3）Java容器

2019-11-14 21:56:34

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3）java容器

3）Java容器Java的集合框架核心主要有三種：List、Set和Map。這里的 Collection、List、Set和Map都是接口（Interface）。 List lst = new ArrayList(); 這是我們平常經常使用的創建一個新的List的語句，在這里， List是接口，ArrayList才是具體的類。

常用集合類的繼承結構如下：Collection<--List<--VectorCollection<--List<--ArrayListCollection<--List<--LinkedListCollection<--Set<--HashSetCollection<--Set<--HashSet<--LinkedHashSetCollection<--Set<--SortedSet<--TreeSetMap<--TreeMapMap<--HashMap下面的表格是各個容器的特性一覽表：

Collection/Map	接口	成員重復性	元素存放順序（Ordered/Sorted）	元素中被調用的方法	基于那中數據結構來實現的
HashSet	Set	Unique elements	No order	equals()hashCode()	Hash表
LinkedHashSet	Set	Unique elements	Insertion order	equals()hashCode()	Hash表和雙向鏈表
TreeSet	SortedSet	Unique elements	Sorted	equals()compareTo()	平衡樹（Balanced tree）
ArrayList	List	Allowed	Insertion order	equals()	數組
LinkedList	List	Allowed	Insertion order	equals()	鏈表
Vector	List	Allowed	Insertion order	equals()	數組
HashMap	Map	Unique keys	No order	equals()hashCode()	Hash表
LinkedHashMap	Map	Unique keys	Key insertion order/access order of entries	equals()hashCode()	Hash表和雙向鏈表
Hashtable	Map	Unique keys	No order	equals()hashCode()	Hash表
TreeMap	SortedMap	Unique keys	Sorted in key order	equals()compareTo()	平衡樹（Balanced tree）

下文會對各個容器做分開詳述。

(0)collection:（interfere） java.util.Collection 是一個集合接口。它提供了對集合對象進行基本操作的通用接口方法。Collection接口在Java 類庫中有很多具體的實現。Collection接口的意義是為各種具體的集合提供了最大化的統一操作方式。

boolean add(Object element)
boolean remove(Object element)

Collection 接口還支持查詢操作：

int size()
boolean isEmpty()
boolean contains(Object element)
Iterator iterator()
boolean containsAll(Collection collection)//是否包含某集合的所有元素
boolean addAll(Collection collection)//并集
void clear()//清空整個集合
void removeAll(Collection collection)//從一個集合中去除了另一個集合的所有元素。集合的減法
void retainAll(Collection collection) //集合的交集

轉換為Object數組的方法：

Object[] toArray()
Object[] toArray(Object[] a)//a 應該是集合中所有存放的對象的類的父類

Collection接口的iterator()方法返回一個Iterator。publicclassIteratorDemo {publicstaticvoidmain(String[] args) {Collection collection =newArrayList();collection.add("s1");collection.add("s2");collection.add("s3");Iterator iterator = collection.iterator();//得到一個迭代器while(iterator.hasNext()) {//遍歷Object element = iterator.next();System.out.(1)List(interface) List是有序的Collection.使用此接口能夠精確的控制每個元素插入的位置。用戶能夠使用索引（元素在List中的位置，類似于數組下標）來訪問List中的元素，這類似于Java的數組。(1.1)Vector:基于數組（Array）的List，封裝了數組所不具備的一些功能方便我們使用，所以它難以避免數組的限制，同時性能也不可能超越數組。另外很重要的一點就是Vector是線程同步的(sychronized)。(1.2)ArrayList:同Vector一樣是一個基于數組上的List，但是不同的是ArrayList不是同步的。所以在性能上要比Vector好一點，但是當運行到多線程環境中時，需要自己在管理線程的同步問題。(1.3)LinkedList:LinkedList不同于前面兩種List，它不是基于數組的，所以不受數組性能的限制。LinkedList 添加了一些處理列表兩端元素的方法， addFirst()、addLast() 、 getFirst()、 getLast()、 removeFirst() 、removeLast() 這些方法可以當作堆棧，隊列使用publicclassListExample {publicstaticvoidmain(String args[]) { LinkedList queue =newLinkedList(); queue.addFirst("Bernadine"); queue.addFirst("Elizabeth"); queue.addFirst("Gene"); queue.addFirst("Elizabeth"); queue.addFirst("Clara"); System.out.println(queue); queue.removeLast(); queue.removeLast(); System.out.println(queue); }}List總結：所有的List中只能容納單個不同類型的對象組成的表，而不是Key－Value鍵值對。例如：[ tom,1,c ] 所有的List中可以有相同的元素，例如Vector中可以有 [ tom,koo,too,koo ] 所有的List中可以有null元素，例如[ tom,null,1 ] 基于Array的List（Vector，ArrayList）適合查詢，而LinkedList 適合添加，刪除操作

