Appearance
Java 集合框架
1. 概述
早在 Java 2 中之前,Java 就提供了特设类。比如:Dictionary, Vector, Stack, 和 Properties 这些类用来存储和操作对象组。虽然这些类都非常有用,但是它们缺少一个核心的,统一的主题。由于这个原因,使用 Vector 类的方式和使用 Properties 类的方式有着很大的不同。
集合框架被设计成要满足以下几个目标:
该框架必须是高性能的。基本集合(动态数组,链表,树,哈希表)的实现也必须是高效的。
该框架允许不同类型的集合,以类似的方式工作,具有高度的互操作性。
对一个集合的扩展和适应必须是简单的。
为此,整个集合框架就围绕一组标准接口而设计。你可以直接使用这些接口的标准实现,诸如: LinkedList, HashSet, 和 TreeSet 等,除此之外你也可以通过这些接口实现自己的集合。
从上面的集合框架图可以看到,Java 集合框架主要包括两种类型的容器,一种是集合(Collection),存储一个元素集合;另一种是图(Map),存储键/值对映射。Collection 接口又有 3 种子类型,List、Set 和 Queue,再下面是一些抽象类,最后是具体实现类,常用的有 ArrayList、LinkedList、HashSet、LinkedHashSet、HashMap、LinkedHashMap 等等。
集合框架是一个用来代表和操纵集合的统一架构。所有的集合框架都包含如下内容:
接口:代表集合的抽象数据类型。例如
Collection
、List
、Set
、Map
等。之所以定义多个接口,是为了以不同的方式操作集合对象;实现(类):集合接口的具体实现。从本质上讲,它们是可重复使用的数据结构,例如:
ArrayList
、LinkedList
、HashSet
、HashMap
;算法:实现集合接口的对象里的方法执行的一些有用的计算,例如:搜索和排序。这些算法被称为多态,那是因为相同的方法可以在相似的接口上有着不同的实现。
2. 集合接口
集合框架定义了一些接口。本节提供了每个接口的概述:
序号 | 接口描述 |
---|---|
1 | Collection Collection 是最基本的集合接口,一个 Collection 代表一组 Object,即 Collection 的元素, Java不提供直接继承自Collection的类,只提供继承于的子接口(如List和set)。 Collection 接口存储一组不唯一,无序的对象。 |
2 | List List接口是一个有序的 Collection,使用此接口能够精确的控制每个元素插入的位置,能够通过索引(元素在List中位置,类似于数组的下标)来访问List中的元素,第一个元素的索引为 0,而且允许有相同的元素。 List 接口存储一组不唯一,有序(插入顺序)的对象。 |
3 | Set Set 具有与 Collection 完全一样的接口,只是行为上不同,Set 不保存重复的元素。 Set 接口存储一组唯一,无序的对象。 |
4 | SortedSet 继承于Set保存有序的集合。 |
5 | Map Map 接口存储一组键值对象,提供key(键)到value(值)的映射。 |
6 | Map.Entry 描述在一个Map中的一个元素(键/值对)。是一个 Map 的内部接口。 |
7 | SortedMap 继承于 Map,使 Key 保持在升序排列。 |
8 | Enumeration 这是一个传统的接口和定义的方法,通过它可以枚举(一次获得一个)对象集合中的元素。这个传统接口已被迭代器取代。 |
3. 集合实现类
常用的集合实现类如下表所示:
序号 | 类描述 |
---|---|
1 | LinkedList 该类实现了List接口,允许有null(空)元素。主要用于创建链表数据结构,该类没有同步方法,如果多个线程同时访问一个List,则必须自己实现访问同步,解决方法就是在创建List时候构造一个同步的List。例如: java List list=Collections.synchronizedList(newLinkedList(...)); LinkedList 查找效率低。 |
2 | ArrayList 该类也是实现了List的接口,实现了可变大小的数组,随机访问和遍历元素时,提供更好的性能。该类也是非同步的,在多线程的情况下不要使用。ArrayList 增长当前长度的50%,插入删除效率低(因为增删后涉及其他数据的位移)。 |
3 | HashSet 该类实现了Set接口,不允许出现重复元素,不保证集合中元素的顺序,允许包含值为null的元素,但最多只能一个。底层数据结构是哈希表。 |
4 | HashMap HashMap是一个散列表,它存储的内容是键值对(key-value)映射。该类实现了Map接口,根据键的HashCode值存储数据,具有很快的访问速度,最多允许一条记录的键为null,不支持线程同步。 |
4. 总结
Java 集合框架为程序员提供了预先包装的数据结构和算法来操纵他们。集合是一个对象,可容纳其他对象的引用。集合接口声明对每一种类型的集合可以执行的操作。集合框架的类和接口均在 java.util
包中。任何对象加入集合类后,自动转变为 Object 类型,所以在取出的时候,需要进行强制类型转换。
对于各个集合底层使用的数据结构,可以参考博客:https://blog.csdn.net/fox_bert/article/details/90272656