java——collection總結

時間 2019-12-11

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Collectionjava

來源於Java.util包，是很是實用經常使用的數據結構!!!!!字面意思就是容器。具體的繼承實現關係以下圖，先總體有個印象，再依次介紹各個部分的方法，注意事項，以及應用場景。面試

--------------------------------------------------------------------------------------------算法

collection主要方法:編程

boolean add(Object o)添加對象到集合
boolean remove(Object o)刪除指定的對象
int size()返回當前集合中元素的數量
boolean contains(Object o)查找集合中是否有指定的對象
boolean isEmpty()判斷集合是否爲空
Iterator iterator()返回一個迭代器
boolean containsAll(Collection c)查找集合中是否有集合c中的元素
boolean addAll(Collection c)將集合c中全部的元素添加給該集合
void clear()刪除集合中全部元素
void removeAll(Collection c)從集合中刪除c集合中也有的元素
void retainAll(Collection c)從集合中刪除集合c中不包含的元素
--------------------------------------------------------------------------------------------數組

collection主要子接口對象：安全

├List(抽象接口，可重複有序)

list主要方法：
void add(int index,Object element)在指定位置上添加一個對象
boolean addAll(int index,Collection c)將集合c的元素添加到指定的位置
Object get(int index)返回List中指定位置的元素
int indexOf(Object o)返回第一個出現元素o的位置.
Object remove(int index)刪除指定位置的元素
Object set(int index,Object element)用元素element取代位置index上的元素,返回被取代的元素
void sort()
--------------------------------------------------------------------------------------------數據結構

1.List主要子接口對象框架

│├LinkedList沒有同步方法

│├ArrayList非同步的（unsynchronized）

性能

│└Vector(同步) 很是相似ArrayList，可是Vector是同步的測試

└Stack 記住 push和pop方法，還有peek方法獲得棧頂的元素，empty方法測試堆棧是否爲空，search方法檢測一個元素在堆棧中的位置。注意：Stack剛建立後是空棧。

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2.└Set不包含重複的元素
HashSet
SortSet
TreeSet

另外：-Queue(繼承collection)---Deque
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3.Map

Map沒有繼承Collection接口，Map提供key到value的映射。

方法：

boolean equals(Object o)比較對象
boolean remove(Object o)刪除一個對象
put(Object key,Object value)添加key和value

├Hashtable 任何非空（non-null）的對象。同步的

├HashMap 可空的對象。不一樣步的，可是效率高，較經常使用。注：迭代子操做時間開銷和HashMap的容量成比例。所以，若是迭代操做的性能至關重要的話，不要將HashMap的初始化容量設得太高，或者load factor太低。
└WeakHashMap 改進的HashMap，它對key實行「弱引用」，若是一個key再也不被外部所引用，那麼該key能夠被GC回收。
SortMap---TreeMap

4.總結：
a.若是涉及到堆棧，隊列（先進後出）等操做，應該考慮用List，對於須要快速插入，刪除元素，應該使用LinkedList，若是須要快速隨機訪問元素，應該使用ArrayList。

b.若是程序在單線程環境中，或者訪問僅僅在一個線程中進行，考慮非同步的類，其效率較高，若是多個線程可能同時操做一個類，應該使用同步的類。

c.要特別注意對哈希表的操做，做爲key的對象要正確複寫equals和hashCode方法。

d.儘可能返回接口而非實際的類型，如返回List而非ArrayList，這樣若是之後須要將ArrayList換成LinkedList時，客戶端代碼不用改變。這就是針對抽象編程。

e.ArrayList、HashSet/LinkedHashSet、PriorityQueue、LinkedList是線程不安全的，

可使用synchronized關鍵字，或者相似下面的方法解決:

1 List list = Collections.synchronizedList(new ArrayList(...));

5.幾個面試常見問題：

1.Q:ArrayList和Vector有什麼區別？HashMap和HashTable有什麼區別？

A:Vector和HashTable是線程同步的（synchronized）。性能上，ArrayList和HashMap分別比Vector和Hashtable要好。

