【JAVA集合框架】Java集合框架

1.概述

1.1 框架

爲了解決一系列相關問題作的解決方案(就是一系列相關類構成的解決方案)java

1.2 集合

集合的廣義的角度,就至關因而容器來存放的元素,JDK1.5以後,集合裏面存放的就是對象。(int,float之類的要先打包才能存放)沒有要求裏面必定存放是相同的對象,Object類輸出時注意類型的強制轉換web

1.3 Java集合框架圖

在這裏插入圖片描述

從上面的集合框架圖能夠看到,Java 集合框架主要包括兩種類型的容器,一種是集合(Collection),存儲一個元素集合,另外一種是圖(Map),存儲鍵/值對映射。Collection 接口又有 3 種子類型,List、Set 和 Queue,再下面是一些抽象類,最後是具體實現類,經常使用的有 ArrayList、LinkedList、HashSet、LinkedHashSet、HashMap、LinkedHashMap 等等。算法

集合框架是一個用來表明和操縱集合的統一架構。全部的集合框架都包含以下內容:數組

  • 接口:是表明集合的抽象數據類型。例如 Collection、List、Set、Map 等。之因此定義多個接口,是爲了以不一樣的方式操做集合對象數據結構

  • 實現(類):是集合接口的具體實現。從本質上講,它們是可重複使用的數據結構,例如:ArrayList、LinkedList、HashSet、HashMap。多線程

  • 算法:是實現集合接口的對象裏的方法執行的一些有用的計算,例如:搜索和排序。這些算法被稱爲多態,那是由於相同的方法能夠在類似的接口上有着不一樣的實現。架構

除了集合,該框架也定義了幾個 Map 接口和類。Map 裏存儲的是鍵/值對。儘管 Map 不是集合,可是它們徹底整合在集合中。框架

頂級接口:Iterator ,collection, map; 實現接口的幾個重要類:Haspset,ArrayList,Haspmap,LinkedList, 這些==java集合框架放在java.util包中的==,

1.3.1繼承自Collection的接口分爲兩種


1)List接口:線性的存儲方式,裏面存放的元素能夠重複,有序的存儲方式;
2)set接口:散裝的存儲方式,裏面不能有重複的元素(equals方法),不能存放null元素。svg

1.3.2 Collection接口裏重要的方法

1)add方法:添加元素
2)clear方法:移除collection中的全部元素
3)remove方法:移除集合中指定的元素
4) iterator方法:獲取Iterator接口的方法
5)size方法:返回collection中的元素總數

2. 接口

Java 集合框架提供了一套性能優良,使用方便的接口和類,java集合框架位於java.util包中, 因此當使用集合框架的時候須要進行導包。函數


集合接口

集合框架定義了一些接口。本節提供了每一個接口的概述:

序號 接口描述
1 Collection 接口

Collection 是最基本的集合接口,一個 Collection 表明一組 Object,即 Collection 的元素, Java不提供直接繼承自Collection的類,只提供繼承於的子接口(如List和set)。

Collection 接口存儲一組不惟一,無序的對象。

2 List 接口

List接口是一個有序的 Collection,使用此接口可以精確的控制每一個元素插入的位置,可以經過索引(元素在List中位置,相似於數組的下標)來訪問List中的元素,第一個元素的索引爲 0,並且容許有相同的元素。

List 接口存儲一組不惟一,有序(插入順序)的對象。

3 Set

Set 具備與 Collection 徹底同樣的接口,只是行爲上不一樣,Set 不保存重複的元素。

Set 接口存儲一組惟一,無序的對象。

4 SortedSet
繼承於Set保存有序的集合。
5 Map

Map 接口存儲一組鍵值對象,提供key(鍵)到value(值)的映射。

6 Map.Entry
描述在一個Map中的一個元素(鍵/值對)。是一個Map的內部類。
7 SortedMap
繼承於 Map,使 Key 保持在升序排列。
8 Enumeration
這是一個傳統的接口和定義的方法,經過它能夠枚舉(一次得到一個)對象集合中的元素。這個傳統接口已被迭代器取代。

