Java集合体系简介

I. 第一部分:常见数据结构

首先简单说下数据结构.
什么是数据结构?数据结构就是组织数据的方式.
常见的数据结构:栈,堆,树,图,数组,队列,链表.

这里主要介绍与java集合体系相关的栈、数组和链表.

特点:压栈弹栈,先进后出. 
如:手枪弹夹装弹过程,最先压入的子弹在最下面;而在射击时,最先弹入枪膛的是最上面的子弹,即最后压入弹夹的子弹.
队列
特点:先进先出.
如:子弹射出的过程,先进入枪膛的子弹最先被射出.
数组
概述:用来存储同一种类型元素的容器。
特点:在内存中是连续的,每个元素都有编号(从0开始的),方便获取。但增删就比较麻烦,需要将目标位置后的所有数据前移动或后移.
查询快,增删慢.
链表
概述:把一些结点通过链子连接起来的数据结构。每个结点由地址域和数值域组成.
特点:增删快,查询慢. 增删时,只需要把所插入处的前后节点链条断开,增加或移除目标节点,速度很快。反之,查询时则需要遍历所有节点,直到找到目标节点,速度自然要慢。

II. 第二部分:Java中的Collection(集合)体系

图片取自:http://blog.csdn.net/jiuqiyuliang,感谢作者.
2.1 集合体系概览:

集合体系分为4大块:

Collection接口: 
  Collection是最基本集合接口,它定义了一组允许重复的对象.
  它有两个子接口:List和Set.
       1. List下3个实现类:ArrayList, LinkedList, Vector. List是有序的。
          1.1 List接口的三个儿子的特点:
            1.1.1 ArrayList:底层数据结构是数组,查询快,增删慢。线程不安全(不同步),效率高。
            1.1.2 Vector:底层数据结构是数组,查询快,增删慢。线程安全,效率低。
            1.1.3 LinkedList:底层数据结构是链表,增删快,查询慢。 线程不安全的,效率高。
          1.2 如何来选择使用哪个仔呢?
            keywords:  看需求! 
              step1: 看是否考虑安全? 安全, 则Vector.
              step2: 如果不考虑安全,那么是查询多还是增删多? 
                     查询多, 则ArrayList; 增删多,则LinkedList.
              什么都不知道,用ArrayList。

       2. Set下2个实现类:HashSet, TreeSet. Set是无序的。
Map接口: 
  该接口描述了从不重复的键到值的映射。Map接口用于维护键/值对.
  特征:它描述了从不重复的键到值的映射.
  两个重要的实现类:HashMap和TreeMap.
       1.HashMap,中文叫散列表,基于哈希表实现,特点就是键值对的映射关系。一个key对应一个Value。
HashMap中元素的排列顺序是不固定的。更加适合于对元素进行插入、删除和定位。
       2.TreeMap,基于红黑树实现。TreeMap中的元素保持着某种固定的顺序。更加适合于对元素的顺序遍历。

Comaprable接口:
  Comparable可以用于比较的实现,实现了Comparable接口的类可以通过实现comparaTo方法从而确定该类对象的排序方式。
Iterator接口:
  用于循环访问集合中的对象。     
  所有实现了Collection接口的容器类都有iterator方法,用于返回一个实Iterator接口的对象。
  Iterator对象称作迭代器,Iterator接口方法能以迭代方式逐个访问集合中各个元素,并可以从Collection中除去适当的元素。

2.2 Collection的接口概览(List 和 Set)

2.2.1 List接口

三个子类:

