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    Java集合

    xiaoxiao2025-11-28  6
    声明：本文章经过别人文章摘要整理而来，并非纯原创作品！ 集合框架    对于对象集合，必须执行的操作主要以下三种：  添加新的对象  删除对象  查找对象 Collection（对象之间没有指定顺序，允许元素重复） 1）、List（有序、不唯一） 对象之间有指定顺序，允许元素重复，并引入位置下标 a、ArrayList （动态数组）   b、LinkedList（链表）   2）、Set（无序、唯一） 对象之间没有指定顺序，元素不能重复 a、HashSet（散列集合）  b、TreeSet（树集合） c、SortedSet 2、Map（键值对、映射） 接口用于保存关键字（Key）和数值（Value）的集合，集合中的每个对象加入时都是提供 数值 和关键字。Map接口既不继承Set也不继承Collection。 1）、HashMap 2）、TreeMap   List、Set、Map、共同的实现基础是Object数组
     List（ArrayList、LinkedList） List就是列表的意思，它是Collection 的一种，即继承了Collection接口，以定义一个允许重复项的有序集合。该接口不但能够对列表的一部分进行处理，还添加了面向位置的操作。List是按对象的进入顺序进行保存对象，而不做排序或编辑操作。 它除了拥有Collection接口的所有的方法外还拥有一些其他的方法。 List： 简述实现操作特征成员要求提供基于索引的对成员的随机访问ArrayList提供快速的基于索引的成员访问，对尾部成员的增加和删除支持较好 成员可为任意Object子类的对象LinkedList 对列表中任何位置的成员的增加和删除支持较好，但对基于索引的成员访问支持性能较差 成员可为任意Object子类的对象 在“集合框架”中有两种常规的List实现：ArrayList和LinkedList。使用两种List实现的哪一种取决于您特定的需要。如果要支持随机访问，而不必在除尾部的任何位置插入或除去元素，那么，ArrayList提供了可选的集合。但如果，您要频繁的从列表的中间位置添加和除去元素，而只要顺序的访问列表元素，那么，LinkedList实现更好。 Map HashMap LinkedHashMap TreeMap Map接口不是Collection接口的继承 。而是从自己的用于维护键-值关联的接口层次结构入手。按定义，该接口描述了从不重复的键到值的映射。 这里需要注意的是，TreeMap中是根据键（Key）进行排序的。而如果我们要使用TreeMap来进行正常的排序的话，Key 中存放的对象必须实现 Comparable  接口。 Map简述实现操作特征成员要求 保存键值对成员，基于键找值操作，使用compareTo或compare方法对键进行排序 HashMap 能满足用户对Map的通用需求 键成员可为任意Object子类的对象，但如果覆盖了equals方法，同时注意修改hashCode方法。 TreeMap 支持对键有序地遍历，使用时建议先用HashMap增加和删除成员，最后从HashMap生成TreeMap；附加实现了SortedMap接口，支持子Map等要求顺序的操作 键成员要求实现Comparable接口，或者使用Comparator构造TreeMap键成员一般为同一类型 LinkedHashMap 保留键的插入顺序，用equals 方法检查键和值的相等性 成员可为任意Object子类的对象，但如果覆盖了equals方法，同时注意修改hashCode方法。 对于Map部分的使用和实现，主要就是需要注意存放“键值对”中的对象的 equals() 方法和 hashCode() 方法的覆写。如果需要使用到排序的话，那么还需要实现 Comparable  接口中的compareTo()方法。我们需要注意Map中的“键”是不能重复的，而是否重复的判断，是通过调用“键”对象的equals（）方法来决定的。而在HashMap中查找和存取“键值对”是同时使用hashCode（）方法和equals（）方法来决定的。 HashMap的存入顺序和输出顺序无关。而LinkedHashMap则保留了键值对的存入顺序。TreeMap则是对Map中的元素进行排序。在实际的使用中我们也经常这样做：使用HashMap或者LinkedHashMap来存放元素，当所有的元素都存放完成后，如果使用则是需要一个经过排序的Map的话，我们再使用TreeMap来重构原来的Map对象。这样做的好处是：因为HashMap和LinkedHashMap存储数据的速度比直接使用TreeMap 要快，存取效率要高。当完成了所有的元素的存放后，我们再对整个的Map中的元素进行排序。这样可以提高整个程序的运行的效率，缩短执行时间。 Set 概述： Java 中的Set和正好和数学上直观的集（set）的概念是相同的。Set最大的特性就是不允许在其中存放的元素是重复的。根据这个特点，我们就可以使用Set 这个接口来实现前面提到的关于商品种类的存储需求。Set 可以被用来过滤在其他集合中存放的元素，从而得到一个没有包含重复新的集合。 