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Java 容器 & 泛型:一、认识容器

泥瓦匠BYSocket
 泥瓦匠BYSocket
发布于 2015/03/13 21:08
字数 2021
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Writer:BYSocket(泥沙砖瓦浆木匠)

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容器是Java语言学习中重要的一部分。泥瓦匠我的感觉是刚开始挺难学的,但等你熟悉它,接触多了,也就“顺理成章”地知道了。Java的容器类主要由两个接口派生而出:Collection和Map

 

一、Collection vs Collections

首先,Collection 和 Collections 是两个不同的概念。之所以放在一起,是为了更好的比较。Collection是容器层次结构中根接口。而Collections是一个提供一些处理容器类静态方法的类。

CollectionVsCollections

JDK不提供Collection接口的具体实现,而是提供了更加具体的子接口(如Set和List)实现

那Collection接口存在有何作用呢?存在即是道理。

原因在于:所有容器的实现类(如ArrayList实现了List接口,HashSet实现了Set接口)提供了两个‘标准’的构造函数来实现:1、一个无参的构造方法(void)2、一个带有Collection类型单参数构造方法,用于创建一个具有其参数相同元素新的Collection及其实现类等。实际上:因为所有通用的容器类遵从Collection接口,用第二种构造方法是允许容器之间相互的复制。

 

二、Collection的类层次结构

下面的图是关于Collection的类的层次结构。

java-collection-hierarchy

 

Set

一个不包括重复元素(包括可变对象)的Collection,是一种无序的集合。Set不包含满 a.equals(b) 的元素对a和b,并且最多有一个null。实现Set的接口有:EnumSet、HashSet、TreeSet等。下图是Set的JDK源码UML图。

Set

 

List

一个有序的Collection(也称序列),元素可以重复。确切的讲,列表通常允许满足 e1.equals(e2) 的元素对 e1  e2,并且如果列表本身允许 null 元素的话,通常它们允许多个 null 元素。实现List的有:ArrayList、LinkedList、Vector、Stack等。下图是List的JDK源码UML图。

list

 

Queue

一种队列则是双端队列,支持在头、尾两端插入和移除元素,主要包括:ArrayDeque、LinkedBlockingDeque、LinkedList。另一种是阻塞式队列,队列满了以后再插入元素则会抛出异常,主要包括ArrayBlockQueue、PriorityBlockingQueue、LinkedBlockingQueue。虽然接口并未定义阻塞方法,但是实现类扩展了此接口。下图是Queue的JDK源码UML图。

queue

 

三、Map的类的层次结构

下面的图是Map的层次结构图MapClassHierarchy-600x354

Map:

是一个键值对的集合。也就是说,一个映射不能包含重复的键,每个键最多映射到一个值。该接口取代了Dictionary抽象类。实现map的有:HashMap、TreeMap、HashTable、Properties、EnumMap。下图是Map的JDK源码UML图。

map

 

四、容器接口的小结

collection-summary

 

五、代码样例

对HashMap,HashSet,LinkedList,ArrayList,TreeMap,TreeSet的例子如下:

?

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import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.HashSet;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
import java.util.TreeMap;
import java.util.TreeSet;
 
@SuppressWarnings("unchecked")
public class CollectionAll
{
     
     public static void main(String[] args)
     {
         printLists();
         
         printSets();
         
         printMaps();
     }
 
     private static void printLists()
     {
         List< String > a1 = new ArrayList< String >();
         a1.add("List");
         a1.add("Set");
         a1.add("Queue");
         a1.add("Map");
         System.out.println("ArrayList Elements:");
         System.out.print("\t" + a1 + "\n");
         
         List< String > l1 = new LinkedList< String >();
         l1.add("List");
         l1.add("Set");
         l1.add("Queue");
         l1.add("Map");
         System.out.println("LinkedList Elements:");
         System.out.print("\t" + l1 + "\n");
     }
     @SuppressWarnings("rawtypes")
     private static void printSets()
     {
         Set h1 = new HashSet< String >();
         h1.add("List");
         h1.add("Set");
         h1.add("Queue");
         h1.add("Map");
         System.out.println("HashSet Elements:");
         System.out.print("\t" + h1 + "\n");
         
         Set t1 = new TreeSet< String >();
         t1.add("List");
         t1.add("Set");
         t1.add("Queue");
         t1.add("Map");
         System.out.println("TreeSet Elements:");
         System.out.print("\t" + t1 + "\n");
     }
     
     private static void printMaps()
     {
         Map< String , String> h1 = new HashMap< String , String>();
         h1.put("List", "ArrayList");
         h1.put("Set", "HashSet");
         h1.put("Queue", "PriorityQueue");
         h1.put("Map", "HashMap");
         System.out.println("HashMap Elements:");
         System.out.print("\t" + h1 + "\n");
         
         Map< String , String> t1 = new TreeMap< String ,String>();
         t1.put("List", "ArrayList");
         t1.put("Set", "HashSet");
         t1.put("Queue", "PriorityQueue");
         t1.put("Map", "HashMap");
         System.out.println("TreeMap Elements:");
         System.out.print("\t" + t1 + "\n");
         
     }
}

控制台打印如下:

?

