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Java中的Collection類概述

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引導語:在使用Java的時候,我們都會遇到使用集合(Collection)的時候,那麼Collection是什麼呢,以下是本站小編分享給大家的Java中的Collection類概述,歡迎閱讀!

Java中的Collection類概述

Collection

├List

│├LinkedList

│├ArrayList

│└Vector

│ └Stack

└Set

Map

├Hashtable

├HashMap

└WeakHashMap

Collection介面

Collection是最基本的集合介面,一個Collection代表一組Object,即Collection的元素(Elements)。一些Collection允許相同的元素而另一些不行。一些能排序而另一些不行。Java SDK不提供直接繼承自Collection的類,Java SDK提供的類都是繼承自Collection的“子介面”如List和Set。

所有實現Collection介面的類都必須提供兩個標準的建構函式:無引數的建構函式用於建立一個空的Collection,有一個 Collection引數的建構函式用於建立一個新的Collection,這個新的Collection與傳入的Collection有相同的元素。後一個建構函式允許使用者複製一個Collection。

如何遍歷Collection中的每一個元素?不論Collection的實際型別如何,它都支援一個iterator()的方法,該方法返回一個迭代子,使用該迭代子即可逐一訪問Collection中每一個元素。典型的用法如下:

Iterator it = ator(); // 獲得一個迭代子

while(ext()) {

Object obj = (); // 得到下一個元素

}

由Collection介面派生的兩個介面是List和Set。

List介面

List是有序的Collection,使用此介面能夠精確的控制每個元素插入的位置。使用者能夠使用索引(元素在List中的位置,類似於陣列下標)來訪問List中的元素,這類似於Java的陣列。

和下面要提到的Set不同,List允許有相同的元素。

除了具有Collection介面必備的iterator()方法外,List還提供一個listIterator()方法,返回一個 ListIterator介面,和標準的Iterator介面相比,ListIterator多了一些add()之類的方法,允許新增,刪除,設定元素,還能向前或向後遍歷。

實現List介面的常用類有LinkedList,ArrayList,Vector和Stack。

LinkedList類

LinkedList實現了List介面,允許null元素。此外LinkedList提供額外的get,remove,insert方法在 LinkedList的首部或尾部。這些操作使LinkedList可被用作堆疊(stack),佇列(queue)或雙向佇列(deque)。

注意LinkedList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。一種解決方法是在建立List時構造一個同步的'List:

List list = hronizedList(new LinkedList(...));

ArrayList類

ArrayList實現了可變大小的陣列。它允許所有元素,包括null。ArrayList沒有同步。

size,isEmpty,get,set方法執行時間為常數。但是add方法開銷為分攤的常數,新增n個元素需要O(n)的時間。其他的方法執行時間為線性。

每個ArrayList例項都有一個容量(Capacity),即用於儲存元素的陣列的大小。這個容量可隨著不斷新增新元素而自動增加,但是增長演算法並沒有定義。當需要插入大量元素時,在插入前可以呼叫ensureCapacity方法來增加ArrayList的容量以提高插入效率。

和LinkedList一樣,ArrayList也是非同步的(unsynchronized)。

Vector類

Vector非常類似ArrayList,但是Vector是同步的。由Vector建立的Iterator,雖然和ArrayList建立的 Iterator是同一介面,但是,因為Vector是同步的,當一個Iterator被建立而且正在被使用,另一個執行緒改變了Vector的狀態(例如,新增或刪除了一些元素),這時呼叫Iterator的方法時將丟擲ConcurrentModificationException,因此必須捕獲該異常。

Stack 類

Stack繼承自Vector,實現一個後進先出的堆疊。Stack提供5個額外的方法使得Vector得以被當作堆疊使用。基本的push和pop方法,還有peek方法得到棧頂的元素,empty方法測試堆疊是否為空,search方法檢測一個元素在堆疊中的位置。Stack剛建立後是空棧。

Set介面

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ls(e2)=false,Set最多有一個null元素。

很明顯,Set的建構函式有一個約束條件,傳入的Collection引數不能包含重複的元素。

請注意:必須小心操作可變物件(Mutable Object)。如果一個Set中的可變元素改變了自身狀態導致ls(Object)=true將導致一些問題。

Map介面

請注意,Map沒有繼承Collection介面,Map提供key到value的對映。一個Map中不能包含相同的key,每個key只能對映一個value。Map介面提供3種集合的檢視,Map的內容可以被當作一組key集合,一組value集合,或者一組key-value對映。

Hashtable類

Hashtable繼承Map介面,實現一個key-value對映的雜湊表。任何非空(non-null)的物件都可作為key或者value。

新增資料使用put(key, value),取出資料使用get(key),這兩個基本操作的時間開銷為常數。

Hashtable通過initial capacity和load factor兩個引數調整效能。通常預設的load factor 0.75較好地實現了時間和空間的均衡。增大load factor可以節省空間但相應的查詢時間將增大,這會影響像get和put這樣的操作。

使用Hashtable的簡單示例如下,將1,2,3放到Hashtable中,他們的key分別是”one”,”two”,”three”:

Hashtable numbers = new Hashtable();

(“one”, new Integer(1));

(“two”, new Integer(2));

(“three”, new Integer(3));

要取出一個數,比如2,用相應的key:

Integer n = (Integer)(“two”);

tln(“two = ” + n);

由於作為key的物件將通過計算其雜湊函式來確定與之對應的value的位置,因此任何作為key的物件都必須實現hashCode和 equals方法。hashCode和equals方法繼承自根類Object,如果你用自定義的類當作key的話,要相當小心,按照雜湊函式的定義,如果兩個物件相同,即ls(obj2)=true,則它們的hashCode必須相同,但如果兩個物件不同,則它們的hashCode不一定不同,如果兩個不同物件的hashCode相同,這種現象稱為衝突,衝突會導致操作雜湊表的時間開銷增大,所以儘量定義好的hashCode()方法,能加快雜湊表的操作。

如果相同的物件有不同的hashCode,對雜湊表的操作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,只需要牢記一條:要同時複寫equals方法和hashCode方法,而不要只寫其中一個。

Hashtable是同步的。

HashMap類

HashMap和Hashtable類似,不同之處在於HashMap是非同步的,並且允許null,即null value和null key。,但是將HashMap視為Collection時(values()方法可返回Collection),其迭代子操作時間開銷和HashMap 的容量成比例。因此,如果迭代操作的效能相當重要的話,不要將HashMap的初始化容量設得過高,或者load factor過低。

WeakHashMap類

WeakHashMap是一種改進的HashMap,它對key實行“弱引用”,如果一個key不再被外部所引用,那麼該key可以被GC回收。