2.Q:大體講解java集合的體系結構
A:List、Set、Map是這個集合體系中最主要的三個接口。
其中List和Set繼承自Collection接口。
Set不容許元素重複。HashSet和TreeSet是兩個主要的實現類。
List有序且容許元素重複。ArrayList、LinkedList和Vector是三個主要的實現類。
Map也屬於集合系統，但和Collection接口不一樣。Map是key對value的映射集合，其中key列就是一個集合。key不能重複，可是value能夠重複。HashMap、TreeMap和Hashtable是三個主要的實現類。
SortedSet和SortedMap接口對元素按指定規則排序，SortedMap是對key列進行排序。

3.Q：Comparable和Comparator區別
A:調用java.util.Collections.sort(List list)方法來進行排序的時候，List內的Object都必須實現了Comparable接口。
java.util.Collections.sort(List list，Comparator c)，能夠臨時聲明一個Comparator 來實現排序。

1 Collections.sort(imageList, new Comparator() { 2            public int compare(Object a, Object b) { 3                int orderA = Integer.parseInt( ( (Image) a).getSequence()); 4                int orderB = Integer.parseInt( ( (Image) b).getSequence()); 5                return orderA - orderB; 6  } 7        });

若是須要改變排列順序
改爲return orderb - orderA 便可。

6.其餘注意點

List接口對Collection進行了簡單的擴充，它的具體實現類經常使用的有ArrayList和LinkedList。你能夠將任何東西放到一個List容器中，並在須要時從中取出。ArrayList從其命名中能夠看出它是一種相似數組的形式進行存儲，所以它的隨機訪問速度極快，而LinkedList的內部實現是鏈表，它適合於在鏈表中間須要頻繁進行插入和刪除操做。在具體應用時能夠根據須要自由選擇。前面說的Iterator只能對容器進行向前遍歷，而ListIterator則繼承了Iterator的思想，並提供了對List進行雙向遍歷的方法。

Set接口也是Collection的一種擴展，而與List不一樣的時，在Set中的對象元素不能重複，也就是說你不能把一樣的東西兩次放入同一個Set容器中。它的經常使用具體實現有HashSet和TreeSet類。HashSet能快速定位一個元素，可是你放到HashSet中的對象須要實現hashCode()方法，它使用了前面說過的哈希碼的算法。而TreeSet則將放入其中的元素按序存放，這就要求你放入其中的對象是可排序的，這就用到了集合框架提供的另外兩個實用類Comparable和Comparator。一個類是可排序的，它就應該實現Comparable接口。有時多個類具備相同的排序算法，那就不須要在每分別重複定義相同的排序算法，只要實現Comparator接口便可。集合框架中還有兩個很實用的公用類：Collections和Arrays。Collections提供了對一個Collection容器進行諸如排序、複製、查找和填充等一些很是有用的方法，Arrays則是對一個數組進行相似的操做。

Map是一種把鍵對象和值對象進行關聯的容器，而一個值對象又能夠是一個Map，依次類推，這樣就可造成一個多級映射。對於鍵對象來講，像Set同樣，一個Map容器中的鍵對象不容許重複，這是爲了保持查找結果的一致性;若是有兩個鍵對象同樣，那你想獲得那個鍵對象所對應的值對象時就有問題了，可能你獲得的並非你想的那個值對象，結果會形成混亂，因此鍵的惟一性很重要，也是符合集合的性質的。固然在使用過程當中，某個鍵所對應的值對象可能會發生變化，這時會按照最後一次修改的值對象與鍵對應。對於值對象則沒有惟一性的要求。你能夠將任意多個鍵都映射到一個值對象上，這不會發生任何問題（不過對你的使用卻可能會形成不便，你不知道你獲得的究竟是那一個鍵所對應的值對象）。Map有兩種比較經常使用的實現：HashMap和TreeMap。HashMap也用到了哈希碼的算法，以便快速查找一個鍵，TreeMap則是對鍵按序存放，所以它便有一些擴展的方法，好比firstKey(),lastKey()等，你還能夠從TreeMap中指定一個範圍以取得其子Map。鍵和值的關聯很簡單，用pub(Object key,Object value)方法便可將一個鍵與一個值對象相關聯。用get(Object key)可獲得與此key對象所對應的值對象。

