Java集合框架:Set、List、Map等介绍
目录
1.Java集合类基本概念
2.Java集合类架构层次关系
1.Java集合类基本概念
在编程中,常常需要集中存放多个数据。从传统意义上来讲,数组是我们一个很好的选择,前提是我们事先已经明确知道我们将要保存的对象的数量。一旦在数组初始化时指定了这个数组的长度,这个数组的长度就是不可以改变的,如果我们需要保存一个可以动态增长的数据(在编译时无法确定具体的数量),java的集合类就是一个很好的设计方案了。集合类主要负责保存、盛装其他数据,因此集合类也被称为容器类。所以的集合类都位于java.util包下,后来为了处理多线程环境下的并发安全问题,java5还在java.util.concurrent包下提供了一些多线程支持的集合类。
Java容器类类库的用途是"保存对象",并将其划分为两个不同的概念:
1)Collection
一组“对立”的元素,通常这些元素都服从某种规则
1.1)List必须保持元素特定的顺序,元素可以重复。
1.2)Set不能有重复元素,元素没有顺序。
1.3)Queue保持一个队列的顺序(先进先出)。
2)Map
一组成对的“键值对”对象 。
Collection和Map的区别在于容器中每个位置保存的元素个数:
1)Collection每个位置只能保存一个元素(对象)
2)Map保存的是“键值对”,就像一个小型数据库。我们可以通过键找到对应的值。
2.Java集合类架构层次关系
Collection 和 Collections
首先要明确的是,Collection 和 Collections是两个不同的概念。Collection是一个接口,所有的集合类(除Map外)都要继承(实现)自该接口。它提供了对集合对象进行基本操作的通用接口方法。Collections是一个包装类,它包含有各种有关集合操作的静态多态方法。(Collections是一个工具类,不能实例化)
Collection家族关系图
Map家族的关系图
关系图谱
代码示例
输出结果:
Collection接口
Collection是最基本的集合接口,一个Collection代表一组Object的集合,这些Object被称为Collection的元素。
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。
如何遍历Collection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Collection中每一个元素。典型的用法如下:
根据用途的不同,Collection又划分为List与Set。
List接口
除了具有Collection接口必备的iterator()方法外,List还提供一个listIterator()方法,返回一个 ListIterator接口,和标准的Iterator接口相比,ListIterator多了一些add()之类的方法,允许添加,删除,设定元素, 还能向前或向后遍历。
注意LinkedList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:
ArrayList类
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ConcurrentModificationException,因此必须捕获该异常。
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。
Set接口
HashSet类
Map接口
Map接口由Map的内容提供3种类型的集合视图,一组key集合,一组value集合,或者一组key-value映射关系的集合。
Hashtable类
要取出一个数,比如2,用相应的key:
HashMap类
HashMap和Hashtable类似,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。
WeakHashMap类
WeakHashMap是一种改进的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。
对集合操作的工具类
Java提供了java.util.Collections,以及java.util.Arrays类简化对集合的操作。
java.util.Collections主要提供一些static方法用来操作或创建Collection,Map等集合。java.util.Arrays主要提供static方法对数组进行操作。
总结
注意:
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