java之collection总结

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collection主要方法

boolean add(Object o)添加对象到集合
boolean remove(Object o)删除指定的对象
int size()返回当前集合中元素的数量
boolean contains(Object o)查找集合中是否有指定的对象
boolean isEmpty()判断集合是否为空
Iterator iterator()返回一个迭代器
boolean containsAll(Collection c)查找集合中是否有集合c中的元素
boolean addAll(Collection c)将集合c中所有的元素添加给该集合
void clear()删除集合中所有元素
void removeAll(Collection c)从集合中删除c集合中也有的元素
void retainAll(Collection c)从集合中删除集合c中不包含的元素

collection主要子接口对象:

├List(抽象接口,可重复有序)

list主要方法:

void add(int index,Object element)在指定位置上添加一个对象
boolean addAll(int index,Collection c)将集合c的元素添加到指定的位置
Object get(int index)返回List中指定位置的元素
int indexOf(Object o)返回第一个出现元素o的位置.
Object remove(int index)删除指定位置的元素
Object set(int index,Object element)用元素element取代位置index上的元素,返回被取代的元素
void sort()
1.List主要子接口对象
LinkedList没有同步方法
ArrayList非同步的(unsynchronized)
Vector(同步) 非常类似ArrayList,但是Vector是同步的 

Stack 记住 push和pop方法,还有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。注意:Stack刚创建后是空栈。

2.Set不包含重复的元素
HashSet
SortSet
TreeSet

另外:-Queue(继承collection)---Deque

3.Map

Map没有继承Collection接口,Map提供key到value的映射。

方法:

boolean equals(Object o)比较对象
boolean remove(Object o)删除一个对象
put(Object key,Object value)添加key和value

Hashtable 任何非空(non-null)的对象。同步的
HashMap 可空的对象。不同步的 ,但是效率高,较常用。 注:迭代子操作时间开销和HashMap的容量成比例。因此,如果迭代操作的性能相当重要的话,不要将HashMap的初始化容量设得过高,或者load factor过低。
└WeakHashMap 改进的HashMap,它对key实行“弱引用”,如果一个key不再被外部所引用,那么该key可以被GC回收。
SortMap---TreeMap

4.总结:

a.如果涉及到堆栈,队列(先进后出)等操作,应该考虑用List,对于需要快速插入,删除元素,应该使用LinkedList,如果需要快速随机访问元素,应该使用ArrayList。

b.如果程序在单线程环境中,或者访问仅仅在一个线程中进行,考虑非同步的类,其效率较高,如果多个线程可能同时操作一个类,应该使用同步的类。

c.要特别注意对哈希表的操作,作为key的对象要正确复写equals和hashCode方法

d.尽量返回接口而非实际的类型,如返回List而非ArrayList,这样如果以后需要将ArrayList换成LinkedList时,客户端代码不用改变。这就是针对抽象编程。

e.ArrayList、HashSet/LinkedHashSet、PriorityQueue、LinkedList是线程不安全的,
可以使用synchronized关键字,或者类似下面的方法解决:

1.  List list = Collections.synchronizedList(new ArrayList(...));  

5.几个面试常见问题:

1.Q:ArrayList和Vector有什么区别?HashMap和HashTable有什么区别?

A:Vector和HashTable是线程同步的(synchronized)。性能上,ArrayList和HashMap分别比Vector和Hashtable要好。

2.Q:大致讲解java集合的体系结构
A:List、Set、Map是这个集合体系中最主要的三个接口。
其中List和Set继承自Collection接口。
Set不允许元素重复。HashSet和TreeSet是两个主要的实现类。
List有序且允许元素重复。ArrayList、LinkedList和Vector是三个主要的实现类。
Map也属于集合系统,但和Collection接口不同。Map是key对value的映射集合,其中key列就是一个集合。key不能重复,但是value可以重复。HashMap、TreeMap和Hashtable是三个主要的实现类。
SortedSet和SortedMap接口对元素按指定规则排序,SortedMap是对key列进行排序。