Set简述实现操作特征成员要求  成员不能重复HashSet 外部无序地遍历成员。 成员可为任意Object子类的对象，但如果覆盖了equals方法，同时注意修改hashCode方法。  TreeSet 外部有序地遍历成员；附加实现了SortedSet, 支持子集等要求顺序的操作 成员要求实现Comparable接口，或者使用Comparator构造TreeSet。成员一般为同一类型。  LinkedHashSet 外部按成员的插入顺序遍历成员 成员与HashSet成员类似  排序： Set sortedSet = new  TreeSet(set1); System.out.println("排序后 TreeSet ：" + sortedSet ); HashSet的元素存放顺序和我们添加进去时候的顺序没有任何关系，而LinkedHashSet 则保持元素的添加顺序。TreeSet则是对我们的Set中的元素进行排序存放。 迭代器Iterator Collection接口的iterator()方法返回一个Iterator。Iterator和您可能已经熟悉的Enumeration接口类似。使用 Iterator接口方法，您可以从头至尾遍历集合，并安全的从底层Collection中除去元素。 ListIterator接口继承Iterator接口以支持添加或更改底层集合中的元素，还支持双向访问 。 以HashSet举例： Set set1 =  new  HashSet(); Iterator iterator =set1.iterator(); //得到一个迭代器         while  ( iterator.hasNext() ) { //遍历          Object element =iterator.next();            System.out.println("iterator = "  + element);         } 集合框架中常用类比较 用“集合框架”设计软件时，记住该框架四个基本接口的下列层次结构关系会有用处： Collection 接口是一组允许重复的对象。 Set 接口继承 Collection，但不允许重复。 List 接口继承 Collection，允许重复，并引入位置下标。 Map 接口既不继承 Set 也不继承 Collection,存取的是键值对 我们以下面这个图表来描述一下常用的集合的实现类之间的区别： 排序 Comparable 接口 compareTo()方法比较当前实例和作为参数传入的元素。如果排序过程中当前实例出现在参数前，就返回某个负值。如果当前实例出现在参数后，则返回正值。否则，返回零。这里不要求零返回值表示元素相等。零返回值只是表示两个对象排在同一个位置。 在 Java 2 SDK，版本 1.2 中有十四个类实现Comparable接口。下表展示了它们的自然排序。虽然一些类共享同一种自然排序，但只有相互可比的类才能排序。 创建您自己的类Comparable只是个实现compareTo()方法的问题。通常就是依赖几个数据成员的自然排序。 您自己的类也应该覆盖equals()和hashCode()以确保两个相等的对象返回同一个散列码 。 Comparator 接口 若一个类不能用于实现 java.lang.Comparable，您可以提供自己的 java.util.Comparator 行为。如果您不喜欢缺省的Comparable 行为，您照样可以提供自己的 Comparator。 Comparator 的 compare() 方法的返回值和 Comparable 的 compareTo() 方法的返回值相似。在此情况下，如果排序时第一个元素出现在第二个元素之前，则返回一个负值。如果第一个元素出现在后，那么返回一个正值。否则，返回零。与 Comparable 相似，零返回值不表示元素相等。一个零返回值只是表示两个对象排在同一位置。由Comparator 用户决定如何处理。如果两个不相等的元素比较的结果为零，您首先应该确信那就是您要的结果，然后记录行为。 为了演示，您会发现编写一个新的忽略大小写的 Comparator，代替使用 Collator 进行语言环境特定、忽略大小写的比较会更容易。这样的一种实现如下所示： classCaseInsensitiveComparator implements Comparator {   public int compare(Object element1, Objectelement2) {      String lowerE1 =((String)element1).toLowerCase();      String lowerE2 =((String)element2).toLowerCase();      return lowerE1.compareTo(lowerE2);    } } 因为每个类在某些地方都建立了 Object 子类，所以这不是您实现 equals() 方法的必要条件。实际上大多数情况下您不会去这样做。切记该 equals() 方法检查的是 Comparator 实现的等同性，不是处于比较状态下的对象。 Collections 类有个预定义的 Comparator 用于重用。调用 Collections.reverseOrder() 返回一个 Comparator，它对逆序实现 Comparable 接口的对象进行排序。 