Java - 27 Java 集合框架

Java 集合框架

早在Java 2中以前，Java就提供了特設類。好比：Dictionary, Vector, Stack, 和Properties這些類用來存儲和操做對象組。

雖然這些類都很是有用，可是它們缺乏一個核心的，統一的主題。因爲這個緣由，使用Vector類的方式和使用Properties類的方式有着很大不一樣。

集合框架被設計成要知足如下幾個目標。

• 該框架必須是高性能的。基本集合（動態數組，鏈表，樹，哈希表）的實現也必須是高效的。
• 該框架容許不一樣類型的集合，以相似的方式工做，具備高度的互操做性。
• 對一個集合的擴展和適應必須是簡單的。

爲此，整個集合框架就圍繞一組標準接口而設計。你能夠直接使用這些接口的標準實現，諸如： LinkedList, HashSet, 和 TreeSet等,除此以外你也能夠經過這些接口實現本身的集合。

集合框架是一個用來表明和操縱集合的統一架構。全部的集合框架都包含以下內容：

• 接口：是表明集合的抽象數據類型。接口容許集合獨立操縱其表明的細節。在面向對象的語言，接口一般造成一個層次。
• 實現（類）：是集合接口的具體實現。從本質上講，它們是可重複使用的數據結構。
• 算法：是實現集合接口的對象裏的方法執行的一些有用的計算，例如：搜索和排序。這些算法被稱爲多態，那是由於相同的方法能夠在類似的接口上有着不一樣的實現。

除了集合，該框架也定義了幾個Map接口和類。Map裏存儲的是鍵/值對。儘管Map不是collections，可是它們徹底整合在集合中。

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集合接口

集合框架定義了一些接口。本節提供了每一個接口的概述：

序號	接口描述
1	Collection 接口 容許你使用一組對象，是Collection層次結構的根接口。
2	List 接口 繼承於Collection和一個 List實例存儲一個有序集合的元素。
3	Set 繼承於 Collection，是一個不包含重複元素的集合。
4	SortedSet 繼承於Set保存有序的集合。
5	Map 將惟一的鍵映射到值。
6	Map.Entry 描述在一個Map中的一個元素（鍵/值對）。是一個Map的內部類。
7	SortedMap 繼承於Map，使Key保持在升序排列。
8	Enumeration 這是一個傳統的接口和定義的方法，經過它能夠枚舉（一次得到一個）對象集合中的元素。這個傳統接口已被迭代器取代。

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集合類

Java提供了一套實現了Collection接口的標準集合類。其中一些是具體類，這些類能夠直接拿來使用，而另一些是抽象類，提供了接口的部分實現。

標準集合類彙總於下表：

序號	類描述
1	AbstractCollection  實現了大部分的集合接口。
2	AbstractList  繼承於AbstractCollection 而且實現了大部分List接口。
3	AbstractSequentialList  繼承於 AbstractList ，提供了對數據元素的鏈式訪問而不是隨機訪問。
4	LinkedList 繼承於 AbstractSequentialList，實現了一個鏈表。
5	ArrayList 經過繼承AbstractList，實現動態數組。
6	AbstractSet  繼承於AbstractCollection 而且實現了大部分Set接口。
7	HashSet 繼承了AbstractSet，而且使用一個哈希表。
8	LinkedHashSet 具備可預知迭代順序的 Set 接口的哈希表和連接列表實現。
9	TreeSet 繼承於AbstractSet，使用元素的天然順序對元素進行排序.
10	AbstractMap  實現了大部分的Map接口。
11	HashMap  繼承了HashMap，而且使用一個哈希表。
12	TreeMap  繼承了AbstractMap，而且使用一顆樹。
13	WeakHashMap  繼承AbstractMap類，使用弱密鑰的哈希表。
14	LinkedHashMap  繼承於HashMap，使用元素的天然順序對元素進行排序.
15	IdentityHashMap  繼承AbstractMap類，比較文檔時使用引用相等。

在前面的教程中已經討論經過java.util包中定義的類，以下所示：

序號	類描述
1	Vector  Vector類實現了一個動態數組。和ArrayList和類似，可是二者是不一樣的。
2	Stack  棧是Vector的一個子類，它實現了一個標準的後進先出的棧。
3	Dictionary  Dictionary 類是一個抽象類，用來存儲鍵/值對，做用和Map類類似。
4	Hashtable  Hashtable是原始的java.util的一部分， 是一個Dictionary具體的實現 。
5	Properties  Properties 繼承於 Hashtable.表示一個持久的屬性集.屬性列表中每一個鍵及其對應值都是一個字符串。
6	BitSet 一個Bitset類建立一種特殊類型的數組來保存位值。BitSet中數組大小會隨須要增長。

一個Bitset類建立一種特殊類型的數組來保存位值。BitSet中數組大小會隨須要增長。

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集合算法

集合框架定義了幾種算法，可用於集合和映射。這些算法被定義爲集合類的靜態方法。

在嘗試比較不兼容的類型時，一些方法可以拋出 ClassCastException異常。當試圖修改一個不可修改的集合時，拋出UnsupportedOperationException異常。

集合定義三個靜態的變量：EMPTY_SET EMPTY_LIST，EMPTY_MAP的。這些變量都不可改變。

 

序號	算法描述
1	Collection Algorithms 這裏是一個列表中的全部算法實現。

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如何使用迭代器

一般狀況下，你會但願遍歷一個集合中的元素。例如，顯示集合中的每一個元素。

作到這一點最簡單的方法是採用一個迭代器，它是一個對象，實現了Iterator 接口或ListIterator接口。

迭代器，使你可以經過循環來獲得或刪除集合的元素。ListIterator繼承了Iterator，以容許雙向遍歷列表和修改元素。

這裏經過實例列出Iterator和listIterator接口提供的全部方法。

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如何使用比較器

TreeSet和TreeMap的按照排序順序來存儲元素. 然而，這是經過比較器來精肯定義按照什麼樣的排序順序。

這個接口可讓咱們以不一樣的方式來排序一個集合。

序號	比較器方法描述
1	使用 Java Comparator 這裏經過實例列出Comparator接口提供的全部方法

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總結

Java集合框架爲程序員提供了預先包裝的數據結構和算法來操縱他們。

集合是一個對象，可容納其餘對象的引用。集合接口聲明對每一種類型的集合能夠執行的操做。

集合框架的類和接口均在java.util包中。