3.Q:Comparable和Comparator区别
A:调用java.util.Collections.sort(List list)方法来进行排序的时候,List内的Object都必须实现了Comparable接口。
java.util.Collections.sort(List list,Comparator c),可以临时声明一个Comparator 来实现排序。

1.  Collections.sort(imageList, new Comparator() {  
2.  public int compare(Object a, Object b) {  
3.  int orderA = Integer.parseInt( ( (Image) a).getSequence());  
4.  int orderB = Integer.parseInt( ( (Image) b).getSequence());  
5.  return orderA - orderB;  
6.  }  
7.  });  

如果需要改变排列顺序
改成return orderb - orderA 即可。

6.其他注意点
List接口对Collection进行了简单的扩充,它的具体实现类常用的有ArrayList和LinkedList。你可以将任何东西放到一个List容器中,并在需要时从中取出。ArrayList从其命名中可以看出它是一种类似数组的形式进行存储,因此它的随机访问速度极快,而LinkedList的内部实现是链表,它适合于在链表中间需要频繁进行插入和删除操作。在具体应用时可以根据需要自由选择。前面说的Iterator只能对容器进行向前遍历,而ListIterator则继承了Iterator的思想,并提供了对List进行双向遍历的方法。

Set接口也是Collection的一种扩展,而与List不同的时,在Set中的对象元素不能重复,也就是说你不能把同样的东西两次放入同一个Set容器中。它的常用具体实现有HashSet和TreeSet类。HashSet能快速定位一个元素,但是你放到HashSet中的对象需要实现hashCode()方法,它使用了前面说过的哈希码的算法。而TreeSet则将放入其中的元素按序存放,这就要求你放入其中的对象是可排序的,这就用到了集合框架提供的另外两个实用类Comparable和Comparator。一个类是可排序的,它就应该实现Comparable接口。有时多个类具有相同的排序算法,那就不需要在每分别重复定义相同的排序算法,只要实现Comparator接口即可。集合框架中还有两个很实用的公用类:Collections和Arrays。Collections提供了对一个Collection容器进行诸如排序、复制、查找和填充等一些非常有用的方法,Arrays则是对一个数组进行类似的操作。

Map是一种把键对象和值对象进行关联的容器,而一个值对象又可以是一个Map,依次类推,这样就可形成一个多级映射。对于键对象来说,像Set一样,一个Map容器中的键对象不允许重复,这是为了保持查找结果的一致性;如果有两个键对象一样,那你想得到那个键对象所对应的值对象时就有问题了,可能你得到的并不是你想的那个值对象,结果会造成混乱,所以键的唯一性很重要,也是符合集合的性质的。当然在使用过程中,某个键所对应的值对象可能会发生变化,这时会按照最后一次修改的值对象与键对应。对于值对象则没有唯一性的要求。你可以将任意多个键都映射到一个值对象上,这不会发生任何问题(不过对你的使用却可能会造成不便,你不知道你得到的到底是那一个键所对应的值对象)。Map有两种比较常用的实现:HashMap和TreeMap。HashMap也用到了哈希码的算法,以便快速查找一个键,TreeMap则是对键按序存放,因此它便有一些扩展的方法,比如firstKey(),lastKey()等,你还可以从TreeMap中指定一个范围以取得其子Map。键和值的关联很简单,用pub(Object key,Object value)方法即可将一个键与一个值对象相关联。用get(Object key)可得到与此key对象所对应的值对象。

遍历Map的方式:

a.//最常规的一种遍历方法,最常规就是最常用的,虽然不复杂,但很重要,这是我们最熟悉的,就不多说了!!

1.  public static void work(Map<String, Student> map) {    

3.  Collection<Student> c = map.values();    

5.  Iterator it = c.iterator();    

7.  for (; it.hasNext();) {    

9.  System.out.println(it.next());    

11.  }    

13.  }    

b.// 利用keyset进行遍历,它的优点在于可以根据你所想要的key值得到你想要的 values,更具灵活性!!

