Java 集合框架

　　早在Java 2中之前，Java就提供了特設(shè)類。比如：Dictionary, Vector, Stack, 和Properties這些類用來存儲和操作對象組。

　　雖然這些類都非常有用，但是它們?nèi)鄙僖粋€核心的，統(tǒng)一的主題。由于這個原因，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(shè)計成要滿足以下幾個目標(biāo):

　　該框架必須是高性能的?；炯?動態(tài)數(shù)組，鏈表，樹，哈希表)的實現(xiàn)也必須是高效的。

　　該框架允許不同類型的集合，以類似的方式工作，具有高度的互操作性。

　　對一個集合的擴(kuò)展和適應(yīng)必須是簡單的。

　　為此，整個集合框架就圍繞一組標(biāo)準(zhǔn)接口而設(shè)計。你可以直接使用這些接口的標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)，諸如： LinkedList, HashSet, 和 TreeSet等,除此之外你也可以通過這些接口實現(xiàn)自己的集合。

　　集合框架是一個用來代表和操縱集合的統(tǒng)一架構(gòu)。所有的集合框架都包含如下內(nèi)容：

　　接口：是代表集合的抽象數(shù)據(jù)類型。接口允許集合獨立操縱其代表的細(xì)節(jié)。在面向?qū)ο蟮恼Z言，接口通常形成一個層次。

　　實現(xiàn)(類)：是集合接口的具體實現(xiàn)。從本質(zhì)上講，它們是可重復(fù)使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

　　算法：是實現(xiàn)集合接口的對象里的方法執(zhí)行的一些有用的計算，例如：搜索和排序。這些算法被稱為多態(tài)，那是因為相同的方法可以在相似的接口上有著不同的實現(xiàn)。

　　除了集合，該框架也定義了幾個Map接口和類。Map里存儲的是鍵/值對。盡管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性能優(yōu)良，使用方便的接口和類，java集合框架位于java.util包中，所以當(dāng)使用集合框架的時候需要進(jìn)行導(dǎo)包。下面介紹幾個接口中常用的接口以及實現(xiàn)類。

　　List接口的常用實現(xiàn)類

　　一個List是一個元素有序的、可以重復(fù)、可以為null的集合(有時候我們也叫它“序列”)。

　　ArrayList

　　最常用的List接口實現(xiàn)類，底層使用可變長度的動態(tài)數(shù)組實現(xiàn)。ArrayList有一個初始容量(capacity=10)，當(dāng)元素數(shù)量大于初始容量時進(jìn)行擴(kuò)容，新的數(shù)組長度=舊數(shù)組長度+舊數(shù)組長度/2。

　　因為每個元素都有固定的位置索引，所以根據(jù)索引查詢元素的速度非?？?。如果在中間插入元素時，由于后面的元素全部要后移一位，所以性能會比較差。

　　由于沒有做并發(fā)訪問控制，所以它是一個非線程安全的集合。允許重復(fù)元素或null元素。

　　LinkedList

　　List接口的雙向鏈接的實現(xiàn)類，允許NULL元素。它表現(xiàn)上是一個有序的集合，但內(nèi)存中其實是無序保存。

　　由于原因，所以它插入的速度會很快，但是查詢一個元素的速度較ArrayList速度慢很多。是一個非線程安全的集合。

　　Vector

　　Vector底層使用動態(tài)數(shù)組實現(xiàn)，默認(rèn)初始容量為10，可以通過構(gòu)造方法指定初始容量，同時可以指定擴(kuò)容時的增量。

　　擴(kuò)容規(guī)則是指新容量=舊容量+擴(kuò)容增量，若未指定擴(kuò)容增量則新容量=2*舊容量。它的關(guān)鍵方法都加了synchronized，所以是一個線程安全的集合。

　　Set集合接口

　　如果是實現(xiàn)了Set接口的集合類，具備的特點：無序，不可重復(fù)

　　添加元素的順序與元素出來的順序是不一致的。

　　注重獨一無二的性質(zhì),該體系集合可以知道某物是否已近存在于集合中,不會存儲重復(fù)的元素。

　　hashSet

　　HashSet底層是使用了哈希表來支持的，特點：存取速度快。

　　往Hashset添加元素的時候，HashSet會先調(diào)用元素的hashCode方法得到元素的哈希值，

　　然后通過元素的哈希值經(jīng)過移位等運算，就可以算出該元素在哈希表中的存儲位置。

　　LinkedHashSet

　　LinkedHashSet底層使用LinkedHashMap來保存所有元素，它繼承與HashSet，其所有的方法操作上又與HashSet相同，因此LinkedHashSet的實現(xiàn)上非常簡單，只提供了四個構(gòu)造方法。

　　并通過傳遞一個標(biāo)識參數(shù)，調(diào)用父類的構(gòu)造器，底層構(gòu)造一個LinkedHashMap來實現(xiàn)，在相關(guān)操作上與父類HashSet的操作相同，直接調(diào)用父類HashSet的方法即可。

　　treeSet

　　treeSet底層是以紅-黑樹的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的，默認(rèn)對元素進(jìn)行自然排序(String)。

　　如果在比較的時候兩個對象返回值為0，那么元素重復(fù)。

　　Map接口的常用實現(xiàn)類

　　Map提供了一個更通用的元素存儲方法。Map集合類用于存儲元素對(稱作“鍵”和“值”)，其中每個鍵映射到一個值。

　　從概念上而言，您可以將List看作是具有數(shù)值鍵的Map。而實際上，除了List和Map都在定義java.util中外，兩者并沒有直接的聯(lián)系。

　　本文將著重介紹核心Java發(fā)行套件中附帶的Map，同時還將介紹如何采用或?qū)崿F(xiàn)更適用于您應(yīng)用程序特定數(shù)據(jù)的專用Map。

　　HashMap

　　往HashMap添加元素的時候，首先會調(diào)用鍵的hashCode方法得到元素的哈希碼值，然后經(jīng)過運算就可以算出該元素在哈希表中的存儲位置。

　　并允許使用null值和null鍵。此類不保證映射的順序，特別是它不保證該順序恒久不變。

　　HashTable

　　HashTable是同步的(synchronized函數(shù))，而HashMap不同步，所以HashTable要慢一些HashTable不接受null鍵和值。

　　而HashMap接受一個null鍵和無數(shù)個null值除了keySet(),entrySet(),values()這些HashMap支持的迭代之外，HashTable還支持基于Enumeration的keys(),elements(),但是在現(xiàn)在它們的實現(xiàn)都是基于一個實現(xiàn)了Enumeration和Iterator接口的類。

　　TreeMap

　　TreeMap也是基于紅黑樹(二叉樹)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的，特點：會對元素的鍵進(jìn)行排序存儲。

　　注意：Set的元素不可重復(fù)，如果set元素重復(fù)將添加不成功。

　　Map的鍵不可重復(fù)，如果鍵重復(fù)將直接覆蓋。

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