遍歷Map的方式：

a.//最常規的一種遍歷方法，最常規就是最經常使用的，雖然不復雜，但很重要，這是咱們最熟悉的，就很少說了！！

 1 public static void work(Map<String, Student> map) {  2     
 3     Collection<Student> c = map.values();  4     
 5     Iterator it = c.iterator();  6     
 7     for (; it.hasNext();) {  8     
 9  System.out.println(it.next()); 10     
11  } 12     
13 }

b.// 利用keyset進行遍歷，它的優勢在於能夠根據你所想要的key值獲得你想要的 values，更具靈活性！！

 1 public static void workByKeySet(Map<String, Student> map) {  2     
 3     Set<String> key = map.keySet();  4     
 5     for (Iterator it = key.iterator(); it.hasNext();) {  6     
 7         String s = (String) it.next();  8     
 9  System.out.println(map.get(s)); 10     
11  } 12     
13 }

c.// 比較複雜的一種遍歷在這裏，暴力!!，它的靈活性太強了，想獲得什麼就能獲得什麼~~

 1 public static void workByEntry(Map<String, Student> map) {  2     
 3     Set<Map.Entry<String, Student>> set = map.entrySet();  4     
 5     for (Iterator<Map.Entry<String, Student>> it = set.iterator(); it  6  .hasNext();) {  7     
 8         Map.Entry<String, Student> entry = (Map.Entry<String, Student>) it  9  .next(); 10     
11         System.out.println(entry.getKey() + "—>" + entry.getValue()); 12     
13  } 14     
15 }

d.//Map.Entry的另一種簡練寫法(foreach遍歷方式)

 1 public static void workByEntry(Map<String, Student> map) {  2     
 3     Set<Map.Entry<String, Student>> set = map.entrySet();  4     
 5     for (Map.Entry<String, Student> me : set) {  6     
 7         System.out.println(me.getKey() + "—>" + me.getValue());  8     
 9  } 10     
11     
12 }

7.Queue

　　Queue和List有兩個區別：

前者有「隊頭」的概念，取元素、移除元素、均爲對「隊頭」的操做（一般但不老是FIFO，即先進先出），

然後者只有在插入時須要保證在尾部進行；前者對元素的一些同一種操做提供了兩種方法，在特定狀況下拋異常/返回特殊值——add()/offer()、remove()/poll()、element()/peek()。不難想到，在所謂的兩種方法中，拋異常的方法徹底能夠經過包裝不拋異常的方法來實現，這也是AbstractQueue所作的。

　　Deque接口繼承了Queue，可是和AbstractQueue沒有關係。Deque同時提供了在隊頭和隊尾進行插入和刪除的操做。

PriorityQueue
　　PriorityQueue用於存放含有優先級的元素，插入的對象必須能夠比較。該類內部一樣封裝了一個數組。與其抽象父類AbstractQueue不一樣，PriorityQueue的offer()方法在插入null時會拋空指針異常——null是沒法與其餘元素比較一般意義下的優先級的；此外，add()方法是直接包裝了offer()，沒有附加的行爲。
　　因爲其內部的數據結構是數組的緣故，不少操做都須要先把元素經過indexOf()轉化成對應的數組下標，再進行進一步的操做，如remove()、removeEq()、contains()等。其實這個數組保持優先級隊列的方式，是採用堆(Heap)的方式，具體能夠參考任意一本算法書籍，好比《算法導論》等，這裏就不展開解釋了。和堆的特性有關，在尋找指定元素時，必須從頭到尾遍歷，而不能使用二分查找。

LinkedList
　　LinkedList既是List，也是Queue(Deque)，其緣由是它是雙向的，內部的元素(Entry)同時保留了上一個和下一個元素的引用。使用頭部的引用header，取其previous，就能夠得到尾部的引用。經過這一轉換，能夠很容易實現Deque所須要的行爲。也正所以，能夠支持棧的行爲，天生就有push()和pop()方法。簡而言之，是Java中的雙向鏈表，其支持的操做和普通的雙向鏈表同樣。
　　和數組不一樣，根據下標查找特定元素時，只能遍歷地獲取了，於是在隨機訪問時效率不如ArrayList。儘管如此，做者仍是儘量地利用了LinkedList的特性作了點優化，儘可能減小了訪問次數：

 1 private Entry<E> entry(int index) {  2         if (index < 0 || index >= size)  3             throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index+  
 4                                                 ", Size: "+size);  5         Entry<E> e = header;  6         if (index < (size >> 1)) {  7             for (int i = 0; i <= index; i++)  8                 e = e.next;  9         } else { 10             for (int i = size; i > index; i--) 11                 e = e.previous; 12  } 13         return e; 14     }