Java中地MapListSet等集合类

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1、Map List Set 等集合类:飞概述在JAVA的util包中有两个所有集合的父接口Collection和Map,它们的父子关系:+Collection这个接口 extends自 接口P+List（接口代表有序，可重复的集合。列表）I 卜ArreyList(Class 数组,随机访问，没有同步，线程不安全）I 卜Vector(Class 数组同步线程全）I 卜LinkedList(Class 链表插入删除没有同步线程不安全）I L Stack(Class)+Set (接口不能含重复的元素仅接收一次并做内部排序,集）I 卜 HashSet(Class )I 卜LinkedHashSet(Cl

2、ass)匚 TreeSet(Class)+ Map(接口)卜+Map（接口映射集合）I 卜 HashMap（Class不同步,线程不安全。除了不同和允许使用null键值之外，与Hashtable大致相同I 卜 Hashtable(Class同步，线程安全。不允许实施null键值）I 卜 +SortedM ap接口I I 卜 TreeMap(Class)I 卜 WeakHashMap(Class)以下对众多接口和类的简单说明：首先不能不先说一下数组( Array )1、 效率高，但容量固定且无法动态改变。array还有一个缺点是，无法判断 其中实际存有多少元素，length只是告诉我们array

3、的容量。2、Java中有一个 Arrays类，专门用来操作 array。arrays 中拥有一组 static 函数，equals():比较两个array是否相等。array拥有相同元素个数，且所有对应元素两两相等。fill():将值填入 array中。sort():用来对array进行排序。binarySearch():在排好序的 array中寻找元素。System.arraycopy() : array 的复制。一、数组Array和集合的区别：1) 数组是大小固定的，并且同一个数组只能存放类型一样的数据(基本类型/引用类型)2) JAVA集合可以存储和操作数目不固定的一组数据。3) 若程序

4、时不知道究竟需要多少对象，需要在空间不足时自动扩增容量，则需要使用容器类库，array不适用。二 set map list的区另U都是集合接口set 其中的值不允许重复，无序的数据结构list其中的值允许重复，因为其为有序的数据结构map -成对的数据结构， 健值必须具有唯一性（键不能同，否则值替换）List按对象进入的顺序保存对象，不做排序或编辑操作。Set对每个对象只接受一次，并使用自己内部的排序方法（通常，你只关心某个元素是否属于 Set,而不关心它的顺序-否则应该使用List ）。Map同样对每个元素保存一份，但这是基于键的，Map也有内置的排序,因而不关心元素添加的顺序。如果添加元素

5、的顺序对你很重要，应该使用LinkedHashSet 或者 LinkedHashMap.Collection是对象集合，Collection有两个子接口 List和 SetList可以通过下标（1,2.）来取得值，值可以重复而Set只能通过游标来取值，并且值是不能重复的ArrayList ， Vector ， LinkedList 是 List 的实现类ArrayList是线程不安全的，Vector是线程安全的，这两个类底层都是由数组实现的Lin kedList是线程不安全的，底层是由链表实现的Map是键值对集合HashTable 和 HashMap 是 Map 的实现类HashTable 是

6、线程安全的，不能存储null值HashMap 不是线程安全的，可以存储n ull值三、Collections 类和 Collection接口Collecti ons是针对集合类的一个帮助类，他提供一系列静态方法实现对各种 集合的搜索、排序、线程安全化等操作。Collection 是最基本的集合接口，一个 Collection 代表一组 Object，即 Collection 的元素(Elements )。一些Collection允许相同的元素而另一些不行。 一些能排序而另一些不行。Java SDK不提供直接继承自Collection 的类， Java SDK提供的类都是继承自 Collecti

7、on 的“子接口”女口 List和Set。所有实现Collection接口的类都必须提供两个标准的构造函数：无参数的构造函数用于创建一个空的Collection，有一个Collection 参数的构造函数用于创建一个新的 Collection，这个新的Collection与传入的Collection 有相同的元素。后一个构造函数允许用户复制一个Collection 。集合类的遍历：遍历通用Collection:如何遍历 Collecti on 中的每一个元素？不论 Collection 的实际类型如何，它都支持 一个iterator。 的方法，该方法返回一个迭代子，使用该迭代子即可逐一访问Co

8、llection中每一个元素。典型的用法如下：java view pla in copypri nt?1. Iterator it = collecti on .iterator。； /获得一个迭代子2. while(it.hasNext() 3. Object obj = it.n ext(); /得到下一个元素4. 由Collection接口派生的两个接口是List和Set。List按对象进入的顺序保存对象，不做排序或编辑操作。Set对每个对象只接受一次，并使用自己内部的排序方法(通常，你只关心某个元素是否属于Set,而不关心它的顺序-否则应该使用List)。四、List接口，有序可重复的

