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java 集合框架——迹忆客-ag捕鱼王app官网

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。

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。

为此,整个集合框架就围绕一组标准接口而设计。你可以直接使用这些接口的标准实现,诸如: linkedlist, hashset, 和 treeset 等,除此之外你也可以通过这些接口实现自己的集合。

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

集合框架定义了一些接口。本节提供了每个接口的概述:

序号 接口 描述
1 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)。
collection 接口存储一组不唯一,无序的对象。
2 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。
list 接口存储一组不唯一,有序(插入顺序)的对象。
3 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。
set 接口存储一组唯一,无序的对象。
4 继承于set保存有序的集合。
5 map 接口存储一组键值对象,提供key(键)到value(值)的映射。
6 描述在一个map中的一个元素(键/值对)。是一个 map 的内部接口。
7 继承于 map,使 key 保持在升序排列。
8 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。

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> 。

集合实现类(集合类)

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。

标准集合类汇总于下表:

序号 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:
list list=collections.synchronizedlist(newlinkedlist(...)); 
linkedlist 查找效率低。
5 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 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 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 继承了abstractmap,并且使用一颗树。
13 继承abstractmap类,使用弱密钥的哈希表。
14 继承于hashmap,使用元素的自然顺序对元素进行排序.
15 继承abstractmap类,比较文档时使用引用相等。

在前面的教程中已经讨论通过java.util包中定义的类,如下所示:

序号 描述
1 该类和arraylist非常相似,但是该类是同步的,可以用在多线程的情况,该类允许设置默认的增长长度,默认扩容方式为原来的2倍。
2 栈是vector的一个子类,它实现了一个标准的后进先出的栈。
3 dictionary 类是一个抽象类,用来存储键/值对,作用和map类相似。
4 hashtable 是 dictionary(字典) 类的子类,位于 java.util 包中。
5 properties 继承于 hashtable,表示一个持久的属性集,属性列表中每个键及其对应值都是一个字符串。
6 一个bitset类创建一种特殊类型的数组来保存位值。bitset中数组大小会随需要增加。

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。

序号 算法 描述
1 这里是一个列表中的所有算法实现。

如何使用迭代器

通常情况下,你会希望遍历一个集合中的元素。例如,显示集合中的每个元素。

一般遍历数组都是采用for循环或者增强for,这两个方法也可以用在集合框架,但是还有一种方法是采用迭代器遍历集合框架,它是一个对象,实现了iterator 接口或 listiterator接口。

迭代器,使你能够通过循环来得到或删除集合的元素。listiterator 继承了 iterator,以允许双向遍历列表和修改元素。

序号 迭代器方法 描述
1 这里通过实例列出 iterator 和 listiterator 接口提供的所有方法。

遍历 arraylist

实例

import java.util.*;
 
public class test{
 public static void main(string[] args) {
     list list=new arraylist();
     list.add("hello");
     list.add("world");
     list.add("hahahaha");
     //第一种遍历方法使用 for-each 遍历 list
     for (string str : list) {            //也可以改写 for(int i=0;i ite=list.iterator();
     while(ite.hasnext())//判断下一个元素之后有值
     {
         system.out.println(ite.next());
     }
 }
}

解析:

三种方法都是用来遍历arraylist集合,第三种方法是采用迭代器的方法,该方法可以不用担心在遍历的过程中会超出集合的长度。

遍历 map

实例

import java.util.*;
 
public class test{
     public static void main(string[] args) {
      map map = new hashmap();
      map.put("1", "value1");
      map.put("2", "value2");
      map.put("3", "value3");
      
      //第一种:普遍使用,二次取值
      system.out.println("通过map.keyset遍历key和value:");
      for (string key : map.keyset()) {
       system.out.println("key= "  key   " and value= "   map.get(key));
      }
      
      //第二种
      system.out.println("通过map.entryset使用iterator遍历key和value:");
      iterator> it = map.entryset().iterator();
      while (it.hasnext()) {
       map.entry entry = it.next();
       system.out.println("key= "   entry.getkey()   " and value= "   entry.getvalue());
      }
      
      //第三种:推荐,尤其是容量大时
      system.out.println("通过map.entryset遍历key和value");
      for (map.entry entry : map.entryset()) {
       system.out.println("key= "   entry.getkey()   " and value= "   entry.getvalue());
      }
    
      //第四种
      system.out.println("通过map.values()遍历所有的value,但不能遍历key");
      for (string v : map.values()) {
       system.out.println("value= "   v);
      }
     }
}

如何使用比较器

treeset和treemap的按照排序顺序来存储元素. 然而,这是通过比较器来精确定义按照什么样的排序顺序。

这个接口可以让我们以不同的方式来排序一个集合。

序号 比较器方法 描述
1 这里通过实例列出comparator接口提供的所有方法

总结

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。

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