Java Collection 【對抗遺忘系列】 - 對Collection不斷的梳理

           

Java2的集合框架，抽其核心，主要有三種：List、Set和Map。以下圖所示： 

須要注意的是，這裏的 Collection、List、Set和Map都是接口（Interface），不是具體的類實現。 List lst = new ArrayList(); 這是咱們日常常用的建立一個新的List的語句，在這裏， List是接口，ArrayList纔是具體的類。 

經常使用集合類的繼承結構以下： 

Collection<--List<--Vector 

Collection<--List<--ArrayList 

Collection<--List<--LinkedList 

Collection<--Set<--HashSet 

Collection<--Set<--HashSet<--LinkedHashSet 

Collection<--Set<--SortedSet<--TreeSet 

Map<--SortedMap<--TreeMap 

Map<--HashMap 

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List： 

List是有序的Collection，使用此接口可以精確的控制每一個元素插入的位置。用戶可以使用索引（元素在List中的位置，相似於數組下 >標）來訪問List中的元素，這相似於Java的數組。 

Vector： 

基於數組（Array）的List，其實就是封裝了數組所不具有的一些功能方便咱們使用，因此它難易避免數組的限制，同時性能也不可能超越數組。因此，在可能的狀況下，咱們要多運用數組。另外很重要的一點就是Vector是線程同步的(sychronized)的，這也是Vector和ArrayList 的一個的重要區別。 

ArrayList： 

同Vector同樣是一個基於數組上的鏈表，可是不一樣的是ArrayList不是同步的。因此在性能上要比Vector好一些，可是當運行到多線程環境中時，可須要本身在管理線程的同步問題。 

LinkedList： 

LinkedList不一樣於前面兩種List，它不是基於數組的，因此不受數組性能的限制。 

它每個節點（Node）都包含兩方面的內容： 

1.節點自己的數據（data）； 

2.下一個節點的信息（nextNode）。 

因此當對LinkedList作添加，刪除動做的時候就不用像基於數組的ArrayList同樣，必須進行大量的數據移動。只要更改nextNode的相關信息就能夠實現了，這是LinkedList的優點。 

List總結： 

全部的List中只能容納單個不一樣類型的對象組成的表，而不是Key－Value鍵值對。例如：[ tom,1,c ]

全部的List中能夠有相同的元素，例如Vector中能夠有 [ tom,koo,too,koo ]

全部的List中能夠有null元素，例如[ tom,null,1 ]

基於Array的List（Vector，ArrayList）適合查詢，而LinkedList 適合添加，刪除操做

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Set： 

Set是一種不包含重複的元素的無序Collection。 

HashSet： 

雖然Set同List都實現了Collection接口，可是他們的實現方式卻大不同。List基本上都是以Array爲基礎。可是Set則是在 HashMap的基礎上來實現的，這個就是Set和List的根本區別。HashSet的存儲方式是把HashMap中的Key做爲Set的對應存儲項。看看 HashSet的add（Object obj）方法的實現就能夠一目瞭然了。 

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public boolean add(Object obj) {   

   return map.put(obj, PRESENT) == null;   

}   

這個也是爲何在Set中不能像在List中同樣有重複的項的根本緣由，由於HashMap的key是不能有重複的。 

LinkedHashSet： HashSet的一個子類，一個鏈表。 

TreeSet： SortedSet的子類，它不一樣於HashSet的根本就是TreeSet是有序的。它是經過SortedMap來實現的。 

Set總結： Set實現的基礎是Map（HashMap）

Set中的元素是不能重複的，若是使用add(Object obj)方法添加已經存在的對象，則會覆蓋前面的對象

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Map： 

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put(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。 

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其它： 

1、幾個經常使用類的區別 

1．ArrayList: 元素單個，效率高，多用於查詢 

2．Vector: 元素單個，線程安全，多用於查詢 

3．LinkedList:元素單個，多用於插入和刪除 

4．HashMap: 元素成對，元素可爲空 

5．HashTable: 元素成對，線程安全，元素不可爲空 

2、Vector、ArrayList和LinkedList 

大多數狀況下，從性能上來講ArrayList最好，可是當集合內的元素須要頻繁插入、刪除時LinkedList會有比較好的表現，可是它們三個性能都比不上數組，另外Vector是線程同步的。因此： 

若是能用數組的時候(元素類型固定，數組長度固定)，請儘可能使用數組來代替List； 

若是沒有頻繁的刪除插入操做，又不用考慮多線程問題，優先選擇ArrayList； 

若是在多線程條件下使用，能夠考慮Vector； 

若是須要頻繁地刪除插入，LinkedList就有了用武之地； 

若是你什麼都不知道，用ArrayList沒錯。 

3、Collections和Arrays 

在 Java集合類框架裏有兩個類叫作Collections（注意，不是Collection！）和Arrays，這是JCF裏面功能強大的工具，但初學者每每會忽視。按JCF文檔的說法，這兩個類提供了封裝器實現（Wrapper Implementations）、數據結構算法和數組相關的應用。 

想必你們不會忘記上面談到的「折半查找」、「排序」等經典算法吧，Collections類提供了豐富的靜態方法幫助咱們輕鬆完成這些在數據結構課上煩人的工做： 

binarySearch：折半查找。 

sort：排序，這裏是一種相似於快速排序的方法，效率仍然是O(n * log n)，但倒是一種穩定的排序方法。 

reverse：將線性表進行逆序操做，這個但是從前數據結構的經典考題哦！ 

rotate：以某個元素爲軸心將線性表「旋轉」。 

swap：交換一個線性表中兩個元素的位置。 

…… 

Collections還有一個重要功能就是「封裝器」（Wrapper），它提供了一些方法能夠把一個集合轉換成一個特殊的集合，以下： 

unmodifiableXXX：轉換成只讀集合，這裏XXX表明六種基本集合接口：Collection、List、Map、Set、SortedMap和SortedSet。若是你對只讀集合進行插入刪除操做，將會拋出UnsupportedOperationException異常。 

synchronizedXXX：轉換成同步集合。 

singleton：建立一個僅有一個元素的集合，這裏singleton生成的是單元素Set， 

singletonList和singletonMap分別生成單元素的List和Map。 

空集：由Collections的靜態屬性EMPTY_SET、EMPTY_LIST和EMPTY_MAP表示。 

此次關於Java集合類概述就到這裏，下一次咱們來說解Java集合類的具體應用，如List排序、刪除重複元素。