Java 集合详解

2022-08-30 18:11:54 浏览数 (1)

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Java 集合详解

1.集合了解

集合类存放于java.util包中。集合类存放的都是对象的引用,而非对象本身。集合的长度可变。

2.集合层次关系

观看上图需要注意一下 实线边框的是实现类 折线边框的是抽象类 点线边框的是接口

2.1 Collection接口

Collection接口集合类的根接口,Java中没有提供这个接口的直接的实现类。但是却让其被继承产生了3个接口,分别是Set和List和Queue。

1. Set(无序、不能重复)
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Java 中的Set和正好和数学上直观的集(set)的概念是相同的。Set最大的特性就是不允许在其中存放的元素是重复的。Set 可以被用来过滤在其他集合中存放的元素,从而得到一个没有包含重复新的集合。Set里存放的对象是无序,不能重复的,集合中的对象不按特定的方式排序,只是简单地把对象加入集合中。
2. List (有序、可重复)
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List里存放的对象是有序的,同时也是可以重复的,List关注的是索引,拥有一系列和索引相关的方法,查询速度快。因为往list集合里插入或删除数据时,会伴随着后面数据的移动,所有插入删除数据速度慢。
3.Queue
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Queue是一个队列, 基本上,一个队列就是一个先入先出(FIFO)的数据结构。
2.2 Map接口 (键值对、键唯一、值不唯一)

Map是Java.util包中的另一个接口,它和Collection接口没有关系,是相互独立的,但是都属于集合类的一部分。Map包含了key-value对。Map不能包含重复的key,但是可以包含相同的value。

2.3 Iterator接口

Iterator 所有的集合类都实现了Iterator接口,这是一个用于遍历集合中元素的接口,主要包含以下三种方法 1.hasNext()是否还有下一个元素。 2.next()返回下一个元素。 3.remove()删除当前元素。

3 Map集合的实现类

Map集合实现类:HashMap、Hashtable、LinkedHashMap、TreeMap

3.1 HashMap

HashMap是最常用的Map,它根据键的HashCode值存储数据,根据键可以直接获取它的值,具有很快的访问速度,遍历时,取得数据的顺序是完全随机的。因为键对象不可以重复,所以HashMap最多只允许一条记录的键为Null,允许多条记录的值为Null,是非同步的。

3.2 Hashtable

Hashtable与HashMap类似,是HashMap的线程安全版,它支持线程的同步,即任一时刻只有一个线程能写Hashtable,因此也导致了Hashtale在写入时会比较慢,它继承自Dictionary类,不同的是它不允许记录的键或者值为null,同时效率较低。

3.3 ConcurrentHashMap

线程安全,并且锁分离。ConcurrentHashMap内部使用段(Segment)来表示这些不同的部分,每个段其实就是一个小的hash table,它们有自己的锁。只要多个修改操作发生在不同的段上,它们就可以并发进行。

3.4 LinkedHashMap

LinkedHashMap保存了记录的插入顺序,在用Iteraor遍历LinkedHashMap时,先得到的记录肯定是先插入的,在遍历的时候会比HashMap慢,有HashMap的全部特性。

3.5TreeMap

TreeMap实现SortMap接口,能够把它保存的记录根据键排序,默认是按键值的升序排序(自然顺序),也可以指定排序的比较器,当用Iterator遍历TreeMap时,得到的记录是排过序的。不允许key值为空,非同步的;

4 List接口的实现类

4.1 Vector

实现一个类似数组一样的表,自动增加容量来容纳你所需的元素。使用下标存储和检索对象就象在一个标准的数组中一样 。你也可以用一个迭代器从一个Vector中检索对象。Vector是唯一的同步容器类,当两个或多个线程同时访问时也是性能良好的。

4.2 Stack

这个类从Vector派生而来,并且增加了方法实现栈,一种后进先出的存储结构。

4.3 LinkedList

实现一个链表。由这个类定义的链表也可以像栈或队列一样被使用。

4.4 ArrayList

实现一个数组,它的规模可变并且能像链表一样被访问。它提供的功能类似Vector类但不同步。

5 Set(集)实现类

5.1 HashSet

使用HashMap的一个Set的实现。虽然集定义成无序,但必须存在某种方法能相当高效地找到一个对象。使用一个HashMap对象实现集的存储和检索操作是在固定时间内实现的.

5.2TreeSet

在集中以升序对对象排序的集的实现。这意味着从一个TreeSet对象获得第一个迭代器将按升序提供对象。TreeSet类使用 了一个TreeMap.

6 主要实现类区别小结

6.1 Vector和ArrayList
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1、vector是线程同步的,所以它也是线程安全的,而arraylist是线程异步的,是不安全的。如果不考虑到线程的安全因素,一般用arraylist效率比较高。
2、如果集合中的元素的数目大于目前集合数组的长度时,vector增长率为目前数组长度的100%,而arraylist增长率为目前数组长度的50%。如果在集合中使用数据量比较大的数据,用vector有一定的优势。
3、如果查找一个指定位置的数据,vector和arraylist使用的时间是相同的,如果频繁的访问数据,这个时候使用vector和arraylist都可以。而如果移动一个指定位置会导致后面的元素都发生移动,这个时候就应该考虑到使用linklist,因为它移动一个指定位置的数据时其它元素不移动。
4、ArrayList 和Vector是采用数组方式存储数据,此数组元素数大于实际存储的数据以便增加和插入元素,都允许直接序号索引元素,但是插入数据要涉及到数组元素移动等内存操作,所以索引数据快,插入数据慢,Vector由于使用了synchronized方法(线程安全)所以性能上比ArrayList要差,LinkedList使用双向链表实现存储,按序号索引数据需要进行向前或向后遍历,但是插入数据时只需要记录本项的前后项即可,所以插入数度较快。
6.2 Arraylist和Linkedlist
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1.ArrayList是实现了基于动态数组的数据结构,LinkedList基于链表的数据结构。
2.对于随机访问get和set,ArrayList觉得优于LinkedList,因为LinkedList要移动指针。
3.对于新增和删除操作add和remove,LinedList比较占优势,因为ArrayList要移动数据。 这一点要看实际情况的。若只对单条数据插入或删除,ArrayList的速度反而优于LinkedList。但若是批量随机的插入删除数据,LinkedList的速度大大优于ArrayList. 因为ArrayList每插入一条数据,要移动插入点及之后的所有数据。
6.3 HashMap与TreeMap
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1、 HashMap通过hashcode对其内容进行快速查找,而TreeMap中所有的元素都保持着某种固定的顺序,如果你需要得到一个有序的结果你就应该使用TreeMap(HashMap中元素的排列顺序是不固定的)。
2、在Map 中插入、删除和定位元素,HashMap是最好的选择。但如果您要按自然顺序或自定义顺序遍历键,那么TreeMap会更好。使用HashMap要求添加的键类明确定义了hashCode()和 equals()的实现。
3、两个map中的元素一样,但顺序不一样,导致hashCode()不一样。同样做测试:在HashMap中,同样的值的map,顺序不同,equals时,false;

而在treeMap中,同样的值的map,顺序不同,equals时,true,说明,treeMap在equals()时是整理了顺序了的。

6.4 HashTable与HashMap
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1、同步性:Hashtable是线程安全的,也就是说是同步的,而HashMap是线程序不安全的,不是同步的。
2、HashMap允许存在一个为null的key,多个为null的value 。
3、hashtable的key和value都不允许为null。

发布者:全栈程序员栈长,转载请注明出处:https://javaforall.cn/145089.html原文链接:https://javaforall.cn

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