Java集合框架學習總結

Java集合框架學習總結

如下介紹常用的集合類，這裏不介紹集合類的使用方法，只介紹每一個集合類的用途和特色，而後經過比較相關集合類的不一樣特色來讓咱們更深刻的瞭解它們。  

Collection接口

• Collection是最基本的集合接口，一個Collection表明一組Object，即Collection的元素（Elements）。

• 全部實現Collection接口的類都必須提供兩個標準的構造函數：無參數的構造函數用於建立一個空的Collection，有一個 Collection參數的構造函數用於建立一個新的Collection，這個新的Collection與傳入的Collection有相同的元素。後 一個構造函數容許用戶複製一個Collection。

• 如何遍歷Collection中的每個元素？不論Collection的實際類型如何，它都支持一個iterator()的方法，該方法返回一個迭代器，使用該迭代器便可遍歷訪問Collection中每個元素，經過Iterator的遍歷是無序的。

典型的用法以下：

Iterator it = collection.iterator(); (it.hasNext()) {
     Object obj = it.next(); }

List接口

• 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。

• 除了具備Collection接口必備的iterator()方法外，List還提供一個listIterator()方法，返回一個 ListIterator接口，和標準的Iterator接口相比，ListIterator多了一些add()之類的方法，容許添加，刪除，設定元素， 還能向前或向後遍歷。

• 實現List接口的經常使用類有LinkedList，ArrayList，Vector和Stack。

 

LinkedList類

• LinkedList實現了List接口，容許null元素。此外LinkedList提供額外的get，remove，insert方法。這些操做使LinkedList可被用做堆棧（stack），隊列（queue）或雙向隊列（deque）。

• 注意LinkedList沒有同步性。若是多個線程同時訪問一個LinkedList，則必須本身實現訪問同步。另外一種解決方法是在建立List時構造一個同步的List：List list = Collections.synchronizedList(new LinkedList(...));

 

ArrayList類

• ArrayList實現了大小可變的數組。它容許全部元素，包括null。ArrayList沒有同步性。

• size，isEmpty，get，set方法運行時間爲常數。可是add方法開銷爲分攤的常數，添加n個元素須要O(n)的時間。其餘的方法運行時間爲線性。

• 每一個ArrayList實例都有一個容量（Capacity），即用於存儲元素的數組的大小。這個容量可隨着不斷添加新元素而自動增長，可是增加算法並無定義。當須要插入大量元素時，在插入前能夠調用ensureCapacity方法來增長ArrayList的容量以提升插入效率。

 

Vector類

Vector很是相似ArrayList，可是Vector是同步的。由Vector建立的Iterator，雖然和 ArrayList建立的Iterator是同一接口，可是，由於Vector是同步的，當一個Iterator被建立並且正在被使用，另外一個線程改變了 Vector的狀態（例如，添加或刪除了一些元素），這時調用Iterator的方法時將拋出 ConcurrentModificationException，所以必須捕獲該異常。  

Stack 類

Stack繼承自Vector，實現一個後進先出的堆棧。Stack提供5個額外的方法使得Vector得以被看成堆棧使用。基本的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。Stack剛建立後是空棧。

Vector、ArrayList和LinkedList比較

1. 1.Vector是線程同步的，因此它也是線程安全的，而ArrayList和LinkedList是非線程安全的。若是不考慮到線程的安全因素，通常用ArrayList和LinkedList效率比較高。

2. 2.ArrayList和Vector是實現了基於動態數組的數據結構，LinkedList基於鏈表的數據結構。

3. 3.若是集合中的元素的數目大於目前集合數組的長度時，Vector增加率爲目前數組長度的100%,而ArrayList增加率爲目前數組長度的50%.若是在集合中使用數據量比較大的數據，用vector有必定的優點；反之，用ArrayList有優點。

4. 3.若是查找一個指定位置的數據，Vector和ArrayList使用的時間是相同的，花費時間爲O(1)，而LinkedList須要遍歷查找，花費時間爲O(i)，效率不如前二者。

5. 4.而若是移動、刪除一個指定位置的數據花費的時間爲0(n-i)n爲總長度，這個時候就應該考慮使用LinkedList,由於它移動一個指定位置的數據所花費的時間爲0(1)。

6. 5.對於在指定位置插入數據，LinedList比較佔優點，由於ArrayList要移動數據。

 

Set接口

• Set是一種不包含重複的元素的Collection，即任意的兩個元素e1和e2都有e1.equals(e2)=false，Set最多有一個null元素。

• 很明顯，Set的構造函數有一個約束條件，傳入的Collection參數不能包含重複的元素。

• 請注意：必須當心操做可變對象（Mutable Object）。若是一個Set中的可變元素改變了自身狀態致使Object.equals(Object)=true將致使一些問題。

 

Map接口

請注意，Map沒有繼承Collection接口，Map提供key到value的映射。一個Map中不能包含相同的key，每一個key只能映射一個 value。

Map接口提供3種集合的視圖，Map的內容能夠被看成一組key集合，一組value集合，或者一組key-value映射。  

Hashtable類

• Hashtable繼承Map接口，實現一個key-value映射的哈希表。任何非空（non-null）的對象均可做爲key或者value。

• 添加數據使用put(key, value)，取出數據使用get(key)，這兩個基本操做的時間開銷爲常數。

• Hashtable經過initial capacity和load factor兩個參數調整性能。一般缺省的load factor 0.75較好地實現了時間和空間的均衡。增大load factor能夠節省空間但相應的查找時間將增大，這會影響像get和put這樣的操做。

• 因爲做爲key的對象將經過計算其散列函數來肯定與之對應的value的位置，所以任何做爲key的對象都必須實現hashCode和equals方法。hashCode和equals方法繼承自根類Object。

• Hashtable是同步的。

 

HashMap類

HashMap和Hashtable相似，不一樣之處在於HashMap是非同步的，而且容許null，即null value和null key。可是將HashMap視爲Collection時（values()方法可返回Collection），其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。  

TreeMap類

• HashMap經過hashcode對其內容進行快速查找，無序的；而TreeMap中全部的元素都保持着某種固定的順序，有序的。

• 在Map 中插入、刪除和定位元素，HashMap 是最好的選擇。但若是您要按天然順序或自定義順序遍歷鍵，那麼TreeMap會更好。使用HashMap要求添加的鍵類明肯定義了hashCode()和 equals()的實現。

• TreeMap沒有調優選項，由於該樹總處於平衡狀態。

 

WeakHashMap類

WeakHashMap是一種改進的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。  

總結

• 若是涉及到堆棧，隊列等操做，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。

• 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。

• 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。

• 使用Map時，查找、更新、刪除、新增最好使用HashMap或HashTable；對Map進行天然順序或自定義鍵順序遍歷時，最好使用TreeMap;

• 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。

 http://www.cnblogs.com/oubo/archive/2012/01/07/2394639.html

參考資料：http://blog.csdn.net/softwave/article/details/4166598