Set和List的區別

  • 1. Set 接口實例存儲的是無序的,不重複的數據。List 接口實例存儲的是有序的,能夠重複的元素。

  • 2. Set檢索效率低下,刪除和插入效率高,插入和刪除不會引發元素位置改變 <實現類有HashSet,TreeSet>

  • 3. List和數組相似,能夠動態增加,根據實際存儲的數據的長度自動增加List的長度。查找元素效率高,插入刪除效率低,由於會引發其餘元素位置改變 <實現類有ArrayList,LinkedList,Vector>

2.1 List接口

1 .ArrayList
存儲圖:相似於數組的存儲方式
內存地址:是連續的。
優勢:直接訪問集合中某個元素,訪問效率快。
缺點:增長和修改元素效率慢。擴容和縮容的操做效率慢。
**邊遍歷邊刪除元素就會出現問題,會報錯,由於下一次會讀取空值**
package Collection;
import java.util.*;

public class TestList {
	public static void main(String[] args)
	{
		List arryList=new ArrayList();
		//向接口裏添加元素
		Integer i=new Integer(1);
		arryList.add(i);
		arryList.add(2);
		arryList.add("Hello");
		arryList.add("juu");
		//訪問元素
		System.out.println("集合裏的元素總數:"+arryList.size());
		int count=arryList.size();
		for(int j=0;j<count;j++)
		{
			//獲取索引下的某個元素是經過get方法獲得的
			System.out.println(arryList.get(j));
		}
		//若是要刪除某個整形元素,就須要先經過打包整形的數據刪除
		arryList.remove(new Integer(2));
		for(Object o:arryList){
			System.out.println(o);
		}	
	}
}
## 4 LinkedList
存儲圖:相似於鏈表的存儲方式
存儲的內存 地址:不是連續的
優勢:增長和修改元素的效率快
缺點:訪問元素的效率慢

2.2 set接口

散裝存儲
實現Set接口的一個重要類就是HashSet,它的存儲是非線性的存儲,按照Hash函數存儲,集合
重要特色:

1)不支持索引訪問
2)能夠經過for加強的方式訪問

for(Object o:hashSets)
	{
		System.out.println(o.hashCode());
	}

樣例以下:

package Collection;
import java.util.*;

public class TestSet {

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		Set hashSets=new HashSet();
		hashSets.add(new Student("aobama",78));
		hashSets.add(new Student("mayun",68));
		hashSets.add(new Student("siri",88));
		hashSets.add(new Student("xiaodu",58));
		hashSets.add(new Student("admin",58));
		
		Student s=new Student("admin",78);
		hashSets.add(s);
		hashSets.add(s);
//		for(Object o:hashSets)
//		{
//			System.out.println(o.hashCode());
//		}
		
		Iterator it=hashSets.iterator();
		while(it.hasNext())
		{
			Student s1=(Student)it.next();
			//it.remove();
			
			System.out.println(s1.getName()+":"+s1.getScore());
		}
	}

}

2.3 Iterator接口

重要做用:實現迭代的功能,==是無序的存儲==
重要方法:
1)hasNext():若是仍有元素能夠迭代,則返回 true
2)next:指針指向的當前元素
3)remove:從迭代器指向的 collection 中移除迭代器返回的最後一個元素
樣例以下:
Iterator it=hashSets.iterator();
	while(it.hasNext())
	{
		Student s1=(Student)it.next();
		//it.remove();
		System.out.println(s1.getName()+":"+s1.getScore());
	}

2.4 Map接口

存儲方式:雙元素(鍵值對存儲)
注意:

鍵是不能夠重複的,判斷是否重複的標準是對象的equals方法。
package Collection;

import java.util.*;

public class MapTest {

public static void main(String[] args) {
	// TODO Auto-generated method stub
	Map map=new HashMap();
	//存放的是鍵值對的數據
	map.put("a", "hello");
	map.put("b", "world");
	map.put("c", "java");
	
	//如何訪問Map裏面的數據
	//首先訪問的是key的數據集合
	Set sets=map.keySet();
	Iterator it=sets.iterator();
	while(it.hasNext()){
		Object key=it.next();//找到key集合裏的元素
		Object value=map.get(key);//經過鍵值找到元素
		System.out.println("key:"+key+"-----value:"+value);
	}
}

