Java集合框架将不同特设类(如)统一起来,使得基本集合(动态数组,链表,树,哈希表)的实现比较高效,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,此外,也使得对一个集合的扩展和适应相对简单。简单点说就是可以将不同的操作集合在一起,并且可以互相转换和操作,而且比原本的操作方法更加高效。下图为Java集合框架图:
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。集合框架的构成包括接口,实现类(具体类)和算法,类和接口位于java.util包中,需要时导入包就可以使用。下面叙述详细的一些接口和实现类:
集合接口
Collection 接口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。
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。List和数组类似,可以动态增长,根据实际存储的数据的长度自动增长List的长度。查找元素效率高,插入删除效率低,因为会引起其他元素位置改变 ,其实现类有ArrayList,LinkedList,Vector。
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。Set检索效率低下,删除和插入效率高,插入和删除不会引起元素位置改变,其实现类有HashSet,TreeSet。
SortedSet 继承于Set保存有序的集合。
Map接口存储一组键值对象,提供key(键)到value(值)的映射。
Map.Entry 描述在一个Map中的一个元素(键/值对)。是一个Map的内部类。
SortedMap 继承于 Map,使 Key 保持在升序排列。
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。
集合实现类(集合类)
AbstractCollection 实现了大部分的集合接口。
AbstractList 继承于AbstractCollection 并且实现了大部分List接口。
AbstractSequentialList 继承于 AbstractList ,提供了对数据元素的链式访问而不是随机访问。
LinkedList 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。List list=Collections.synchronizedList(newLinkedList(...));但LinkedList 查找效率低。
ArrayList 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。
AbstractSet 继承于AbstractCollection 并且实现了大部分Set接口。
HashSet 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。
LinkedHashSet 具有可预知迭代顺序的Set接口的哈希表和链接列表实现。
TreeSet 实现了Set接口,可以实现排序等功能。
AbstractMap 实现了大部分的Map接口。
HashMap 是一个散列表,存储的内容是键值对(key-value)映射。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。
TreeMap 继承了AbstractMap,并且使用一颗树。
WeakHashMap 继承AbstractMap类,使用弱密钥的哈希表。
LinkedHashMap 继承于HashMap,使用元素的自然顺序对元素进行排序.
IdentityHashMap 继承AbstractMap类,比较文档时使用引用相等。
集合算法
集合框架定义了几种算法,可用于集合和映射。这些算法被定义为集合类的静态方法。
在尝试比较不兼容的类型时,一些方法能够抛出 ClassCastException异常。当试图修改一个不可修改的集合时,抛出UnsupportedOperationException异常。
集合定义三个静态的变量:EMPTY_SET,EMPTY_LIST,EMPTY_MAP的。这些变量都不可改变。
Collection Algorithms 是一个列表中的所有算法实现。
这里需要讲到的一个是迭代器,迭代器是使你能够通过循环来得到或删除集合的元素的操作。ListIterator 继承了Iterator,以允许双向遍历列表和修改元素。该方法可以不用担心在遍历的过程中会超出集合的长度。下面会通过实例列出其实现方法。
遍历 ArrayList
Java代码实例
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
//Java集合框架,遍历-ArrayList
public class ArrayListTest {
public ArrayListTest(){
ArrayList list =new ArrayList(); //申明一个线性表list
list.add("遍"); //向列表添加元素
list.add("历"); //第一种遍历,使用for遍历List
System.out.println("使用for遍历List:");
for(String str:list){ //相当于for (int i=0;i<list.size();i++)
System.out.println(str);
}
//第二种遍历,把链表变为数组相关的内容进行遍历
String[] Str =new String[list.size()]; //申明数组,存放链表元素
list.toArray(Str); //将列表元素存入数组
System.out.println("把链表变为数组相关的内容进行遍历:");
for (int i=0;i
System.out.println(Str[i]);
}
//第三种遍历 使用迭代器进行相关遍历
Iterator ite = list.iterator(); //申明一个迭代器对象ite
System.out.println("使用迭代器进行相关遍历:");
while(ite.hasNext()){ //迭代器判断是否存在下一个元素
System.out.println(ite.next());
}
}
}
运行结果:
遍历Map
Java代码实例
import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
//Java集合框架,遍历-Map
public class MapTest {
public MapTest(){
Map map =new HashMap(); //申明一个Map对象map且由HashMap接口实现
map.put("admin","123"); //往Map中添加元素
map.put("norml","456");
map.put("default","default");
//第一种:普遍使用,二次取值
System.out.println("通过Map.keySet遍历key和value:");
for (String key:map.keySet()){ //直接读取map中存放的键值对
System.out.println("账号:"+key+" 密码:"+map.get(key));
}
//第二种
System.out.println("通过Map.entrySet使用iterator遍历key和value:");
Iterator> ite = map.entrySet().iterator(); //申明一个迭代器对象ite
while(ite.hasNext()){ //判断是否存在下一组元素组
Map.Entry entry = ite.next(); //将迭代器取出的元素组存放到Map.entry
System.out.println("账号:"+entry.getKey()+" 密码:"+entry.getValue());
}
//第三种:推荐,尤其是容量大时
System.out.println("通过Map.entrySet遍历key和value:");
for (Map.Entry ent:map.entrySet()){ //将map中的键值对存放到Map.Entry对象中
System.out.println("账号:"+ent.getKey()+" 密码:"+ent.getValue());
}
//第四种
System.out.println("通过Map.values()遍历所有的value,但不能遍历key");
for (String v:map.values()){ //遍历map中键的值
System.out.println("账号:未知 密码为:"+v);
}
}
}
运行结果: