java学习(七) —— API集合类

senntyou 发布于2019-08-19 11:09 / 1290人阅读

摘要：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。所有的集合类都位于包下。表示一组对象，这些对象也称为的元素。成员方法把集合转成数组迭代器，集合的专用遍历方式之接口概述有序的，也称为序列。

前言

在编程中，常常需要集中存放多个数据。从传统意义上讲，数组是我们的一个很好的选择，前提是我们实现已经明确知道我们将要保存的对象的数量。

一旦在数组初始化时指定了数组长度，这个数组长度就是不可变的，如果我们需要保存一个可以动态增长的数据，在编译时无法确定具体的数量，java的集合类就是一个很好的设计方案。

集合类概述：面对对象语言对事物的体现都是以对象的形式，所以为了方便对多个对象的操作，Java就提供类集合类。

数组和集合类都是容器，不同之处：

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（1）数组虽然也可以存储对象，但长度是固定的；集合的长度是可变的。
（2）数组中可以存储基本数据类型，集合只能存储对象。

集合类特点：集合只用于存储对象，集合长度可变，集合可以存储不同类型的对象。

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。

所有的集合类都位于java.util包下。

细数java集合，其中比较常见的就是List、Set、Map、和Queue，在这四者中，除了Map，其他三个接口都继承于Collection。

Collection

Collection接口概述：Collection层次结构中的根接口。

Collection表示一组对象，这些对象也称为collection的元素。

一些collection允许有重复的元素，而另一些不允许；一些collection是有序的，而另一些则是无序的。

成员方法：

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（1）boolean add(E e)
（2）boolean remove(Object o)
（3）void clear()
（4）boolean contains(Object o)
（5）boolean isEmpty()
（6）int size()
（7）boolean addAll(Collection c)
（8）boolean removeAll(Collection c)
（9）boolean containsAll(Collection c)
（10）boolean retainAll(Collection c)
（11）把集合转成数组：Object[] toArray()
（12）迭代器，集合的专用遍历方式：Iterator iterator()

Collection之List接口

概述：有序的collection，也称为序列。

List接口在java集合类中充当的是一个元素有序、元素可重复的集合角色。

继承于Collection集合，所以拥有Collection集合的所有方法。

List集合也拥有属于自己的方法：用来实现根据元素索引来操作集合元素的作用。

此接口的用户可以对列表中的每个元素的插入位置进行精确的控制。

用户可以根据元素的整数索引（在列表中的位置）访问元素，并搜索列表中的元素。

成员方法：

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（1）void add(int index,E element)
（2）E remove(int index)
（3）E get(int index)
（4）E set(int index,E element)
（5）ListIterator listIterator()

常见的继承List接口的实用类

ArrayList:

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（1）基于数组实现的List类，封装了一个动态的、允许再分配的Object[]数组
（2）ArrayList用initialCapacity参数来设置该数组的长度，当长度超过预设值后，ArrayList会动态增加。
（3）ArrayList类是线程不安全的，如果要保证该集合的同步性，必须在程序中手动保存。
（4）底层数据结构是数组，查询快，增删慢
（5）线程不安全，效率高
（6）增删慢也是在数据量较大的情况下，在数据量较小的情况下，ArrayList()不一定比LinkedList()方法慢。
（7）另外，ArrayList在末尾插入和删除数据的话，速度反而比LinkedList要快。

LinkedList:

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（1）底层数据结构是链表，查询慢，增删快。
（2）除了继承List接口外，LinkedList接口也继承了Deque接口，所以也可以当作栈和队列（双向）来使用。
（3）成员方法：
    【1】public void addFirst(E e)及addLast(E e)
    【2】public E getFirst()及getLast()
    【3】public E removeFirst()及public E removeLast()

Vector:

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（1）底层数据结构是数组，查询快，增删慢
（2）Vector与Array List十分的相像，都是基于数组实现的List类，也是封装了一个动态分配的Object[]数组，也可以使用initialCapacity参数来设置数组的长度。
（3）Vector是线程安全的，因此性能差

Stack:

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（1）Stack是继承Vector的子类，它主要是用来模拟栈，因此也具备了peek()、pop()、push()等主要用于栈操作的方法。
（2）Stack也是线程安全的，因此性能差

