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Java 集合框架

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Java不支援go to語句,代之以提供break和continue語句以及異常處理。下面是小編分享的Java 集合框架,歡迎大家參考!

Java 集合框架

Java 集合框架

早在Java 2中之前,Java就提供了特設類。比如:Dictionary, Vector, Stack, 和Properties這些類用來儲存和操作物件組。

雖然這些類都非常有用,但是它們缺少一個核心的,統一的主題。由於這個原因,使用Vector類的方式和使用Properties類的方式有著很大不同。

集合框架被設計成要滿足以下幾個目標

該框架必須是高效能的。基本集合(動態陣列,連結串列,樹,雜湊表)的實現也必須是高效的。

該框架允許不同型別的集合,以類似的方式工作,具有高度的互操作性。

對一個集合的擴充套件和適應必須是簡單的。

為此,整個集合框架就圍繞一組標準介面而設計。你可以直接使用這些介面的標準實現,諸如: LinkedList, HashSet, 和 TreeSet等,除此之外你也可以通過這些介面實現自己的集合。

集合框架是一個用來代表和操縱集合的統一架構。所有的集合框架都包含如下內容:

介面:是代表集合的抽象資料型別。介面允許集合獨立操縱其代表的細節。在面向物件的語言,介面通常形成一個層次。

實現(類):是集合介面的具體實現。從本質上講,它們是可重複使用的資料結構。

演算法:是實現集合介面的物件裡的方法執行的一些有用的計算,例如:搜尋和排序。這些演算法被稱為多型,那是因為相同的方法可以在相似的介面上有著不同的實現。

除了集合,該框架也定義了幾個Map介面和類。Map裡儲存的是鍵/值對。儘管Map不是collections,但是它們完全整合在集合中。

集合框架體系如圖所示


Java 集合框架提供了一套效能優良,使用方便的介面和類,java集合框架位於包中, 所以當使用集合框架的時候需要進行導包。

集合介面

集合框架定義了一些介面。本節提供了每個介面的概述:

序號介面描述
1Collection 介面

Collection 是最基本的集合介面,一個 Collection 代表一組 Object,Java不提供直接繼承自Collection的類,只提供繼承於的子介面(如List和set)。


2List 介面

List介面是一個有序的Collection,使用此介面能夠精確的控制每個元素插入的位置,能夠通過索引(元素在List中位置,類似於陣列的小標)來訪問List中的元素,而且允許有相同的元素。


3Set

Set 具有與 Collection 完全一樣的介面,只是行為上不同,Set 不儲存重複的元素。


4SortedSet
繼承於Set儲存有序的`集合。
5Map
將唯一的鍵對映到值。
6y
描述在一個Map中的一個元素(鍵/值對)。是一個Map的內部類。
7SortedMap
繼承於Map,使Key保持在升序排列。
8Enumeration
這是一個傳統的介面和定義的方法,通過它可以列舉(一次獲得一個)物件集合中的元素。這個傳統介面已被迭代器取代。

 Set和List的區別

1. Set 介面例項儲存的是無序的,不重複的資料。List 介面例項儲存的是有序的,可以重複的元素。

2. Set檢索效率低下,刪除和插入效率高,插入和刪除不會引起元素位置改變 <實現類有hashset,treeset>。

3. List和陣列類似,可以動態增長,根據實際儲存的資料的長度自動增長List的長度。查詢元素效率高,插入刪除效率低,因為會引起其他元素位置改變 <實現類有arraylist,linkedlist,vector> 。

集合實現類(集合類)

Java提供了一套實現了Collection介面的標準集合類。其中一些是具體類,這些類可以直接拿來使用,而另外一些是抽象類,提供了介面的部分實現。

 標準集合類彙總於下表:

序號類描述
1AbstractCollection
實現了大部分的集合介面。
2AbstractList
繼承於AbstractCollection 並且實現了大部分List介面。
3AbstractSequentialList
繼承於 AbstractList ,提供了對資料元素的鏈式訪問而不是隨機訪問。
4LinkedList

該類實現了List介面,允許有null(空)元素。主要用於建立連結串列資料結構,該類沒有同步方法,如果多個執行緒同時訪問一個List,則必須自己實現訪問同步,解決方法就是在建立List時候構造一個同步的List。例如:


Listlist=hronizedList(newLinkedList(...));

LinkedList 查詢效率低。


5ArrayList

該類也是實現了List的介面,實現了可變大小的陣列,隨機訪問和遍歷元素時,提供更好的效能。該類也是非同步的,在多執行緒的情況下不要使用。ArrayList 增長當前長度的50%,插入刪除效率低。


