集合類操做優化經驗總結(二)

集合類介紹

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 等方法在 LinkedList 的首部或尾部操做數據。這些操做使得 LinkedList 可被用做堆棧（Stack）、隊列（Queue）或雙向隊列（Deque）。請注意 LinkedList 沒有同步方法，它不是線程同步的，即若是多個線程同時訪問一個 List，則必須本身實現訪問同步。一種解決方法是在建立 List 時構造一個同步的 List，方法如

List list = Collections.synchronizedList(new LinkedList(...))；

ArrayList 類

ArrayList 實現了可變大小的數組。它容許全部元素，包括 Null。Size、IsEmpty、Get、Set 等方法的運行時間爲常數，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 個 ArrayList 實例都有一個容量（Capacity），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。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。和 LinkedList 同樣，ArrayList 也是線程非同步的（unsynchronized）。

ArrayList 提供的主要方法：

1. Boolean add(Object o) 將指定元素添加到列表的末尾；

2. Boolean add(int index,Object element) 在列表中指定位置加入指定元素；

3. Boolean addAll(Collection c) 將指定集合添加到列表末尾；

4. Boolean addAll(int index,Collection c) 在列表中指定位置加入指定集合；

5. Boolean clear() 刪除列表中全部元素；

6. Boolean clone() 返回該列表實例的一個拷貝；

7. Boolean contains(Object o) 判斷列表中是否包含元素；

8. Boolean ensureCapacity(int m) 增長列表的容量，若是必須，該列表可以容納 m 個元素；

9. Object get(int index) 返回列表中指定位置的元素；

10. Int indexOf(Object elem) 在列表中查找指定元素的下標；

11. Int size() 返回當前列表的元素個數。

Vector 類

Vector 很是相似於 ArrayList，區別是 Vector 是線程同步的。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，實現了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。除了基本的 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。注意，Stack 剛建立後是空棧。

Set 類

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，這可能會致使一些問題。

Hashtable 類

Hashtable 繼承 Map 接口，實現了一個基於 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，會影響像 Get 和 Put 這樣的操做。使用 Hashtable 的簡單示例，將 一、二、3 這三個數字放到 Hashtable 裏面，他們的 Key 分別是」one」、」two」、」three」，代碼如清單 2 所示。

清單 2 .Hashtable 示例

Hashtable numbers = new Hashtable();
numbers.put(「one」, new Integer(1));
numbers.put(「two」, new Integer(2));
numbers.put(「three」, new Integer(3));

若是咱們須要取出一個數，好比 2，能夠用相應的 key 來取出，代碼如清單 3 所示。

清單 3.從 Hastable 讀取數據

Integer n = (Integer)numbers.get(「two」); 
System.out.println(「two =」+ n);

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，若是你用自定義的類看成 Key 的話，要至關當心，按照散列函數的定義，若是兩個對象相同，即 obj1.equals(obj2)=true，則它們的 HashCode 必須相同，但若是兩個對象不一樣，則它們的 HashCode 不必定不一樣，若是兩個不一樣對象的 HashCode 相同，這種現象稱爲衝突，衝突會致使操做哈希表的時間開銷增大，因此儘可能定義好的 HashCode() 方法，能加快哈希表的操做。

若是相同的對象有不一樣的 HashCode，對哈希表的操做會出現意想不到的結果（期待的 Get 方法返回 Null），要避免這種問題，最好同時複寫 Equals 方法和 HashCode 方法，而不要只寫其中一個。

HashMap 類

HashMap 和 Hashtable 相似，不一樣之處在於 HashMap 是線程非同步的，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 參數設置太低。

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。