9、集合实际上有两种List: 一种是基本的ArrayList,其优点在于随机访问元素，另一种是更强大的LinkedList,它并不是为快速随机访问设计的，而是具有一套更通用的方法。List :次序是List最重要的特点：它保证维护元素特定的顺序。List为Collection 添加了许多方法，使得能够向 List中间插入与移除元素（这只推 荐LinkedList 使用。）一个 List可以生成Listiterator,使用它可以从两个方 向遍历List,也可以从List中间插入和移除元素。1. ArrayList 类1）ArrayList实现了可变大小的数组。它允许所有元素，包括null。Arr

10、ayList没有同步。2）size，isEmpty ，get，set方法运行时间为常数。但是add方法开销为分摊的常数，添加n个元素需要0（n）的时间。其他的方法运行时间为线性。3）每个ArrayList实例都有一个容量（Capacity），即用于存储元素的数组的大小。这个容量可随着不断添加新元素而自动增加，但是增长算法 并没有定义。当需要插入大量元素时，在插入前可以调用ensureCapacity 方法来增加ArrayList的容量以 提高插入效率。4）和 LinkedList 一样，ArrayList 也是非同步的（unsynchronized ）。5）由数组实现的List。允许对元素进行

11、快速随机访问，但是向 List中间插入与移除元素的速度很慢。ListIterator只应该用来由后向前遍历 ArrayList,而 不是用来插入和移除元素。因为那比Lin kedList开销要大很多。2. Vector 类Vector非常类似ArrayList，但是Vector是同步的。由Vector创建的Iterator ， 虽然和ArrayList创建的Iterator是同一接口，但是，因为 Vector是同步的，当一 个Iterator被创建而且正在被使用，另一个线程改变了 Vector的状态（例如，添加或删除了一些元素)，这时调用 Iterator的方法时将抛出Concurren tM

12、odificatio nExceptio n，因此必须捕获该异常。3. L in kedList类LinkedList实现了 List接口，允许null元素。此夕卜LinkedList提供额外的get， remove，insert方法在LinkedList的首部或尾部。如下列方法：addFirst(), addLast(), getFirst(), getLast(), removeFirst()和 removeLast(), 这些方法(没有在任何接口或基类中定义过)。这些操作使LinkedList可被用作堆栈(stack )，队列(queue )或双向队列(deque )。注意LinkedL

13、ist没有同步方法。如果多个线程同时访问一个List，则必须自己实现访问同步。一种解决方法是在创建List时构造一个同步的List:List list = Collect ion s.s yn chr oni zedList (new Lin kedList(.);4. Stack 类Stack继承自Vector，实现一个后进先出的堆栈。Stack提供5个额外的方法使得Vector得以被当作堆栈使用。基本的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。Stack刚创建后是空栈。用法：java view pla

14、 in copypri nt?1. package Test;2.4.import java.util.lterator;5.import java.util.List;6.public class TestList 7.public static void main(String dd) 8./ new了一个存储 list9.List l = new ArrayList();10./ 因为 Collection framework只能存储对象所以new封装类11.l.add( new In teger(1);12.l.add( new In teger(2);13.l.add(new Int

15、eger(3);14.l.add( new In teger(4);15.16.Iterator it = l.iterator();17./使用迭代器(Iterator ):18./ hasNext是取值取的是当前值.他的运算过程是判断下个是否有值如果有继续.19.while (it.hasNext() 20.System.out.pri ntln (iterator:Element in list is : + it.next();21.22./用for循环和get()方法：23.for (i nt i =0; i l.size(); i+) 24. : Element in list i

16、s : + l.get(i);25. 26. 27. Lin kedListjava view pla in copypri nt?1. package Test;2.2.3.5.4. public class TestL in kedList 5. public static void main( Stri ng arg) 6. LinkedList ll = new LinkedList();声明 LinkedList 并实例化7. /使用add ()方法添加元素8. ll.add(a);9. ll.add(b);10. ll.add(c);11. /使用Iterator迭代器遍历出集合的

17、元素并打印12. Iterator it = ll.iterator();13. while (it.hasNext() 17.18.System.out.pri ntl n(”);19./向链表头和尾分别添加 x和z20.ll.addFirst(z);21.ll.addLast(x);22./遍历查看添加后的结果23.24.for (Iterator i = ll.iterator(); i.hasNext();) 25.26.27.ArrayList 和 LinkedList 的区别。1. ArrayList是实现了基于动态数组的数据结构，Lin kedList基于链表的数据结构。2. 对

