java 集合类

java 集合类.png

* Iterable

迭代器接口,是Collection类的父接口。

实现这个Iterable接口的对象允许使用foreach进行遍历。

这个Iterable接口只有一个方法: iterator()。它返回一个代表当前集合对象的泛型<T>迭代器,用于遍历操作。

一、Collection:

最基本的集合接口,它不提供直接的实现。

实现了 Collection 接口的类都必须提供两套标准的构造函数,一个是无参,用于创建一个空的 Collection,一个是带有 Collection 参数的有参构造函数,用于创建一个新的 Collection,这个新的 Collection 与传入进来的 Collection 具备相同的元素。

1、 List:

有序可重复;

允许元素为null;

另外还提供一个 listIterator()方法,返回一个 ListIterator 接口,和标准的 Iterator 接口相比,ListIterator 多了一些 add()之类的方法,允许添加,删除,设定元素, 还能向前或向后遍历;

  • 1.1 ArrayList:
    查询速度快,适合随机访问;
    内部结构是数组;
    初始容量是10;
    存放有序,元素可以重复也可以为null;
    插入和删除的移动速度慢;动态扩容1.5倍;
    线程不安全;

  • 1.2 LinkedList:
    增删速度快,涉及增删频繁的数据;
    内部结构是双向链表;
    元素存放有序,允许元素为null,可重复;
    线程不安全;
    实现了Queue接口、Deque接口,即能将LinkedList当作队列或双端队列使用,也可以被当作"栈"来使用。接口窄化了对LinkedList的方法的访问权限(如Queue<String> queue = new LinkedList<String>();只能访问Queue接口所定义的方法 了,而不能直接访问 LinkedList的非Queue的方法);

  • 1.3 Vector :
    操作与ArrayList相似;
    与ArrayList区别:线程安全;

  • 1.4 Stack
    继承自 Vector,后进先出;
    Stack 提供 5 个额外的方法使得 Vector 得以被当作堆栈使用: push 和 pop 方法, peek 方法得到栈顶的元素,empty 方法测试堆栈是否为空,search 方法检测一个元素在堆栈中的位置;
    Stack 刚创建后是空栈;

2、 Set:

不允许重复元素,实现原理是基于Map,Set利用Map中“键”不能重复的特性实现,java是先实现了Map,然后通过包装了一个所有value都为null的Map就实现了Set集合;

Set判断两个对象相同不是使用"=="运算符,而是根据equals方法。equals()决定是否可以加入HashSet、而hashCode()决定存放的位置,它们两者必须同时满足才能允许一个新元素加入HashSet。

如果两个对象的hashCode相同,但是它们的equlas返回值不同,HashSet会在这个位置用链式结构来保存多个对象。而HashSet访问集合元素时也是根据元素的HashCode值来快速定位的,这种链式结构会导致性能下降。

如果需要把某个类的对象保存到HashSet集合中,我们在重写这个类的equlas()方法和hashCode()方法时,应该尽量保证两个对象通过equals()方法比较返回true时,它们的hashCode()方法返回值也相等

  • 2.1 HashSet:
    底层实现是HashMap(),不允许重复元素(key);
    存放无序(根据hash确定索引位置);
    存取速度比较快;
    允许元素为null(最多只能有一个null元素);
    HashSet集合判断两个元素相等的标准是两个对象通过equals()方法比较相等,并且两个对象的hashCode()方法的返回值相等;

  • 2.2 LinkedHashSet:
    继承HashSet,跟HashSet类似,唯一区别:存放元素有序,当遍历LinkedHashSet集合里的元素时,LinkedHashSet将会按元素的添加顺序来访问集合里的元素;
    遍历性能比HashSet好,但插入删除的性能会差点;
    允许元素为null(最多只能有一个null元素);

  • 2.3 TreeSet:(HashSet的整体性能总比TreeSet好,特别是添加和查询操作,只有当一个保持排序的Set时才使用TreeSet)
    TreeSet是SortedSet接口的实现类;
    以红黑树的形式存储集合元素;
    是SortedSet接口的唯一实现类;
    不允许元素重复, 不允许元素为null;
    自动排序元素;

3、Queue:

先进先出

二、Map:

以Key-Value键值对存在,key不允许重复;

Map中包括一个内部类:Entry。该类封装了一个key-value对,Entry包含三个方法:
Object getkey():返回该Entry里包含的key值。
Object getValue():返回该Entry里包含的value值。
Object setValue():设置该Entry里包含的value值,并返回新设置的value值。

Map一般很少输出,一般作为查询使用,如果要迭代,必须声明一个类型为Map.Entry的Set接口,接收map.entrySet(),然后用Set 的Iteractor遍历(或foreach遍历Set集合),getKey()得到key,getValue()得到value

  • HashMap:(适用于在Map中插入、删除和定位元素)
    数据结构是数据和链表实现的。Entry[] table+链表存储来解决hash冲突;
    允许key和value为null,key重复会覆盖;
    存放无序;
    线程不安全;

Hashmap实现请看jdk8 hashmap

  • LinkedHashMap:(需要维护元素的插入顺序,因此性能略低于HashMap的性能,但在迭代访问Map里的全部元素时将有很好的性能,因为它以链表来维护内部顺序,同时又可避免使用TreeMap所增加的成本)
    HashMap子类;
    数据结构是双向链表;
    存放元素有序(链表定义了迭代顺序,该迭代顺序与key-value对的插入顺序保持一致);
    线程不安全;

  • TreeMap:(适用于按自然顺序或自定义顺序遍历键(key),HashMap通常比TreeMap快一点(树和哈希表的数据结构使然),在需要排序的Map时候才用TreeMap.)
    不允许Key为null, value可以为null;
    有序;
    线程不安全;
    速度慢;

    TreeMap两种排序方法:
    自然排序:TreeMap的所有key必须实现Comparable接口,而且所有key应该是同一个类的对象,否则将会抛出ClassCastExcepiton异常。

    定制排序:创建TreeMap时,传入一个Comparator对象,该对象负责对TreeMap中所有key进行排序。采用定制排序时不要求Map的key实现Comparable接口。

  • WeakHashMap

    WeakHashMap与HashMap的用法基本相似。区别在于,HashMap的key保留了对实际对象的"强引用",这意味着只要该HashMap对象不被销毁,该HashMap所引用的对象就不会被垃圾回收。但WeakHashMap的key只保留了对实际对象的弱引用,这意味着如果WeakHashMap对象的key所引用的对象没有被其他强引用变量所引用,则这些key所引用的对象可能被垃圾回收,当垃圾回收了该key所对应的实际对象之后,WeakHashMap也可能自动删除这些key所对应的key-value对。

  • Hashtable
    同步,线程安全;(HashTable容器使用synchronized来保证线程安全,在线程竞争激烈的情况下HashTable的效率非常低下。当一个线程访问HashTable的同步方法时,其他线程访问HashTable的同步方法时,可能会进入阻塞或轮询状态)
    不允许null值,key和value都不可以

ArrayList与Vector的区别:

ArrayList是JDK1.2之后推出的,比Vector新。

ArrayList采用异步处理的方式,性能更高。Vector采用同步处理。

ArrayList非线程安全,vector线程安全。

ArrayList只能用Iterator、foreach输出,Vector除此之外还可以用Enumeration输出。

HashMap与HashTable的区别

HashTable是旧的操作类。

HashMap采用异步处理,性能更高。HashTable同步处理。

HashMap线程不安全,HashTable线程安全。

HashMap允许key设为null,Hashtable不允许。

Collection与collections的区别

Collection是一个接口;Collections是一个类,里面有很多静态方法,这个类不能实例化。

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