集合及相关类

Posted 2020-10-29

一：集合概念与框架结构

存储一个班学员信息，假定一个班容纳20名学员
使用数组
特点：长度固定，遍历速度快 可以存储基本类型和引用类型
如果并不知道程序运行时会需要多少对象，或者需要更复杂方式存储对象——可以使用Java集合框架
集合的概念：
集合：Java API所提供的一系列类的实例，可以用于动态存放多个对象。
Java集合框架提供了一套性能优良、使用方便的接口和类，它们位于java.util包中
特点：长度不固定，只能存储引用类型对象
java集合框架：

List 接口存储一组不唯一(可重复)，有序（插入顺序）的对象
Set 接口存储一组唯一(不可重复)的对象
Map接口存储一组键值对象，提供key到value的映射
collection接口中定义的方法
int size();　 返回此collection中的元素数
boolean isEmpty(); 判断此collection中是否包含元素。
boolean contains(Object obj); 判断此collection是否包含指定的元素。
boolean add(Object element);　 向此collection中添加元素。
boolean remove(Object element); 从此collection中移除指定的元素。
void clear();　 移除些collection中所有的元素。
Iterator iterator();　 返回在此collection的元素上进行迭代的迭代器
Object[] toArray(); 把此collection转成数组。
存储特点
Collection接口－定义了存取对象的方法。两个常用的子接口：
List接口：存放的元素有序且允许有重复的集合接口。
Set接口：存放的元素不包含重复元素的集合接口。

二： List集合及其实现类

List接口是Collection接口的子接口
实现List接口的集合类中的元素是有序的，且允许重复。
List集合中的元素都对应一个整数型的序号记载其在集合中的位置，可以根据序号存取集合中的元素。
JDK API所提供的List集合类常用的有
ArrayList
LinkedList
List接口比Collection接口中新增的几个实用方法：

• • public Object get(int index);
• • 返回列表中的元素数
• • public Object add(int index, Object element);
• • 在列表的指定位置插入指定元素.将当前处于该位置的元素（如果有的话）和所有后续元素向右移动
• • public Object set(int?index, Object?element) ;
• • 用指定元素替换列表中指定位置的元素
• • public Object remove(int?index);
• • 移除列表中指定位置的元素
• • public ListIterator listIterator()
• • 返回此列表元素的列表迭代器
    ArrayList:
    ArrayList是使用数组结构实现的List集合。

优点：
对于使用索引取出元素有较好的效率
它使用索引来快速定位对象

缺点：
元素做删除或插入速度较慢
因为使用了数组，需要移动后面的元素以调整索引顺序。
LinkList:
LinkedList是使用双向链表实现的集合。
LinkedList新增了一些插入、删除的方法。

优点：
对频繁的插入或删除元素有较好的效率
缺点：
查询元素时，效率低，因为要从第一个元素查找。
ArrayList和LinkedList的使用情况
ArrayList遍历元素和随机访问元素的效率比较高，插入、删除等操作频繁时性能低下
LinkedList插入、删除元素时效率较高，查找、遍历效率较低

三：迭代器的使用

Iterator是专门的迭代输出接口。所谓的迭代输出就是将元素进行判断，判断是否有内容，如果有内容则把内容取出。
Iterator对象称作迭代器，用以方便的实现对集合内元素的遍历操作。
所有实现了Collection接口的集合类都有一个iterator()方法用以返回一个实现了Iterator接口的对象。
Iterator it = coll.iterator();
while(it.hasNext()){
it.next();
}
迭代器的使用方法：
Iterator接口中定义了如下方法：
boolean hasNext(); //判断游标右边是否有元素。
Object next(); //返回游标右边的元素并将游标移动到下一个位置。
另一种遍历集合的方法：
用增强for遍历集合中的元素
凡是能用 Iterator 迭代的集合都可以用JDK5.0中增强的for循环来更简便的遍历。
List<String> list=new ArrayList<String>();
…
eg: for(String data:list){
System.out.print(data+” ”)
}