6AbstractSet
繼承於AbstractCollection 並且實現了大部分Set介面。
7HashSet

該類實現了Set介面,不允許出現重複元素,不保證集合中元素的順序,允許包含值為null的元素,但最多隻能一個。


8LinkedHashSet
具有可預知迭代順序的Set介面的雜湊表和連結列表實現。
9TreeSet

該類實現了Set介面,可以實現排序等功能。


10AbstractMap
實現了大部分的Map介面。
11HashMap
HashMap 是一個散列表,它儲存的內容是鍵值對(key-value)對映。
該類實現了Map介面,根據鍵的HashCode值儲存資料,具有很快的訪問速度,最多允許一條記錄的鍵為null,不支援執行緒同步。
12TreeMap
繼承了AbstractMap,並且使用一顆樹。
13WeakHashMap
繼承AbstractMap類,使用弱金鑰的雜湊表。
14LinkedHashMap
繼承於HashMap,使用元素的自然順序對元素進行排序.
15IdentityHashMap
繼承AbstractMap類,比較文件時使用引用相等。

在前面的教程中已經討論通過包中定義的類,如下所示:

序號類描述
1Vector

該類和ArrayList非常相似,但是該類是同步的,可以用在多執行緒的情況,該類允許設定預設的增長長度,預設擴容方式為原來的2倍。


2Stack
棧是Vector的一個子類,它實現了一個標準的後進先出的棧。
3Dictionary
Dictionary 類是一個抽象類,用來儲存鍵/值對,作用和Map類相似。
4Hashtable

Hashtable 是 Dictionary(字典) 類的子類,位於 包中。


5Properties
Properties 繼承於 Hashtable,表示一個持久的屬性集,屬性列表中每個鍵及其對應值都是一個字串。
6BitSet
一個Bitset類建立一種特殊型別的陣列來儲存位值。BitSet中陣列大小會隨需要增加。

一個Bitset類建立一種特殊型別的陣列來儲存位值。BitSet中陣列大小會隨需要增加。

集合演算法

集合框架定義了幾種演算法,可用於集合和對映。這些演算法被定義為集合類的靜態方法。

在嘗試比較不相容的型別時,一些方法能夠丟擲 ClassCastException異常。當試圖修改一個不可修改的集合時,丟擲UnsupportedOperationException異常。

集合定義三個靜態的變數:EMPTY_SET,EMPTY_LIST,EMPTY_MAP的。這些變數都不可改變。

序號演算法描述
1Collection Algorithms
這裡是一個列表中的所有演算法實現。

如何使用迭代器

通常情況下,你會希望遍歷一個集合中的元素。例如,顯示集合中的每個元素。

一般遍歷陣列都是採用for迴圈或者增強for,這兩個方法也可以用在集合框架,但是還有一種方法是採用迭代器遍歷集合框架,它是一個物件,實現了Iterator 介面或ListIterator介面。

迭代器,使你能夠通過迴圈來得到或刪除集合的元素。ListIterator 繼承了Iterator,以允許雙向遍歷列表和修改元素。

 序號

迭代器方法描述
1使用 Java Iterator
這裡通過例項列出Iterator和listIterator介面提供的所有方法。

遍歷 ArrayList

例項

public class Test{ public static void main(String[] args) { Listlist=new ArrayList(); ("Hello"); ("World"); ("HAHAHAHA"); //第一種遍歷方法使用foreach遍歷List for (String str : list) { //也可以改寫for(int i=0;i<();i++)這種形式 }="" i="0;i<th;i++)" iteratorite=ator(); while(ext())//判斷下一個元素之後有值 { tln(()); } } }

解析:

三種方法都是用來遍歷ArrayList集合,第三種方法是採用迭代器的方法,該方法可以不用擔心在遍歷的過程中會超出集合的長度。

遍歷 Map

例項

public class Test{ public static void main(String[] args) { Mapmap = new HashMap(); ("1", "value1"); ("2", "value2"); ("3", "value3"); //第一種:普遍使用,二次取值 tln("通過et遍歷key和value:"); for (String key : et()) { tln("key= "+ key + " and value= " + (key)); } //第二種 tln("通過ySet使用iterator遍歷key和value:"); Iteratorit = ySet()ator(); while (ext()) { yentry = (); tln("key= " + ey() + " and value= " + alue()); } //第三種:推薦,尤其是容量大時 tln("通過ySet遍歷key和value"); for (yentry : ySet()) { tln("key= " + ey() + " and value= " + alue()); } //第四種 tln("通過es()遍歷所有的value,但不能遍歷key"); for (String v : es()) { tln("value= " + v); } } }

如何使用比較器

TreeSet和TreeMap的按照排序順序來儲存元素. 然而,這是通過比較器來精確定義按照什麼樣的排序順序。

這個介面可以讓我們以不同的方式來排序一個集合。