使用List集合的建议：

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（1）遍历集合元素。ArrayList和Vector使用get()方法来获取遍历元素，LinkedList应该采用迭代器来遍历集合元素。
（2）插入和删除。当这类操作较多的时候，优先考虑使用LinkedList。
（3）多线程。当需要使用到多线程的ArrayList时，可以使用Collections将该集合类包装成线程安全的集合。

Collection之Set接口

一个不包含重复元素的collection。

Set接口是一个无序的、不可重复的集合。

Set集合中加入数据元素时，Set集合通常不用记住元素的添加顺序。

当两个相同元素加入到一个Set集合中，则添加操作失败。

常见的继承Set接口的实用类

HashSet：

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（1）按照hash算法来存储集合中的元素，因此具有良好的存取和查找功能。
（2）无序的，非线程同步的，集合元素可以是null
（3）HashSet集合存储过程：
    【1】当向HashSet集合中存入一个元素时，HashSet会调用该对象的hashCode()方法来得到该对象的hashCode值，然后根据该值决定该对象在HashSet中的存储位置。
    【2】如果有两个元素通过equals()方法返回true，但他们的hashCode()方法返回值不相等，HashSet也会将其存储在不同的位置。
    【3】也就是说:HashSet的添加元素判断标准是：两个对象通过equals()方法比较相等，并且两个对象的hashCode()方法返回值也相等。

LinkedHashSet：

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（1）元素有序并且唯一。
（2）由链表保证元素有序。
（3）由哈希表保证元素唯一。
（4）LinkedHashSet是继承HashSet的子类。

TreeSet：

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（1）使用元素的自然顺序对元素进行排序。
（2）或者根据创建set时提供的Comparator进行排序。
（3）TreeSet是SortedSet接口的实现类，所以TreeSet可以确保集合元素处于排序状态。
（4）TreeSet使用红黑树来维护集合元素的次序。如果实现comparator()方法，可以实现定制排序。如果采用自然排序，则返回null。

EnumSet：

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（1）专为枚举类设计的集合类
（2）所有元素都必须是指定枚举类型的枚举值，该枚举类型在创建EnumSet显式或隐式的指定。
（3）EnumSet在内部以位向量的形式存储，十分紧凑高效，因此EnumSet对象占用内存小，并且运行效率高
（4）该集合元素中不允许加入null元素。

Map接口

该接口无法继承Collection接口，主要原因还是因为Map是用来存储具有映射关系的数据。

Map中保存着两组值。一组值用来保存Map中的Key，另外一组用来保存Map里的value。

值得注意的是，Map中的Key不能重复，判断标准是同一个Map对象的任何两个Key通过equals方法比较总是返回false

成员方法：

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(1)V put(K key,V value)
(2)V remove(Object key)
(3)void clear()
(4)boolean containsKey(Object key)
(5)boolean containsValue(Object value)
(6)boolean isEmpty()
(7)int size()

Map接口和Collection接口的不同：

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(1)Map是双列的，Collection是单列的
(2)Map的健是唯一的，Collection的子体系Set是唯一的
(3)Map集合的数据结构值针对健有效，跟值无关
(4)Collection集合的数据结构是针对元素有效的

常见的继承Map接口的实用类

HashMap：

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(1)线程不安全，并且HashMap中可以使用null作为key或者value
(2)key是哈希表结构，可以保证健的唯一性

LinkedHashMap：

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(1)LinkedHashMap使用一个双向链表来维护key-value对的次序
(2)LinkedHashMap是一个有序的Map集合，顺序与key-value对的插入顺序保持一致
(3)具有可预知的迭代顺序

TreeMap：

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(1)TreeMap是一个红黑树的结构，每个key-value作为红黑树的一个节点
(2)TreeMap也会对key进行排序，也分为自然排序和定制排序两种
(3)健的红黑树结构，可以保重健的排序和唯一性

Iterator

Iterator概述：对collection进行迭代的迭代器，依赖于集合而存在

凡是实现了Collection接口的集合类，都有一个Iterator方法，用于返回一个实现了Iterator接口的对象，用于遍历集合。

成员方法：

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(1)boolean hasNext()
(2)E next()
(3)remove()

参考链接

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