在JAVA的util包中有两个所有集合的父接口Collection和Map,它们的父子关系：             java.util         +Collection  这个接口extends自 --java.lang.Iterable接口             +List  接口                 -ArrayList  类                -LinkedList  类                -Vector  类     此类是实现同步的             +Queue  接口                + 不常用，在此不表.             +Set  接口                +SortedSet  接口                   -TreeSet  类                -HashSet          +Map  接口            -HashMap  类 (除了不同步和允许使用null 键/值之外,与 Hashtable 大致相同.)            -Hashtable  类此类是实现同步的,不允许使用null 键值            +SortedMap  接口               -TreeMap  类           以下对众多接口和类的简单说明：首先不能不先说一下数组（Array） 一、Array ， Arrays Java所有“存储及随机访问一连串对象”的做法，array是最有效率的一种。 1、 效率高，但容量固定且无法动态改变。 array还有一个缺点是，无法判断其中实际存有多少元素，length只是告诉我们array的容量。 2、Java中有一个Arrays类，专门用来操作array。         arrays 中拥有一组static函数， equals()：比较两个array是否相等。array拥有相同元素个数，且所有对应元素两两相等。 fill()：将值填入array中。 sort()：用来对array进行排序。 binarySearch()：在排好序的array中寻找元素。 System.arraycopy()：array的复制。 二、Collection ， Map 若撰写程序时不知道究竟需要多少对象，需要在空间不足时自动扩增容量，则需要使用容器类库，array不适用。 1、Collection 和 Map 的区别 容器内每个为之所存储的元素个数不同。 Collection类型者，每个位置只有一个元素。 Map类型者，持有key-value pair，像个小型数据库。 2、Java2容器类类库的用途是“保存对象”，它分为两类，各自旗下的子类关系 Collection         -- List ： 将以特定次序存储元素。所以取出来的顺序可能和放入顺序不同 。               --ArrayList/ LinkedList / Vector         -- Set ：不能含有重复的元素               --HashSet/TreeSet Map         --HashMap      -- HashTable      -- TreeMap Map----一组成对的“键值对”对象，即其元素是成对的对象，最典型的应用就是数据字典，并且还有其它广泛的应用。另外，Map可以返回其所有键组成的Set和其所有值组成的Collection，或其键值对组成的Set，并且还可以像数组一样扩展多维Map，只要让Map中键值对的每个“值”是一个Map即可。 Collection下 1.迭代器 　　迭代器是一种设计模式，它是一个对象，它可以遍历并选择序列中的对象，而开发人员不需要了解该序列的底层结构。迭代器通常被称为“轻量级”对象，因为创建它的代价小。 Java中的Iterator功能比较简单，并且只能单向移动： (1) 使用方法iterator()要求容器返回一个Iterator。第一次调用Iterator的next()方法时，它返回序列的第一个元素。 注意：iterator()方法是java.lang.Iterable接口,被Collection继承。 (2) 使用next()获得序列中的下一个元素。 (3) 使用hasNext()检查序列中是否还有元素。 (4) 使用remove()将迭代器新返回的元素删除。 Iterator是Java迭代器最简单的实现，为List设计的ListIterator具有更多的功能，它可以从两个方向遍历List，也可以从List中插入和删除元素。 2.List的功能方法 List(interface): 次序是List最重要的特点；它确保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(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中间插入和删除元素。 ArrayList: 由数组实现的List。它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 ，而不是用来插入和删除元素，因为这比LinkedList开销要大很多。 