谈谈Java的集合组件

让我们一起谈谈Java的集合组件

我们在使用Java的时候，都会遇到并使用到Java的集合。在这里通过自己的理解和网上的资源对Java的集合方面的使用做一个简单的讲解和总结。

Java主要分为3个集合组件：Set（集）、List（列表）、Map（映射）。

Collection接口：Collection是最基本的集合接口，声明了适用于Java集合的通用方法。Set和List都继承了Collection，Map。

Collection接口的方法：

boolean add(Object o)：向集合中加入一个对象的引用

void clear()：删除集合中所有的对象，即不再持有这些对象的引用

boolean isEmpty()：判断集合是否为空

boolean contains(Object o)： 判断集合中是否持有特定对象的引用

Iterartor iterator()：返回一个iterator对象，可以用来遍历集合中的元素

boolean remove(Object o)：从集合中删除一个对象的引用

int size() ：返回集合中元素的数目

Object[] toArray()  ：返回一个数组，该数组中包括集合中的所有元素

关于：Iterator() 和toArray() 方法都用于集合的所有的元素，前者返回一个Iterator对象，后者返回一个包含集合中所有元素的数组。

Set(集合)：Set是最简单的一种集合。集合中的对象不按特定的方式排序，并且没有重复对象。

Set接口主要实现了两个实现类：

HashSet ：HashSet类按照哈希算法来存取集合中的对象，存取速度比较快

TreeSet ：TreeSet类实现了SortedSet接口，能够对集合中的对象进行排序。

Set 的用法：存放的是对象的引用，没有重复对象

List(列表)：List的特征是其元素以线性方式存储，集合中可以存放重复对象。

List接口主要实现类包括：

Vector()：实现自动增长的数组。可以对元素进行随机的访问、插入、修改和删除。

ArrayList() : 代表长度可以改变得数组。可以对元素进行随机的访问，向ArrayList()中插入与删除元素的速度慢。

LinkedList(): 在实现中采用链表数据结构。插入和删除速度快，访问速度慢。

对于List的随机访问来说，就是只随机来检索位于特定位置的元素。List的 get(int index) 方法放回集合中由参数index指定的索引位置的对象，下标从“0”开始。最基本的两种检索集合中的所有对象的方法：for循环的get()方法、迭代器iterator。

 package FirstJavaWorld;
 
 import java.util.Collection;
 import java.util.Collections;
 import java.util.Comparator;
 import java.util.Vector;
 
 public class collector {
 
     @SuppressWarnings("rawtypes")
     public static void main(String[] args) {
         Vector vec=new Vector();
         vec.clear();
         if (vec.isEmpty()) {
             System.out.println("vec is empty.");
         }
         for (int i=1; i<=10; i++) {
             vec.add(i);
         }
         System.out.println("vec size:" + vec.size() + " vec capacity:" + vec.capacity());
         for (int i=0; i<vec.size(); i++) {
             System.out.print(vec.get(i) + " ");
         }
         System.out.println();
         int num=100;
         vec.set(1, num);
         vec.remove(vec.size()-1);
         for (int i=0; i<vec.size(); i++) {
             System.out.print(vec.get(i) + " ");
         }
         System.out.println();
         Vector vec2=new Vector();
         int[] an={23,534,123,67,98};
         for (int i=0; i<5; i++) {
             vec2.add(an[i]);
         }
         vec.addAll(9, vec2);
         for (int i=0; i<vec.size(); i++) {
             System.out.print(vec.get(i) + " ");
         }
         System.out.println();
         vec.sort(null);
         for (int i=0; i<vec.size(); i++) {
             System.out.print(vec.get(i) + " ");
         }
         System.out.println();
         Comparator c=Collections.reverseOrder();
         vec.sort(c);
         for (int i=0; i<vec.size(); i++) {
             System.out.print(vec.get(i) + " ");
         }
     }
 }

Map(映射):

Map 是一种把键对象和值对象映射的集合，它的每一个元素都包含一对键对象和值对象。 Map没有继承于Collection接口 从Map集合中检索元素时，只要给出键对象，就会返回对应的值对象。

Map 的常用方法：

1 添加，删除操作：

Object put(Object key, Object value)：向集合中加入元素

Object remove(Object key)：删除与KEY相关的元素

void putAll(Map t)：将来自特定映像的所有元素添加给该映像

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，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同时映射到同一个值对象上。

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。如果添加元素的顺序对你很重要，应该使用 LinkedHashSet或者LinkedHashMap.

List的功能方法

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。

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。

ArrayList：由数组实现的List。允许对元素进行快速随机访问，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LinkedList开销要大很多。

LinkedList ：对顺序访问进行了优化，向List中间插入与删除的开销并不大。随机访问则相对较慢(使用ArrayList代替)。还具有下列方法：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)使得LinkedList可以当作堆栈、队列和双向队列使用。

Set的功能方法

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)。Set不保存重复的元素(至于如何判断元素相同则较为负责)

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。

HashSet：为快速查找设计的Set。存入HashSet的对象必须定义hashCode()。

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。

LinkedHashSet：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，结果会按元素插入的次序显示。

Map的功能方法

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containsKey()和containsValue()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, LinkedHashMap, 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”等价的策略等各不相同。

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。HashMap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。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：Map基于散列表的实现。插入和查询“键值对”的开销是固定的。可以通过构造器设置容量capacity和负载因子load factor，以调整容器的性能。

LinkedHashMap：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，因为它使用链表维护内部次序。

TreeMap ： 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。

WeakHashMap ：弱键(weak key)Map，Map中使用的对象也被允许释放: 这是为解决特殊问题设计的。如果没有map之外的引用指向某个“键”，则此“键”可以被垃圾收集器回收。

IdentifyHashMap： : 使用==代替equals()对“键”作比较的hash map。专为解决特殊问题而设计。

总结：

Set、List和Map是Java语言中很重要的三大集合组件，在这上面花大功夫学习掌握它是很有必要的，因为灵活运用这些集合会对我们的开发和数据处理有很大的帮助。