}

3.集合實現類(集合類)


集合實現類(集合類)

Java提供了一套實現了Collection接口的標準集合類。其中一些是具體類,這些類能夠直接拿來使用,而另一些是抽象類,提供了接口的部分實現。

標準集合類彙總於下表:

序號 類描述
1 AbstractCollection
實現了大部分的集合接口。
2 AbstractList
繼承於AbstractCollection 而且實現了大部分List接口。
3 AbstractSequentialList
繼承於 AbstractList ,提供了對數據元素的鏈式訪問而不是隨機訪問。
4 LinkedList

該類實現了List接口,容許有null(空)元素。主要用於建立鏈表數據結構,該類沒有同步方法,若是多個線程同時訪問一個List,則必須本身實現訪問同步,解決方法就是在建立List時候構造一個同步的List。例如:

Listlist=Collections.synchronizedList(newLinkedList(...));

LinkedList 查找效率低。

5 ArrayList

該類也是實現了List的接口,實現了可變大小的數組,隨機訪問和遍歷元素時,提供更好的性能。該類也是非同步的,在多線程的狀況下不要使用。ArrayList 增加當前長度的50%,插入刪除效率低。

6 AbstractSet
繼承於AbstractCollection 而且實現了大部分Set接口。
7 HashSet

該類實現了Set接口,不容許出現重複元素,不保證集合中元素的順序,容許包含值爲null的元素,但最多隻能一個。

8 LinkedHashSet
具備可預知迭代順序的 Set 接口的哈希表和連接列表實現。
9 TreeSet

該類實現了Set接口,能夠實現排序等功能。

10 AbstractMap
實現了大部分的Map接口。
11 HashMap
HashMap 是一個散列表,它存儲的內容是鍵值對(key-value)映射。
該類實現了Map接口,根據鍵的HashCode值存儲數據,具備很快的訪問速度,最多容許一條記錄的鍵爲null,不支持線程同步。
12 TreeMap
繼承了AbstractMap,而且使用一顆樹。
13 WeakHashMap
繼承AbstractMap類,使用弱密鑰的哈希表。
14 LinkedHashMap
繼承於HashMap,使用元素的天然順序對元素進行排序.
15 IdentityHashMap
繼承AbstractMap類,比較文檔時使用引用相等。

4.泛型操做

集合中存儲數據,那麼就規定是某個數據類型的(引用類型)。
使用泛型的好處:在放置到集合裏面的數據進行了類型的檢測。

package Collection;
import java.util.*;

public class TestDemo {

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		List list=new ArrayList();
		list.add("hello");
		list.add(new Student("張珊",12));
		//編譯時沒有進行類型檢查 會拋出異常
//		for(Object o:list)
//		{
//			Student s=(Student)o;
//			System.out.println(s);
//			
//		}
		//泛型的使用方式,在建立集合類型時,就規定好集合裏面存放什麼類型的元素
		List<Student> listarray=new ArrayList();
		//listarray.add("hello");類型檢查出錯,應該存放Student類型
		//訪問的時候
		for(Student s:listarray)
		{
			System.out.println("name:"+s.getName()+"score:"+s.getScore());
		}
		
	}

}

5.集合中的排序和查找問題

主要針對線性集合的一個排序和查找:Collections類中

1)binarysearch:二分查找
2)sort:只能對線性元素進行排序;

package Collection;
import java.util.*;

public class SortDemo {

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		List<Integer> list =new ArrayList<Integer>();
		list.add(12);
		list.add(34);
		System.out.println(Collections.binarySearch(list, new Integer(12)));
		
		List<Integer> list2 =new ArrayList<Integer>();
		list2.add(12);
		list2.add(34);
		list2.add(10);
		System.out.println(list2.size());
		//目標數組不能比原數組小
		Collections.copy(list2, list);
		System.out.println(list2.size());
		
		Collections.sort(list2);
		for(Integer i:list2)
		{
			System.out.println(i);
		}
	}
}