1.  public static void workByKeySet(Map<String, Student> map) {    

3.  Set<String> key = map.keySet();    

5.  for (Iterator it = key.iterator(); it.hasNext();) {    

7.  String s = (String) it.next();    

9.  System.out.println(map.get(s));    

11.  }    

13.  }    

c.// 比较复杂的一种遍历在这里,暴力!!,它的灵活性太强了,想得到什么就能得到什么~~

1.  public static void workByEntry(Map<String, Student> map) {    

3.  Set<Map.Entry<String, Student>> set = map.entrySet();    

5.  for (Iterator<Map.Entry<String, Student>> it = set.iterator(); it    
6.  .hasNext();) {    

8.  Map.Entry<String, Student> entry = (Map.Entry<String, Student>) it    
9.  .next();    

11.  System.out.println(entry.getKey() + "—>" + entry.getValue());    

13.  }    

15.  }    

d.//Map.Entry的另外一种简练写法(foreach遍历方式)

1.  public static void workByEntry(Map<String, Student> map) {    

3.  Set<Map.Entry<String, Student>> set = map.entrySet();    

5.  for (Map.Entry<String, Student> me : set) {    

7.  System.out.println(me.getKey() + "—>" + me.getValue());    

9.  }    

12.  }    
7.Queue

Queue和List有两个区别:
前者有“队头”的概念,取元素、移除元素、均为对“队头”的操作(通常但不总是FIFO,即先进先出),
而后者只有在插入时需要保证在尾部进行;前者对元素的一些同一种操作提供了两种方法,在特定情况下抛异常/返回特殊值——add()/offer()、remove()/poll()、element()/peek()。不难想到,在所谓的两种方法中,抛异常的方法完全可以通过包装不抛异常的方法来实现,这也是AbstractQueue所做的。
Deque接口继承了Queue,但是和AbstractQueue没有关系。Deque同时提供了在队头和队尾进行插入和删除的操作。
PriorityQueue
PriorityQueue用于存放含有优先级的元素,插入的对象必须可以比较。该类内部同样封装了一个数组。与其抽象父类AbstractQueue不同,PriorityQueue的offer()方法在插入null时会抛空指针异常——null是无法与其他元素比较通常意义下的优先级的;此外,add()方法是直接包装了offer(),没有附加的行为。
  由于其内部的数据结构是数组的缘故,很多操作都需要先把元素通过indexOf()转化成对应的数组下标,再进行进一步的操作,如remove()、removeEq()、contains()等。其实这个数组保持优先级队列的方式,是采用堆(Heap)的方式,具体可以参考任意一本算法书籍,比如《算法导论》等,这里就不展开解释了。和堆的特性有关,在寻找指定元素时,必须从头至尾遍历,而不能使用二分查找。

LinkedList

LinkedList既是List,也是Queue(Deque),其原因是它是双向的,内部的元素(Entry)同时保留了上一个和下一个元素的引用。使用头部的引用header,取其previous,就可以获得尾部的引用。通过这一转换,可以很容易实现Deque所需要的行为。也正因此,可以支持栈的行为,天生就有push()和pop()方法。简而言之,是Java中的双向链表,其支持的操作和普通的双向链表一样。
  和数组不同,根据下标查找特定元素时,只能遍历地获取了,因而在随机访问时效率不如ArrayList。尽管如此,作者还是尽可能地利用了LinkedList的特性做了点优化,尽量减少了访问次数:

1.  private Entry<E> entry(int index) {  
2.  if (index < 0 || index >= size)  
3.  throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index+  
4.  ", Size: "+size);  
5.  Entry<E> e = header;  
6.  if (index < (size >> 1)) {  
7.  for (int i = 0; i <= index; i++)  
8.  e = e.next;  
9.  } else {  
10.  for (int i = size; i > index; i--)  
11.  e = e.previous;  
12.  }  
13.  return e;  
14.  }  

LinkedList对首部和尾部的插入都支持,但继承自Collection接口的add()方法是在尾部进行插入。

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