java容器類知識(shí)點(diǎn)詳細(xì)總結(jié)

1.java容器分類圖

2.容器類接口和抽象容器類

2.1 說(shuō)明

容器接口是容器的基礎(chǔ)。使用接口可以將容器的實(shí)現(xiàn)與容器接口分開(kāi)，因而可以使用相同的方法訪問(wèn)容器而不需關(guān)心容器具體的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

同理，Iterator接口也使用戶能夠使用相同的方法訪問(wèn)不同的容器類。

2.2 容器接口（Collection，Map，Iterator）

1）collection接口

boolean add(Object obj): 添加對(duì)象，集合發(fā)生變化則返回true
Iterator iterator()：返回Iterator接口的對(duì)象
int size()
boolean isEmpty()
boolean contains(Object obj)
void clear()
<T> T[] toArray(T[] a)

2）Map接口（存放鍵值對(duì)，Map中的值也可以是一個(gè)容器）

Object get（Object key）
Object put（Object key, Object value）
Set keySet() : returns the keys set Set<K> keySet()
Set entrySet(): returns mappings set Set<Map.Entry<K,V>> entrySet()
containsKey()
containsValue() 

3）Iterator接口

Object next()
boolean hasNext()
void remove()

注意：remove函數(shù)不能連續(xù)執(zhí)行多次，否則返回IllegalStateException

（ if the next method has not yet been called, or the remove method has already been called after the last call to the next method.）

通常用法：

Iterator it=collection.iterator();
　　　　while(it.hasNext())
　　　　{
　　　　 Object obj=it.next();
　　　　//do something 
　　　　}

2.3 子接口（List，Set，ListIterator，SortedMap，SortedSet）

1）List（有順序可以重復(fù)，有順序所以操作時(shí)可以在方法中加入索引參數(shù)，如下：）

boolean add(E element)
void add(int index, E element) 
E set（int index, E element）
E get(int index);

2）Set（無(wú)順序不可以重復(fù)，無(wú)序因而不能通過(guò)索引操作對(duì)象）

3）ListIterator（Iterator for List，List是雙向表，因而在Iterator上增加了一些新的方法，允許traverse the List in either direction）

boolean hasPrevious();
E previous();
int previousIndex()

4) SortedMap

說(shuō)明：保證按照鍵的升序排列的映射，可以按照鍵的自然順序（ Comparable 接口）進(jìn)行排序， 或者通過(guò)創(chuàng)建有序映射時(shí)提供的比較器進(jìn)行排序

(A Map that further provides a total ordering on its keys. The map is ordered according to the natural ordering of its keys, or by a Comparator typically provided at sorted map creation time)

public interface SortedMap<K,V>extends Map<K,V>
Comparator comparator()
Object firstKey()
Object lastKey()

5)SortedSet　

主要用于排序操作，實(shí)現(xiàn)此接口的子類都是排序的子類

public interface SortedSet<E>extends Set<E>
　　* Comparator comparator()
　　*　E first() ：返回第一個(gè)元素
　　*　E last() 
* SortedSet<E> headSet(E toElement): 返回less than toElement
　　* SortedSet<E> tailSet(E fromElement)
　　* SortedSet<E> subSet(E fromElement) 

2.4抽象容器類

1）說(shuō)明：使用抽象容器類可以方便的定義類，而不用在每個(gè)類中都實(shí)現(xiàn)容器接口container 中的所有的方法

2）包含：

* AbstractCollection 　　　 public abstract class AbstractCollection<E>extends Objectimplements Collection<E>
　 * AbstractList public abstract class AbstractList<E>extends AbstractCollection<E>implements List<E>
　 * AbstractSet 　　　　　　 public abstract class AbstractSet<E>extends AbstractCollection<E>implements Set<E>
　　* AbstactMap public abstract class AbstractMap<K,V>extends Object implements Map<K,V>
　 * AbstractSequentialList public abstract class AbstractSequentialList<E> extends AbstractList<E>

3.具體容器類
3.1概括

1）collection: ArrayList,LinkedLsit,Vector,Stack

TreeSet,HashSet,LinkedHashSet

2) Map: HashMap,LinkedHashMap,WeakHashMap, TreeMap, HashTable, IdentityHashTable(其中key的比較是通過(guò)==而不是equals)

3.2常用的容器類

1）ArrayList 與 LinkedList（均非同步，多線程時(shí)需要考慮線程安全問(wèn)題），Vector（同步）,Stack

1. List 接口支持通過(guò)索引的方法來(lái)訪問(wèn)元素：ArrayList 隨機(jī)訪問(wèn)快改慢；LinkedList改快隨機(jī)訪問(wèn)慢；Vector實(shí)現(xiàn)了同步，因而比ArrayList慢

2. LinkedList使用雙向鏈表實(shí)現(xiàn)LinkedList提供額外的get，remove，insert方法在LinkedList的首部或尾部。這些操作使LinkedList可被用作堆棧（stack），隊(duì)列（queue）或雙向隊(duì)列（deque）。

