集合框架
Collection接口
集合框架(均实现了Collection接口)有自己的接口和实现,主要分为Set接口,List接口和Queue接口。
它们有各自的特点:
- Set接口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。
- List接口是一个有序的集合,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。
- Queue接口的工作原理是 FCFS 算法(First Come, First Serve)。
Map接口
Map接口并未继承Collection接口。
Map接口中存储的是键值对,键不能重复,值可以重复。根据键得到值,对map集合遍历时先得到键的set集合,对set集合进行遍历,得到相应的值。
对比
有序性 | 允许元素重复否 | ||
---|---|---|---|
Collection | 否 | 是 | |
List | 是 | 是 | |
Set | AbstractSet | 否 | 否 |
Set | HashSet | 否 | |
Set | TreeSet | 是(用二叉树排序) | 否 |
Map | AbstractMap | 否 | 使用key-value来映射和存储数据,Key必须惟一,value可以重复 |
Map | HashMap | 否 | 使用key-value来映射和存储数据,Key必须惟一,value可以重复 |
Map | TreeMap | 是(用二叉树排序) | 使用key-value来映射和存储数据,Key必须惟一,value可以重复 |
List接口
List 接口对Collection接口进行了简单的扩充,它的具体实现类常用的有ArrayList、LinkedList和Vector。
实现 List 接口的数据结构允许重复元素,可通过 index 访问元素。
ArrayList从其命名中可以看出它是一种类似数组的形式进行存储,因此它的随机访问速度极快。
而LinkedList的内部实现是链表,它适合于在链表中间需要频繁进行插入和删除操作。
Set接口
Set接口也是 Collection的一种扩展,而与List不同的时,在Set中的对象元素不能重复,也就是说你不能把同样的东西两次放入同一个Set容器中。它的常用具体实现有HashSet、LinkedHashSet和TreeSet类。
HashSet能快速定位一个元素,但是你放到HashSet中的对象需要实现hashCode()方法。
而TreeSet则将放入其中的元素按某种指定的顺序存放,这就要求你放入其中的对象是可排序的。
Queue接口
队列(Queue)是计算机中的一种数据结构,保存在其中的数据具有“先进先出(FIFO,First In First Out)”的特性。
队列具体的实现有很多种办法,例如,可以使用数组做存储,可以使用链表做存储。
队列的两种形式
在Java中,队列分为2种形式:
- 单向队列
- 循环队列(Deque)
Map接口
Map接口是一种把键对象(key)和值对象(value)进行关联的容器,而一个值对象又可以是一个Map,依次类推,这样就可形成一个多级映射。
对于键对象来说,像Set一样,一个Map容器中的键对象不允许重复,这是为了保持查找结果的一致性;如果有两个键对象一样,那你想得到那个键对象所对应的值对象时就有问题了,可能你得到的并不是你想的那个值对象,结果会造成混乱,所以键的唯一性很重要,也是符合集合的性质的。
当然在使用过程中,某个键所对应的值对象可能会发生变化,这时会按照最后一次修改的值对象与键对应。对于值对象则没有唯一性的要求。你可以将任意多个键都映射到一个值对象上,这不会发生任何问题(不过对你的使用却可能会造成不便,你不知道你得到的到底是那一个键所对应的值对象)。
Map接口有两种比较常用的实现: HashMap和TreeMap。
TreeMap保存了对象的排列次序,而HashMap则不能。
HashMap用到了哈希码的算法,以便快速查找一个键.
TreeMap则是对键按序存放,因此它便有一些扩展的方法,比如firstKey(),lastKey()等,你还可以从TreeMap中指定一个范围以取得其子Map。键和值的关联很简单,用pub (Object key,Object value)方法即可将一个键与一个值对象相关联。用get(Object key)可得到与此key对象所对应的值对象。
遍历
在类集中提供了以下四种的常见输出方式:
- for循环
- foreach输出:JDK1.5之后提供的新功能,可以输出数组或集合。
- Iterator:迭代输出,是使用最多的输出方式。
for的形式
for(int i=0; i<arr.size(); i++) {
...
}
foreach的形式
for(int i:arr){
...
}
iterator(迭代器)的形式
Iterator it = arr.iterator();
while(it.hasNext()){
object o =it.next();
...
}
Fast-fail
规则
快速失败(fail-fast)在用迭代器(iterator)遍历一个集合对象时,如果遍历过程中通过集合对象并使其内容发生了修改(增加、删除、修改),则会抛出ConcurrentModificationException
。
迭代器在遍历时直接访问集合中的内容,并且在遍历过程中使用一个 modCount
变量。集合在被遍历期间如果内容发生变化,就会改变 modCount
的值。每当迭代器使用hasNext()/next()
遍历下一个元素之前,都会检测 modCount
变量是否为expectedmodCount
值,是的话就返回遍历值;否则抛出异常,终止遍历。
注意,java.util包下的集合类都是快速失败的,不能在多线程下发生并发修改(迭代过程中被修改)。
Reference
- HashSet HashTable HashMap的区别 及其Java集合介绍 - https://www.cnblogs.com/ywl925/p/3865269.htm
- Java 集合类汇总 - https://juejin.im/entry/591faeb7570c35006998ec65
- 一文快速了解Java集合框架 - http://www.importnew.com/31223.html
- Java集合–Set(基础) - https://www.jianshu.com/p/b48c47a42916
- 搞懂 HashSet & LinkedHashSet 源码以及集合常见面试题目 - https://juejin.im/post/5ad6313df265da2386706662
- Java提高篇(三四)—–fail-fast机制 - https://www.cnblogs.com/chenssy/p/3870107.html
- Java集合–Queue队列介绍 - https://www.jianshu.com/p/b3676b3f2bb7
- Java集合(七) Queue详解 - https://juejin.im/post/5a3763ed51882506a463b740#heading-4