JAVA (集合和数据结构)

Posted 2020-08-07

Collection和Collections的区别:

1、java.util.Collection 是一个集合接口。它提供了对集合对象进行基本操作的通用接口方法。Collection接口在Java 类库中有很多具体的实现。Collection接口的意义是为各种具体的集合提供了最大化的统一操作方式。声明了适用于JAVA集合（只包括Set和List）的通用方法。Set 和List 都继承了Conllection,Map没有.

2、java.util.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。此类不能实例化，就像一个工具类，服务于Java的Collection框架。 

 

JAVA集合主要分为三种类型：Set(集),List(列表),Map(映射)

Set(集):

HashSet类:

Java.util.HashSet类实现了Java.util.Set接口。

它不允许出现重复元素；

不保证和政集合中元素的顺序

允许包含值为null的元素，但最多只能有一个null元素。

TreeSet类:

TreeSet描述的是Set的一种变体——可以实现排序等功能的集合，它在讲对象元素添加到集合中时会自动按照某种比较规则将其插入到有序的对象序列中，并保证该集合元素按照“升序”排列。

　　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)

　　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。

　　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。

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：

　　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。

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。

　　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。

　　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。

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独享映射到同一个值对象上。

　　Conllections : 集合实用类

　　Conllections提供了供JAVA集合实用的静态方法

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就是使用对象的hashCode()进行快速查询的。此方法能够显着提高性能。

　　Map : 维护“键值对”的关联性，使你可以通过“键”查找“值”

　　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。

　　WeakHashMao : 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

 

        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.　　

 

Stack类:

（堆栈）是一种后进先出的模式，只能在栈头进行插入与删除操作。

1.  push    把项 压入栈顶。其作用与 addElement (item ) 相同。参数 item 压入栈顶的项 。 返回： item 参数 ；

2.  pop ()   移除栈顶对象，并作为函数的值返回该对象。返回：栈顶对象（Vector 对象的中的最后一项）。抛出异常 ： EmptyStackException 如果堆栈式空的......

3.  peek()   查看栈顶对象而不移除它。。返回：栈顶对象（Vector 对象的中的最后一项）。抛出异常 ： EmptyStackException 如果堆栈式空的 ......

4.  empty  （测试堆栈是否为空。）  当且仅当堆栈中不含任何项时 返回 true，否则 返回 false.

5.  int search  (object o)      返回对象在堆栈中位置， 以 1 为基数， 如果对象 ｏ是栈中的一项，该方法返回距离　栈顶最近的出现位置到栈顶的距离；　栈中最上端项的距离１。　使        用equals 方法比较 o 与 堆栈中的项......   

Queue类:

（队列）是一种先进先出的模式，只能在队尾进行插入，在队头进行删除。

1.add        增加一个元索                     如果队列已满，则抛出一个IIIegaISlabEepeplian异常
2.remove   移除并返回队列头部的元素    如果队列为空，则抛出一个NoSuchElementException异常
3.element  返回队列头部的元素             如果队列为空，则抛出一个NoSuchElementException异常
4.offer       添加一个元素并返回true       如果队列已满，则返回false
5.poll         移除并返问队列头部的元素    如果队列为空，则返回null
6.peek       返回队列头部的元素             如果队列为空，则返回null
7.put         添加一个元素                      如果队列满，则阻塞
8.take        移除并返回队列头部的元素     如果队列为空，则阻塞