3. ArrayList沒(méi)有定義增長(zhǎng)算法，當(dāng)需要插入大量元素是，可調(diào)用ensureCapacity方法提高添加效率

4. Vector類似與ArrayList，但是是同步的，多線程安全（另外一點(diǎn)區(qū)別是ArrayList擴(kuò)容時(shí)默認(rèn)增長(zhǎng)一半，Vector增長(zhǎng)一倍）。無(wú)論是單線程還是多線程，Vector都比ArrayList慢

5. Stack繼承自Vector，實(shí)現(xiàn)一個(gè)后進(jìn)先出的堆棧

6.若需要實(shí)現(xiàn)同步可以調(diào)用Collections工具類的synchronizedList方法，如下：

List list = Collections.synchronizedList(new ArrayList());
synchronized(list) {
Iterator i = list.iterator(); // Must be in synchronized block
while (i.hasNext())
foo(i.next());
}
或者：
List list = Collections.synchronizedList(new LinkedList());

7.定義如下：（注意LinkedList實(shí)現(xiàn)了Deque）

public class ArrayList<E>extends AbstractList<E>implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, Serializable
public class LinkedList<E>extends AbstractSequentialList<E>implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, Serializable
public class Vector<E>extends AbstractList<E>implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, Serializable

2）TreeSet, HashSet, LinkedHashSet（HashSet，TreeSet不是線程安全的）

1. TreeSet是SortedSet接口的唯一實(shí)現(xiàn)類，TreeSet可以確保集合元素處于排序狀態(tài)，效率很高，可提高程序的效率；TreeSet通過(guò)compareTo或者compare排序，因而只要值相等即使equals不等（不同對(duì)象）也不能加到集合中（fails to obey Set interface）

2. HashSet，效率很高，和TreeSet不同的是通過(guò)比較對(duì)象的equals區(qū)分不同對(duì)象，這樣不同的對(duì)象可以不被重復(fù)的加入到集合中。

hashCode()函數(shù)不好確定，對(duì)象默認(rèn)的hashCode函數(shù)試對(duì)象的內(nèi)存地址值，hashCode函數(shù)的好壞是HashSet性能的關(guān)鍵。

3. LinkedHashSet,和HashSet相同，同樣是根據(jù)元素的hashCode值來(lái)決定元素的存儲(chǔ)位置，但是它同時(shí)使用鏈表維護(hù)元素的次序。LinkedHashSet在迭代訪問(wèn)Set中的全部元素時(shí)，性能比HashSet好，但是插入時(shí)性能稍微遜色于HashSet。

4. Set可以插入null，最多一個(gè)null

3) HashMap（非同步）, HashTable（線程安全）, TreeMap, WeakHashMap

1.HashTable與HashMap區(qū)別：（詳情請(qǐng)查看HashTable與HashMap）

•  Hashtable繼承自Dictionary類，而HashMap繼承自AbstractMap類。但二者都實(shí)現(xiàn)了Map接口。
• Hashtable 中的方法是Synchronize的，而HashMap中的方法在缺省情況下是非Synchronize的
• Hashtable中，key和value都不允許出現(xiàn)null值;HashMap中，null可以作為鍵，這樣的鍵只有一個(gè)；可以有一個(gè)或多個(gè)鍵所對(duì)應(yīng) 的值為null
• HashTable直接使用對(duì)象的hashCode。而HashMap重新計(jì)算hash值。

2. WeakHashMap是一種改進(jìn)的HashMap，它對(duì)key實(shí)行“弱引用”，WeakHashMap使用元素的引用而不是值作為key，也就是說(shuō)必須在引用相同（a==b）的情況下才能找到相關(guān)的值。另外，如果一個(gè)key不再被外部所引用，那么該key可以被GC回收。

3. TreeMap是SortedMap接口的基于紅黑樹(shù)的實(shí)現(xiàn)。此類保證了映射按照升序順序排列關(guān)鍵字， 根據(jù)使用的構(gòu)造方法不同，可能會(huì)按照鍵的類的自然順序進(jìn)行排序

4.定義如下：

public class Hashtable extends Dictionary implements Map, Cloneable, Serializable 
public class HashMap extends AbstractMap implements Map, Cloneable, Serializable 
public class TreeMap<K,V>extends AbstractMap<K,V>implements NavigableMap<K,V>, Cloneable, Serializable

4.容器類使用補(bǔ)充

1）使用抽象編程思想，創(chuàng)建時(shí)使用父類引用指向子類對(duì)象，返回時(shí)返回抽象接口

2）如果涉及到堆棧，隊(duì)列等操作，應(yīng)該考慮用List，對(duì)于需要快速插入，刪除元素，應(yīng)該使用LinkedList，如果需要快速隨機(jī)訪問(wèn)元素，應(yīng)該使用ArrayList。

3）如果程序在單線程環(huán)境中使用非同步的類，其效率較高

4）可以使用Collections 工具類中unmodifiableList/unmodifiableMap/unmodifiableSet/unmodifiableSortedMap/unmodifiableSortedSet等創(chuàng)建不能修改的List,Map,List等

5）可以使用Collections工具類中Collections.synchronizedList(new ArrayList())等實(shí)現(xiàn)同步

6) 可以使用Arrays.equal()判斷兩個(gè)數(shù)組是否相等

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