18、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。如果熟悉数据结构的同学，就会一下明白，ArrayList就是线性表的顺序表示,Lin kedList就是线性表的链表表示。五、Set接口，代表无序，不可重复的集合Set具有与Collection 完全一样的接口，因此没有任何额外的功能，不像前面有两个不同的List。实际上Set就是Collection,只是行为不同。（这是继承与多态思想的典型应用：表现不同的行为。

19、）Set不保存重复的元素（至于如何判断元素相同则较为负责）Set :存入Set的每个元素都必须是唯一的，因为Set不保存重复元素。加入Set的元素必须定义equals（）方法以确保对象的唯一性。Set与Collection有完全一样的接口。Set接口不保证维护元素的次序。1. HashSet为快速查找设计的 Set。存入HashSet的对象必须定义 hashCode（）。2. TreeSet保存次序的Set,底层为树结构。使用它可以从Set中提取有序的序列。3. Li nkedHashSet具有HashSet的查询速度，且内部使用链表维护元素的顺序（插入的次序）。于是在使用迭代器遍历Set时，

20、结果会按元素插入的次序显示。用法：java view pla in copypri nt?1.Set set=new HashSet();2.3.Stri ng s2=s1;String s1= new String(hello);4.5.set.add(s1);6.set.add(s2);7.set.add(s3);8.System.out.pri ntln( set.size();打印集合中对象的数目String s3=new String(world);9.10.boolean isExists=false;Set的add()方法是如何判断对象是否已经存放在集合中?11.12.while

21、(it.hasNext() Iterator iterator=set.iterator();13.Stri ng oldStr=it. next();14.if(n ewStr.equals(oldStr)15.isExists=true;16.17.六、Map接口：映射Map没有继承 Collection 接口， Map 提供 key至U value 的映射，你可以通过“键”查找“值”。一个Map中不能包含相同的 key ，每个key只 能映射一个value 。 Map接口提供3种集合的视图， Map的内容可以 被当作一组 key 集合，一组 value 集合，或者一组 key-value

22、 映射。方法put(Object key, Object value)添加一个“值”(想要得东西 )和与“值”相关联的“键” (key)(使用它来查找)。方法get(Object key) 返 回与给定“键”相关联的“值”。可以用con tai nsKey()和con tai nsValue()测试Map中是否包含某个“键”或“值”。标准的Java类库中包含了几种不同的 Map : HashMap, TreeMap, Li nkedHashMap,WeakHashMap, IdentityHashMap。它们都有同样的基本接口Map ，但是行为、效率、排序策略、保存对象的生命周期和判定“键”等

23、价的策略等 各不相同。Map同样对每个元素保存一份，但这是基于键的，Map也有内置的排序，因而不关心元素添加的顺序。如果添加元素的顺序对你很重要，应该使用 LinkedHashSet 或者 LinkedHashMap.执行效率是Map的一个大问题。看看get()要做哪些事，就会明白为什么在ArrayList中搜索“键”是相当慢的。而这正是HashMap 提高速度的地方。HashM ap 使用了特殊的值，称为“散列码”(hash code)，来取代对键的缓慢搜索。“散列码”是“相对唯一”用以代表对象的int值，它是通过将该对象的某些信息进行转换而生成的(在下面总结二：需要的注意的地方有更进一步探

24、讨)。所有Java对象都能产生散列码，因为hashCode()是定义在基类 Object中的方法。HashMap 就是使用对象的hashCode() 进行快速查询的。此方法能够显著提高性能。1. Hashtable 类Hashtable 继承Map接口，实现一个 key-value 映射的哈希表。任何非空(non-null )的对象都可作为 key或者value 。 Hashtable 是同步的。添加数据使用put(key, value)，取出数据使用get(key)，这两个基本操作的时间开销为常数。Hashtable通过初始化容量(ini tial capacity) 和负载因子(load

25、factor)两个参数调整性能。通常缺省的load factor0.75较好地实现了时间和空间的均衡。增大load factor可以节省空间但相应的查找时间将增大，这会影 响像get和put这样的操作。使用 Hashtable的简单示例如下，将1 ， 2 ，3放到 Hashtable 中，他们的 key 分别是 ” one ”，” two ”，” three ”：Hashtable nu mbers =new Hashtable();nu mbers.put(nu mbers.put(nu mbers.put(要取出一个数，比如“ one ” , new Integer(1);“two ” ,