1
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12
ArrayList Elements:
     [List, Set, Queue, Map]
LinkedList Elements:
     [List, Set, Queue, Map]
HashSet Elements:
     [Map, Queue, Set, List]
TreeSet Elements:
     [List, Map, Queue, Set]
HashMap Elements:
     {Map=HashMap, Queue=PriorityQueue, Set=HashSet, List=ArrayList}
TreeMap Elements:
     {List=ArrayList, Map=HashMap, Queue=PriorityQueue, Set=HashSet}

 

六、总结

异同点

      出处:http://blog.csdn.net/softwave/article/details/4166598

Vector和ArrayList

      1,vector是线程同步的,所以它也是线程安全的,而arraylist是线程异步的,是不安全的。如果不考虑到线程的安全因素,一般用arraylist效率比较高。
      2,如果集合中的元素的数目大于目前集合数组的长度时,vector增长率为目前数组长度的100%,而arraylist增长率为目前数组长度的50%.如过在集合中使用数据量比较大的数据,用vector有一定的优势。
      3,如果查找一个指定位置的数据,vector和arraylist使用的时间是相同的,都是0(1),这个时候使用vector和arraylist都可以。而如果移动一个指定位置的数据花费的时间为0(n-i)n为总长度,这个时候就应该考虑到使用linklist,因为它移动一个指定位置的数据所花费的时间为0(1),而查询一个指定位置的数据时花费的时间为0(i)。

      ArrayList 和Vector是采用数组方式存储数据,此数组元素数大于实际存储的数据以便增加和插入元素,都允许直接序号索引元素,但是插入数据要设计到数组元素移动等内存操作,所以索引数据快插入数据慢,Vector由于使用了synchronized方法(线程安全)所以性能上比ArrayList要差,LinkedList使用双向链表实现存储,按序号索引数据需要进行向前或向后遍历,但是插入数据时只需要记录本项的前后项即可,所以插入数度较快!

Aarraylist和Linkedlist

      1.ArrayList是实现了基于动态数组的数据结构,LinkedList基于链表的数据结构。
      2.对于随机访问get和set,ArrayList觉得优于LinkedList,因为LinkedList要移动指针。
      3.对于新增和删除操作add和remove,LinedList比较占优势,因为ArrayList要移动数据。
      这一点要看实际情况的。若只对单条数据插入或删除,ArrayList的速度反而优于LinkedList。但若是批量随机的插入删除数据,LinkedList的速度大大优于ArrayList. 因为ArrayList每插入一条数据,要移动插入点及之后的所有数据。

HashMap与TreeMap

      1、HashMap通过hashcode对其内容进行快速查找,而TreeMap中所有的元素都保持着某种固定的顺序,如果你需要得到一个有序的结果你就应该使用TreeMap(HashMap中元素的排列顺序是不固定的)。HashMap中元素的排列顺序是不固定的)。

      2、  HashMap通过hashcode对其内容进行快速查找,而TreeMap中所有的元素都保持着某种固定的顺序,如果你需要得到一个有序的结果你就应该使用TreeMap(HashMap中元素的排列顺序是不固定的)。集合框架”提供两种常规的Map实现:HashMap和TreeMap (TreeMap实现SortedMap接口)。

      3、在Map 中插入、删除和定位元素,HashMap 是最好的选择。但如果您要按自然顺序或自定义顺序遍历键,那么TreeMap会更好。使用HashMap要求添加的键类明确定义了hashCode()和 equals()的实现。 这个TreeMap没有调优选项,因为该树总处于平衡状态。

hashtable与hashmap

      1、历史原因:Hashtable是基于陈旧的Dictionary类的,HashMap是Java 1.2引进的Map接口的一个实现 。

      2、同步性:Hashtable是线程安全的,也就是说是同步的,而HashMap是线程序不安全的,不是同步的 。

      3、值:只有HashMap可以让你将空值作为一个表的条目的key或value 。

collection

© 著作权归作者所有

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容器 我觉得更形象
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