(2) set（interfece）Set是一種不包含重復的元素的無序Collection。(2.1) HashSet:HashSet的存儲方式是把HashMap中的Key作為Set的對應存儲項。value值不用。(2.2) LinkedHashSet(2.3)TreeSet:不同于HashSet的根本就是TreeSet是有序Set總結： HashSet實現的基礎是Map，TreeSet的實現基礎是平衡二叉樹 Set中的元素是不能重復的，如果使用add(Object obj)方法添加已經存在的對象，則會覆蓋前面的對象packagec08;importjava.util.*;publicclassSetSortExample {publicstaticvoidmain(String args[]) { Set set1 =newHashSet(); Set set2 =newLinkedHashSet();for(inti=0;i<5;i++){ //產生一個隨機數，并將其放入Set中 ints=(int) (Math.random()*100); set1.add(newInteger( s)); set2.add(newInteger( s)); System.out.println("第"+i+"次隨機數產生為："+s); } System.out.println("未排序前HashSet："+set1); System.out.println("未排序前LinkedHashSet："+set2);//使用TreeSet來對另外的Set進行重構和排序 Set sortedSet =newTreeSet(set1); System.out.println("排序后TreeSet："+sortedSet); }} 該程序的一次執行結果為：第 0 次隨機數產生為： 96 第 1 次隨機數產生為： 64 第 2 次隨機數產生為： 14 第 3 次隨機數產生為： 95 第 4 次隨機數產生為： 57 未排序前HashSet ：[64, 96, 95, 57, 14] 未排序前LinkedHashSet ：[96, 64, 14, 95, 57] 排序后 TreeSet ：[14, 57, 64, 95, 96] 從這個例子中，我們可以知道 HashSet的元素存放順序和我們添加進去時候的順序沒有任何關系，而 LinkedHashSet 則保持元素的添加順序。 TreeSet則是對我們的 Set中的元素進行排序存放。