26、 new Integer(2);“three ” , new Integer(3); 2，用相应的 key :two ” );In teger n = (In teger) nu mbers.get(“ two=” + n);value由于作为key的对象将通过计算其散列函数来确定与之对应的的位置，因此任何作为key的对象都必须实现 hashCode 方法和equals方法。hashCode 方法和 equals 方法继承自根类 Object ，如果你用自 定义的类当作key的话，要相当小心，按照散列函数的定义，如果两个对象 相同，即obj1.equals(obj2)=true ，则它们的 h

27、ashCode 必须相同，但如 果两个对象不同，则它们的hashCode 不一定不同，如果两个不同对象的hashCode 相同，这种现象称为冲突，冲突会导致操作哈希表的时间开销增 大，所以尽量定义好的hashCode() 方法，能加快哈希表的操作。如果相同的对象有不同的 hashCode ，对哈希表的操作会出现意想不 到的结果(期待的 get方法返回null )，要避免这种问题，只需要牢记一 条：要同时复写 equals方法和hashCode 方法，而不要只写其中一个。Hashtable 是同步的。2. HashM ap 类HashMap 和Hashtable 类似，也是基于 hash散列表的

28、实现。不同之 处在于 HashMap 是非同步的，并且允许null，即null value 和null key 。， 但是将 HashMap 视为 Collection 时 (values()方法可返回 Collection )， 其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。Lin kedHashMap 类：类似于 HashMap，但是迭代遍历它时，取得“键值对”的顺序是其插入次序，或者是最近最少使用(LRU)的次序。只比HashMap 慢一点。而在迭代访问时发而更快，因为它

29、使用链表维护内部次 序。3. WeakHashMap 类 (弱键(weak key )WeakHashMap 是一种改进的 HashMap ,它是为解决特殊问题设计的， 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。4. TreeMap 类基于红黑树数据结构的实现。查看“键”或“键值对”时，它们会被排序 (次序由 Comparabel 或 Comparator 决定)。TreeMap 的特点在于，你得到的结果 是经过排序的。TreeMap 是唯一的带有subMap()方法的Map ，它可以返回 一个子树。5. Ide ntifyHashMap类使用=代

30、替equals()对“键”作比较的 hash map 。专为解决特殊问题而设 计。用法：1添加，删除操作：java view pla in copypri nt?1. Object put(Object key, Object value):向集合中加入元素2. Object remove(Object key):删除与 KEY 相关的元素3. void putAll(M ap t):将来自特定映像的所有元素添加给该映像4. void clear():从映像中删除所有映射2查询操作：Object get（Object key）:获得与关键字 key相关的值Map集合中的键对象不允许重复，也就说

31、，任意两个键对象通过 equals（）方法比较的结果都是false.但是可以将任意多个键独享映射到同一个值对象上。Co nllectio ns :集合实用类Conllections 提供了供JAVA集合实用的静态方法七、如何选择1、容器类和 Array的区别、择取1）容器类仅能持有对象引用（指向对象的指针），而不是将对象信息copy 一份至数列某位置。2）一旦将对象置入容器内，便损失了该对象的型别信息。2、1）在各种Lists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。2）在各

32、种Sets中，HashSet通常优于HashTree （插入、查找）。只有当需要产生一个经过排序的序列，才用TreeSet。HashTree存在的唯一理由：能够维护其内元素的排序状态。3）在各种Maps中,HashMap 用于快速查找。4）当元素个数固定，用Array，因为Array效率是最高的。结论：最常用的是 ArrayList , HashSet , HashMap , Array。而且，我们也会发现一个规律，用TreeXXX都是排序的。1、Collection 没有get()方法来取得某个元素。只能通过iterator。遍历元素。2、Set和Collection 拥有一模一样的接口。3

33、、List，可以通过get()方法来一次取出一个元素。使用数字来选择一堆对象中的一个,get(O)。(add/get)4、一般使用 ArrayList。用 LinkedList 构造堆栈 stack、队列 queue。5、 Map 用 put(k,v) / get(k)，还可以使用 con tai nsKey()/co ntai nsValue()来检查 其中是否含有某个key/value。HashMap 会利用对象的hashCode 来快速找到key。* hash ing哈希码就是将对象的信息经过一些转变形成一个独一无二的int值，这个值存储在一个 array 中。我们都知道所有存储结构中，array查找速度是最快的。所以，可以加速查找。发生碰撞时，让array指向多个values。即，数组每个位置上又生成一个梿表。6、Map中元素，可以将key序列、value序列单独抽取出来。使用keySet()抽取key序列，将map中的所有keys生成一个Set。使用values()抽取value序列，将 map中的所有values生成一个Collection。为什么一个生成 Set，一个生成Collection ?那是因为，key总是独一无二的，value 允许重复。