四：Set接口的实现类

Set接口没有提供Collection接口额外的方法，但实现Set接口的集合类中的元素是不可重复的。

JDK API中所提供的Set集合类常用的有：
HashSet：散列存放
TreeSet：有序存放
LinkedHashSet
HashSet的存储原理
根据每个对象的哈希码值(调用hashCode()获得)用固定的算法算出它的存储索引，把对象存放在一个叫散列表的相应位置(表元)中：
如果对应的位置没有其它元素，就只需要直接存入。
如果该位置有元素了，会将新对象跟该位置的所有对象进行比较(调用equals())，以查看是否已经存在了：还不存在就存放，已经存在就不存储。
HashSet集合的特点及使用技巧
HashSet不保存元素的加入顺序。
HashSet接口存、取、删对象都有很高的效率。
对于要存放到HashSet集合中的对象，对应的类可以重写hashCode(Object obj)方法和equals()以实现对象相等规则的编写。
Treeset集合的特点：
TreeSet:可以对加入其中的元素进行排序。但前提是，必须指定排序规则。

构造方法： public?TreeSet()
如果使用TreeSet的无参构造实例化TreeSet集合，则加入到TreeSet集合中的元素所对应的类必须实现java.lang. Comparable<T>接口，复写其中的int?compareTo(T?o)方法，并在方法中编写排序规则。
Comparator接口的使用

使用Comparable接口定义排序顺序有局限性：实现此接口的类只能按compareTo()定义的这一种方式排序。
如果同一类对象要有多种排序方式，应该为该类定义不同的比较器(实现Comparator接口的类)TreeSet有一个构造方法允许给定比较器，它就会根据给定的比较器对元素进行排序.
Comparator接口中的比较方法：
public int compare(Object obj1, Object obj2);　该方法如果
返回 0，表示 obj1 == obj2
返回正数，表示 obj1 > obj2
返回负数，表示 obj1 < obj2

五：Map集合

特点：
实现Map接口的集合类用来存储“键-值”映射对。
不能包含重复的键，每个键最多只能映射到一个值,值可以重复。
JDK API中Map接口的实现类常用的有：
HashMap
TreeMap
Hashtable　(不常用)
Properties
Map接口中的常用方法

• Object put(Object key, Object value);　//将指定的“键-值”对存入Map中
• Object get(Object key);　　//返回指定键所映射的值
• Object remove(Object key);　//根据指定的键把此“键-值”对从Map中移除。
• boolean containsKey(Object?key); //判断此Map是否包含指定键的“键-值”对。
• boolean containsValue(Object?value);　 //判断此Map是否包含指定值的“键-值”对。
• boolean isEmpty();　　//判断此Map中是否有元素。
• int size();　 //获得些Map中“键-值”对的数量。
• void clear();　 //清空Map中的所有“键-值”对。
• Set keySet(); 　 //返回此Map中包含的键的Set集。
• Collection values();　 //返回此Map中包含的值的Collection集。
• Set<Map.Entry<K,V>>?entrySet() 将所有包含键-值对的Map.Entry收集到Set
  Map.Entry接口
  Map.Entry是Map中内部定义的一个接口，专门用来保存key?value的内容。
  HashMap类与TreeMap类
  HashMap存储结构使用哈希表，使用“键”进行散列存放。所以根据“键”去取“值”的效率很高。
  TreeMap中的“key-value”对的“key”必须是可“排序”的。
  HashTable类
  旧版的Hashtable，操作大多跟HashMap相同，只是它保证线程的同步。
  它有一个子类Properties(属性集)比较常用：
  Properties 类表示了一个持久的属性集。Properties 可保存在流中或从流中加载。属性集中每个键及其对应值都是一个字符串。
  不建议使用 put 和 putAll 这类存放元素方法，应该使用 setProperty(String?key, String?value)方法，因为存放的“键-值”对都是字符串。类似取值也应该使用getProperty(String key)。
  HashMap和Hashtable区别
  1. 1 HashMap不同步，Hashtable同步
  2. 2 HashMap可以存储null键null值，Hashtable不可以
  3. 3 HashMap多线程操作环境下效率高，Hashtable多线程操作环境下效率低