(3) map: (interfece) Map 是一種把鍵對象和值對象進行關聯的容器。對于鍵對象來說，像Set一樣，一個 Map容器中的鍵對象不允許重復，這是為了保持查找結果的一致性。Map一樣容易擴展成多維Map ，無需增加新的概念，只要讓Map中的鍵值對的每個“值”也是一個Map即可。(3.1)HashMap：里面最重要的3個屬性： transientEntry[] table:用來存放鍵值對的對象Entry數組，也就是Hash表 transientintsize：當前Map中存放的鍵值對的個數 finalfloatloadFactor：負載因子，用來決定什么情況下應該對Entry進行擴容 intthreshold;重構因子，其值為負載因子與數組容積的乘積。當數組存入元素超過該值時，table需要擴容向HashMap中添加一個條目的過程： 1.創建一個Entry對象用來存放鍵值對。 2.添加該鍵值對---- Entry對象到鏈表中 3.最后在size屬性加一，并判斷是否需要對當前的Hash表進行重構（ voidresize(intnewCapacity) ）(3.2)LinkedHashMap：保留鍵的原有插入順序。 System.out.println("未排序前HashMap："+map1);System.out.println("未排序前LinkedHashMap："+map2);//使用TreeMap來對另外的Map進行重構和排序Map sortedMap;System.out.println("排序后："+newTreeMap(map1));System.out.println("排序后："+newTreeMap(map2)); 在實際的使用中我們也經常這樣做：使用 HashMap或者 LinkedHashMap 來存放元素，當所有的元素都存放完成后，如果使用需要一個經過排序的 Map的話，我們再使用 TreeMap來重構原來的 Map對象。這樣做的好處是：因為 HashMap和 LinkedHashMap 存儲數據的速度比直接使用 TreeMap 要快，存取效率要高。當完成了所有的元素的存放后，我們再對整個的 Map中的元素進行排序。這樣可以提高整個程序的運行的效率，縮短執行時間。需要注意的是，TreeMap中是根據鍵（key）進行排序的，而如果我們要使用TreeMap來進行正常的排序的話，key中存放的對象必須實現Comparable。

Collection/Map	接口	成員重復性	元素存放順序（Ordered/Sorted）	元素中被調用的方法	基于那中數據結構來實現的
HashSet	Set	Unique elements	No order	equals()hashCode()	Hash表
LinkedHashSet	Set	Unique elements	Insertion order	equals()hashCode()	Hash表和雙向鏈表
TreeSet	SortedSet	Unique elements	Sorted	equals()compareTo()	平衡樹（Balanced tree）
ArrayList	List	Allowed	Insertion order	equals()	數組
LinkedList	List	Allowed	Insertion order	equals()	鏈表
Vector	List	Allowed	Insertion order	equals()	數組
HashMap	Map	Unique keys	No order	equals()hashCode()	Hash表
LinkedHashMap	Map	Unique keys	Key insertion order/Access order of entries	equals()hashCode()	Hash表和雙向鏈表
Hashtable	Map	Unique keys	No order	equals()hashCode()	Hash表
TreeMap	SortedMap	Unique keys	Sorted in key order	equals()compareTo()	平衡樹（Balanced tree）

如何選擇？

1 、容器類和 Array的區別、擇取 * 容器類僅能持有對象引用（指向對象的指針），而不是將對象信息 copy 一份至數列某位置。 * 一旦將對象置入容器內，便損失了該對象的型別信息。2 * 在各種 Lists 中，最好的做法是以 ArrayList作為缺省選擇。當插入、刪除頻繁時，使用 LinkedList() ； Vector總是比 ArrayList 慢，所以要盡量避免使用。 * 在各種 Sets 中，HashSet 通常優于TreeSet （插入、查找）。只有當需要產生一個經過排序的序列，才用 TreeSet 。 TreeSet存在的唯一理由：能夠維護其內元素的排序狀態。 * 在各種 Maps 中 HashMap用于快速查找。 * 當元素個數固定，用 Array ，因為Array 效率是最高的。

結論：最常用的是ArrayList，HashSet，HashMap，Array。而且，我們也會發現一個規律，用TreeXXX都是排序的。

注意：1、Collection沒有get()方法來取得某個元素。只能通過iterator()遍歷元素。2、Set和Collection擁有一模一樣的接口。3、List，可以通過get()方法來一次取出一個元素。使用數字來選擇一堆對象中的一個，get(0)...。(add/get)4、一般使用ArrayList。用LinkedList構造堆棧stack、隊列queue。5、Map用 put(k,v) / get(k)，還可以使用containsKey()/containsValue()來檢查其中是否含有某個key/value。6、Map中元素，可以將key序列、value序列單獨抽取出來。使用keySet()抽取key序列，將map中的所有keys生成一個Set。使用values()抽取value序列，將map中的所有values生成一個Collection。為什么一個生成Set，一個生成Collection？那是因為，key總是獨一無二的，value允許重復。