Thinking in java基础之集合框架

集合简介(容器)把具有相同性质的一类东西，汇聚成一个整体，就可以称为集合，例如这里有20个苹果，我们把每一个苹果当成一个东西（一个对象），然后我们借用袋子把这20个苹果装起来，而这个袋子就是集合（也叫容器）。然后呢，我们按照不同的方法装，就是不同的框架。

换句话说，集合框架就是数据结构的实现。

链表(数据结构)LinkedList的结构

public class chain { private class Data{ private Object obj; private Data next = null; Data(Object obj){ this.obj= obj; } } private Data first = null; public void insertFirst(Object obj){ Data data = new Data(obj); data.next =first; first = data; } public Object deleteFirst() throws Exception{ if(first == null) throw newException("empty!"); Data temp = first; first = first.next; return temp.obj; } public Object find(Object obj)throws Exception{ if(first == null) throw new Exception("LinkedList is empty!"); Data cur = first; while(cur !=null){ if(cur.obj.equals(obj)){ return cur.obj; } cur = cur.next; } return null; } public void remove(Object obj)throws Exception{ if(first == null) throw new Exception("LinkedList is empty!"); if(first.obj.equals(obj)){ first =first.next; }else{ Data pre = first; Data cur = first.next; while(cur != null){ if(cur.obj.equals(obj)){ pre.next =cur.next; } pre = cur; cur = cur.next; } } } public boolean isEmpty(){ return (first == null); } public void display(){if(first == null) System.out.println("empty"); Data cur = first; while(cur != null){System.out.print(cur.obj.toString() + " -> "); cur = cur.next; } System.out.print("\n"); } public static voidmain(String[] args) throws Exception { chain ll = new chain(); ll.insertFirst(4); ll.insertFirst(3); ll.insertFirst(2);ll.insertFirst(1); ll.display(); ll.deleteFirst(); ll.display(); ll.remove(3); ll.display(); System.out.println(ll.find(1));System.out.println(ll.find(4)); } }

3.Collection

①List保存输入的顺序，而且可以重复的存储相关元素。ArrayList(随机访问)(数组线性表)ArrayList数组线性表的特点为:类似数组的形式进行存储，因此它的随机访问速度极快。ArrayList数组线性表的缺点为:不适合于在线性表中间需要频繁进行插入和删除操作。因为每次插入和删除都需要移动数组中的元素。可以这样理解ArrayList就是基于数组的一个线性表，只不过数组的长度可以动态改变而已。ArrayList线程不安全，LinkedList(频繁删除添加)(链式线性表)您要频繁的从列表的中间位置添加和除去元素，而只要顺序的访问列表元素，那么，LinkedList 实现更好。可以这样理解LinkedList就是一种双向循环链表的链式线性表，只不过存储的结构使用的是链式表而已。Vector(向量)如果一定在多线程使用List的，您可以使用Vector，因为Vector和ArrayList基本一致，区别在于Vector中的绝大部分方法都使用了同步关键字修饰，这样在多线程的情况下不会出现并发错误哦，还有就是它们的扩容方案不同，ArrayList是通过原始容量*3/2+1,而Vector是允许设置默认的增长长度，Vector的默认扩容方式为原来的2倍。切记Vector是ArrayList的多线程的一个替代品。Stack(栈)在各种List中，最好的做法是以ArrayList作为缺省选择。当插入、删除频繁时，使用LinkedList();Vector总是比ArrayList慢，所以要尽量避免使用。使用最多的是ArrayList。

②SetSet子接口: 无序，不允许有重复的元素,最多允许有一个null元素对象。HashSet(没有顺序)您会使用 HashSet 存储重复自由的集合。考虑到效率，添加到 HashSet 的对象需要采用恰当分配哈希码的方式来实现hashCode()方法。虽然大多数系统类覆盖了Object中缺省的hashCode()和equals()实现，但创建您自己的要添加到HashSet的类时，别忘了覆盖 hashCode()和equals()。LinkedHashSet(添加顺序会被记录)如果想跟踪添加给HashSet的元素的顺序，LinkedHashSet实现会有帮助。 按照元素的插入顺序来访问各个元素。它提供了一个可以快速访问各个元素的有序集合。TreeSet(按照比较器排序)当您要从集合中以有序的方式插入和抽取元素时，TreeSet实现会有用处。为了能顺利进行。添加到TreeSet的元素必须是可排序的。

在各种Set中，HashSet通常优于TreeSet（插入、查找）。只有当需要产生一个经过排序的序列，才用TreeSet。TreeSet存在的唯一理由：能够维护其内元素的排序状态。

③Queue(队列)

