合的输出接口,主要用于遍历输出(即迭代访问)Collection 集合中的元素,Iterator 对象被称之为迭代器。迭代器接口是集合接口的父接口,实现类实现 Collection 时就必须实现 Iterator 接口。 |
Collection 接口 | 是 List、Set 和 Queue 的父接口,是存放一组单值的最大接口。所谓的单值是指集合中的每个元素都是一个对象。一般很少直接使用此接口直接操作。 |
Queue 接口 | Queue 是 Java 提供的队列实现,有点类似于 List。 |
Dueue 接口 | 是 Queue 的一个子接口,为双向队列。 |
List 接口 | 是最常用的接口。是有序集合,允许有相同的元素。使用 List 能够精确地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,与数组类似。 |
Set 接口 | 不能包含重复的元素。 |
Map 接口 | 是存放一对值的最大接口,即接口中的每个元素都是一对,以 key➡value 的形式保存。 |
Java集合实现类的作用
类名称 | 作用 |
---|---|
HashSet | 为优化査询速度而设计的 Set。它是基于 HashMap 实现的,HashSet 底层使用 HashMap 来保存所有元素,实现比较简单 |
TreeSet | 实现了 Set 接口,是一个有序的 Set,这样就能从 Set 里面提取一个有序序列 |
ArrayList | 一个用数组实现的 List,能进行快速的随机访问,效率高而且实现了可变大小的数组 |
ArrayDueue | 是一个基于数组实现的双端队列,按“先进先出”的方式操作集合元素 |
LinkedList | 对顺序访问进行了优化,但随机访问的速度相对较慢。此外它还有 addFirst()、addLast()、getFirst()、getLast()、removeFirst() 和 removeLast() 等方法,能把它当成栈(Stack)或队列(Queue)来用 |
HsahMap | 按哈希算法来存取键对象 |
TreeMap | 可以对键对象进行排序 |
Set和List的区别
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。
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>。
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> 。
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