LinkedList: 由列表实现的List。对顺序访问进行了优化，向List中间插入与删除得开销不大，随机访问则相对较慢(可用ArrayList代替)。它具有方法a ddFirst()、addLast()、getFirst()、getLast()、removeFirst()、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。 3.Set的功能方法 Set(interface): 存入Set的每个元素必须是唯一的 ，这也是与List不同的，因为Set不保存重复元素。 加入Set的Object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:HashSet 能快速定位一个元素， 存入HashSet的对象必须定义hashCode()。 TreeSet :保持次序的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。 HashSet采用散列函数对元素进行排序，这是 专门为快速查询而设计的 ；TreeSet采用红黑树的数据结构进行排序元素；LinkedHashSet内部使用散列以加快查询速度，同时使用链表维护元素的次序，使得看起来元素是以插入的顺序保存的。需要注意的是，生成自己的类时，Set需要维护元素的存储顺序，因此要实现Comparable接口并定义compareTo()方法。 3、其他特征 *     List，Set，Map将持有对象一律视为Object型别。 *     Collection、List、Set、Map都是接口，不能实例化。       继承自它们的 ArrayList, Vector, HashTable, HashMap是具象class，这些才可被实例化。 *     vector容器确切知道它所持有的对象隶属什么型别。vector不进行边界检查。 三、Collections Collections是针对集合类的一个帮助类。 提供了一系列 静态 方法实现对各种集合的搜索、排序、线程完全化等操作。 相当于对Array进行类似操作的类——Arrays。 如， Collections.max(Collectioncoll); 取coll中最大的元素。         Collections.sort(List list);  对list中元素排序 四、如何选择？ 1、容器类和Array的区别、择取        *      容器类仅能持有对象引用（指向对象的指针），而不是将对象信息copy一份至数列某位置。        *      一旦将对象置入容器内，便损失了该对象的型别信息。 2、       *     在各种Lists中，最好的做法是以ArrayList作为缺省选择。当插入、删除频繁时，使用LinkedList()；          Vector 总是比ArrayList慢，所以要尽量避免使用。       *     在各种Sets中，HashSet通常优于HashTree（插入、查找）。只有当需要产生一个经过排序的序列，才用TreeSet。          HashTree 存在的唯一理由：能够维护其内元素的排序状态。       *     在各种Maps中          HashMap 用于快速查找。       *     当元素个数固定，用Array，因为Array效率是最高的。   结论：最常用的是ArrayList，HashSet，HashMap，Array。而且，我们也会发现一个规律，用TreeXXX都是排序的。 注意： 1、Collection没有get()方法来取得某个元素。只能通过iterator()遍历元素。 2、Set和Collection拥有一模一样的接口。 3、 List ， 可以通过get()方法来一次取出一个元素 。使用数字来选择一堆对象中的一个，get(0)...。(add/get) 4、一般使用ArrayList。 用LinkedList构造堆栈stack、队列queue 。 5、 Map用 put(k,v) / get(k) ，还可以使用containsKey()/containsValue()来检查其中是否含有某个key/value。        HashMap 会利用对象的hashCode来快速找到key。      *     hashing            哈希码就是将对象的信息经过一些转变形成一个独一无二的int值，这个值存储在一个array中。           我们都知道所有存储结构中，array查找速度是最快的。所以，可以加速查找。                   发生碰撞时，让array指向多个values。即，数组每个位置上又生成一个梿表。 6、Map中元素，可以将key序列、value序列单独抽取出来。 使用 keySet() 抽取key序列，将map中的所有keys生成一个Set。 使用 values( ) 抽取value序列，将map中的所有values生成一个Collection。 为什么一个生成Set，一个生成Collection？那是因为，key总是独一无二的，value允许重复。
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