4.MapMap接口用于维护键/值对(key/value pairs)。该接口描述了从不重复的键到值的映射。HashMap在Map 中插入、删除和定位元素，HashMap 是最好的选择。LinkedHashMap(包含插入顺序)以插入顺序将关键字/值对添加进链接哈希映像中TreeMap(自定义顺序)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。WeakHashMap它使用WeakReference(弱引用)来存放哈希表关键字。使用这种方式时，当映射的键在 WeakHashMap 的外部不再被引用时，垃圾收集器会将它回收，但它将把到达该对象的弱引用纳入一个队列。WeakHashMap的运行将定期检查该队列，以便找出新到达的 弱应用。当一个弱引用到达该队列时，就表示关键字不再被任何人使用，并且已经被收集起来。然后WeakHashMap便删除相关的映射。HashTable

在各种Map中HashMap用于快速查找，使用的最多。

Array我们都知道，由于Array(数组)通常意义上讲只是一个单纯的线性序列，又基于Native(本地方法)，凭此它的效率历来便号称Java中最高。所以通常我们也都承认Java中效率最高的存储方式就是使用数组。但是，由于数组初始化后大小固定，索引不能超出下标，缺少灵活的扩展功能等原因，使得很多人放弃了数组的使用， 转而使用Collection,List,Map,Set等接口处理集合操作。

当元素个数固定，用Array，因为Array效率是最高的。

比较器(Comparator和Comparable接口)在“集合框架”中有两种比较接口：Comparable接口和Comparator接口。像String和Integer等Java内建类实现 Comparable接口以提供一定排序方式，但这样只能实现该接口一次。对于那些没有实现Comparable接口的类、或者自定义的类，您可以通过 Comparator接口来定义您自己的比较方式。Comparable接口在java.lang包中，Comparable接口适用于一个类有自然顺序的时候。假定对象集合是同一类型，该接口允许您把集合排序成自然顺序。(1) int compareTo(Object o): 比较当前实例对象与对象o，如果位于对象o之前，返回负值，如果两个对象在排序中位置相同，则返回0，如果位于对象o后面，则返回正值在 Java 2 SDK版本1.4中有二十四个类实现Comparable接口。下表展示了8种基本类型的自然排序。虽然一些类共享同一种自然排序，但只有相互可比的类才能排序。类排序 BigDecimal,BigInteger,Byte, Double, Float,Integer,Long,Short 按数字大小排序Character 按 Unicode 值的数字大小排序String 按字符串中字符 Unicode 值排序利用Comparable接口创建您自己的类的排序顺序，只是实现compareTo()方法的问题。通常就是依赖几个数据成员的自然排序。同时类也应该覆盖equals()和hashCode()以确保两个相等的对象返回同一个哈希码。Comparator接口若一个类不能用于实现java.lang.Comparable，或者您不喜欢缺省的Comparable行为并想提供自己的排序顺序(可能多种排序方式)，你可以实现Comparator接口，从而定义一个比较器。(1)int compare(Object o1, Object o2): 对两个对象o1和o2进行比较，如果o1位于o2的前面，则返回负值，如果在排序顺序中认为o1和o2是相同的，返回0，如果o1位于o2的后面，则返回正值“与Comparable相似，0返回值不表示元素相等。一个0返回值只是表示两个对象排在同一位置。由Comparator用户决定如何处理。如果两个不相等的元素比较的结果为零，您首先应该确信那就是您要的结果，然后记录行为。”(2)boolean equals(Object obj): 指示对象obj是否和比较器相等。“该方法覆写Object的equals()方法，检查的是Comparator实现的等同性，不是处于比较状态下的对象。”

Iterator(迭代模式)调用iterator()方法，返回Iterator对象，Iterator对象有hasnext();next();方法提过循环Collection接口有iterator()方法。Map.entrySet()返回Set>,然后调用Collection对应的iterator();方法。Iterator iterator = Collection.iterator();while(iterator.hasNext()) {Object iter=iterator.next();System.out.println("object=" +object);}Iterator iterator = Map.entrySet().iterator();while (iterator .hasNext()) {Map.Entry entry = (Map.Entry) iterator .next();Object key = entry.getKey();Object value = entry.getValue();System.out.println("key=" + key + " value=" + value);}

工具类Collections and Arrays(静态方法)Collections(常用方法)addAll添加shuffle混排binarySearch二分查搜索法reverse反转fill 替换max/min 找出最大/最小(根据默认的自然排序或者自定义排序规则)sort排序(根据默认的自然排序或者自定义排序规则)ArraysbinarySearch二分搜索法sort排序copyOf复制equals判断相等fill指定分配、替换toString 返货字符串hashCode哈希吗详情参考中文API oracle官网API

总结在实际工作中，若用到集合框架，最常用的是ArrayList,HashSet,HashMap。这三者也是首先考虑的。而且，因为TreeXXX继承SortedXXX，所以用TreeXXX都是排序的。

参看文献java集合框架的讲解JAVA中关于链表的操作和基本算法java的集合框架最全详解（图）集合_java集合框架《Thinking in java》《算法与数据结构》-------java语言描述 清华大学出版社

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