一、概述

Java的集合体系,本质上是一个陈放数据的容器,像之前学过的数组也是陈放数据的容器,但在 Java 中数组的长度是固定的,使用起来没那么方便。集合提供了更加强大的功能,使用起来也更方便和快捷。集合体系中提供的方法的底层源代码采用的也是优秀的高效率算法,其他数据容器能操作的,集合都能操作,而且代码更加简洁,思路更加清晰,运行的效率更加高。因此,完全掌握完集合。编程的技能会进一步提高。

二、集合体系

集合作为一个容器,可以存储多个元素,但是由于数据结构的不同,Java 提供了多种集合类,将集合类中共性的功能不断向上抽取,最终形成了集合体系结构。

Java中集合体系的关系图:

Collection:

Map:

  • List、Set、Map 都是接口,List 和 Set 继承自 Collection 接口,Map 为独立接口;
  • AbstractCollection 作为 AbstractList、HashSet、TreeSet 的父类,实现自 Collection;
  • Set下有 HashSet、TreeSet、LinkedHashSet,LinkedHashSet 继承自 HashSet,实现自 Set,HashSet、TreeSet继承自 AbstractCollection 实现自Set;
  • List下有ArrayList、LinkedList、Vector,这三者继承自 AbstractList,而 AbstractList 继承自 AbstractCollection,实现自 List;
  • Map下有 AbstractMap、HashMap、TreeMap、LinkedHashMap;

三、Collection体系

1、Collection

  • 常见的方法有:add()、clear()、contains()、remove()等方法;
  • 从 Iterable 接口继承了 iterator() 和 splititerator() 方法;
  • 重要实现接口为 List、Set 和 Queue;

2、List

存储特点:

  • 有序;
  • 可重复;

重要实现类:

  • ArrayList
  • LinkedList

3、LinkedList

数据结构:

  • List是描述有序集合;
  • LinkedList是内部使用链表来实现的有序集合;

体系机构图:

4、ArrayList

数据结构

  • List是描述有序集合;
  • ArrayList是内部使用数组实现的有序集合;

体系结构图

ArrayList VS LinkedList

  • 使用完全一致,因为实现自相同的接口List;
  • 场景略有区别(这一点不准确):?

    • ArrayList适合随机地操作(get,set)列表每个元素(数组的特性)的场景?;
    • LinkedList适合插入和删除比较频繁的场景?;

ArrayList VS Vector

  • 内部实现基本一致,略微差异不过是个人的一些写法问题;
  • Vector是线程安全的,ArrayList是非线程安全的,在无线程安全需要的情况下,使用ArrayList;
  • 注: 一般列表的操作,多数是在线程内操作,因此涉及多线程的场景不是很多;

ArrayList 与 LinkedList 性能测试

我们先来写下面一段测试代码:

/**
* 自测下ArrayList与LinkedList在本地的机器上的性能
*
* 主要是验证 LinkedList是不是所有数据都是删除和修改最快
*
*/
public class Topic1 { public static void main(String[] args) {
List<Integer> list1 = new ArrayList<>(); long start = System.currentTimeMillis();
for (int i=0;i<=10000;i++){
list1.add(i);
}
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("arraylist time:" + (end - start)); List<Integer> list2 = new LinkedList<>(); long start1 = System.currentTimeMillis();
for (int i=0;i<=10000;i++){
list2.add(i);
}
long end1 = System.currentTimeMillis();
System.out.println("linkedList time:" + (end1 - start1)); }

测试代码

我们分别测试往 ArrayList 和 LinkedList 中添加 1万、10万、80万、100万条数据,查看其执行时间,运行结果如下:

到80万条数据时,ArrayList 用时已经比 LinkedList 少,只不过这时时间还比较接近。

以上结果分别代表1万、10万、80万、100万条数据的测试结果,到100万条数据时,ArrayList 所用时间远远少于 LinkedList。

所以,我们说LinkedList适合插入和删除比较频繁的场景是不准确的,和数据量的大小有关。

四、Set

存储特点:

  • 无序;
  • 不可重复;

重要实现类:

  • HashSet;
  • LinkedHashSet;

1、HashSet

数据结构:

  • 散列集;

体系结构图:

2、LinkedHashSet

数据结构:

  • 散列集;

体系结构图:

五、Map

重要实现类

  • HashMap;
  • LinkedHashMap;
  • TreeMap;

Map体系结构图

未完待续。。。

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