ArrayList
底层数据结构是数组,查询快,增删慢。
线程不安全(不同步),效率高。

-Vector
底层数据结构是数组,查询快,增删慢。
线程安全,效率低。
特有功能:
  添加:
    void addElement(Object obj);
  获取:
    Object elementAt(int index);
    Enumeration elements(); //它返回此向量的组件的枚举,类似于迭代器Iterator
    boolean hasMoreElements() //类似于hasNext()
    Object nextElement(); //类似于next();
-LinkedList
底层数据结构是链表,增删快,查询慢。
线程不安全的,效率高。
特有方法:
  添加:
    void addFirst(Object obj);//头部添加元素
    void addLast(Object obj);//尾部添加元素
  获取:
    Object getFirst();//获取头部元素
    Object getLast();//获取尾部元素
  删除:
    Object removeFirst();//移除头部元素
    Object removeLast();//移除尾部元素
#问:以后用List体系的那个子类?
  看是否考虑安全。
  安全:用Vector
  不安全:继续考虑是查询多还是增删多
            查询多:ArrayList
            增删多:LinkedList
  什么都不知道,用ArrayList。
#练习题:
1.一个字符串集合ArrayList中含有如下元素:hello, world, java, hello, .net, java, php, ios, java, android,world。要求编写程序,获得一个没有重复元素的新集合。

#思路:
1、创建两个集合对象,A,B。
2、把字符串添加到集合A中。
3、遍历集合A,并且判断集合B中是否包含A集合当前遍历到的元素。
4、如果包含,不添加,如果不包含,就将该元素添加到集合B中。
5、迭代结束后,集合B中存的就是去重后的元素。
练习题
#请用LinkedList来模拟栈的数据结构。

刚我们知道栈的结构为:先进后出.
咱们可以使用LinkedList集合,对这个类进行包装来实现先进先出的效果,但不能直接使用它。
具体实现时,先往集合里添加一个新数据,add();  取自己写类,对LinkedList进行封装:

1、需要提供添加元素的方法add()    //内部封装的是:addFirst()
2、需要提供获取元素的方法get(int index)   //内部封装的是:List体系的get(int index)方法
3、需要提供获取集合长度的方法size()   //内部分装的是:LinkedList的size()方法

以后遇到类似的题,怎么做?

解题思路:
1、分析要模拟的数据结构的特点。
2、对可用的类进行包装,然后提供对应的方法就可以了。


2.2 Set集合

set集合的特点: 无序,唯一

2.2.1 HashSet集合

A:底层数据结构是哈希表(是一个元素为链表的数组)
B:哈希表底层依赖两个方法:hashCode()和equals()

如何保证元素唯一性?
由hashCode()和equals()保证的,先调用hashCode()在调用equals().

执行顺序:

首先比较哈希值是否相同:
  若相同:
    继续执行equals()方法;
      -返回true:元素重复了,不添加;
      -返回false:直接把元素添加到集合;
  若不同:
    就直接把元素添加到集合;
2.2.2 TreeSet集合

A:底层数据结构是红黑树(是一个自平衡的二叉树)
B:保证元素的排序方式

排序方法:
a:自然排序(元素具备比较性):让元素所属的类实现Comparable接口.
b:比较器排序(集合具备比较性):让集合构造方法接收Comparator的实现类对象


2.3 Map接口概览
   Map也是接口,但没有继承Collection接口。该接口描述了从不重复的键到值的映射。Map接口用于维护键/值对(key/value pairs)。
   特征:它描述了从不重复的键到值的映射。
   两个重要的实现类:HashMap和TreeMap
   1.HashMap,中文叫散列表,基于哈希表实现,特点就是键值对的映射关系。一个key对应一个Value。HashMap中元素的排列顺序是不固定的。更加适合于对元素进行插入、删除和定位。
   2.TreeMap,基于红黑书实现。TreeMap中的元素保持着某种固定的顺序。更加适合于对元素的顺序遍历。

总结

|-List

有序,可重复
|--ArrayList
底层数据结构是数组,查询快,增删慢.
线程不安全,效率高.
|--Vector
底层数据结构是数组,查询快,增删慢.
线程安全,效率低.
|--LinkedList
底层数据结构是链表,查询慢,增删快.
线程不安全,效率高.

|-Set

无序,唯一
|--HashSet
底层数据结构是哈希表.
保证元素唯一性: 依赖两个方法:hashCode()和equals().
|--LinkedHashSet
底层数据结构是链表和哈希表
由链表保证元素有序
由哈希表保证元素唯一
|--TreeSet
底层数据结构是红黑树。
如何保证元素排序? 自然排序; 比较器排序.
如何保证元素唯一性的呢? 根据比较的返回值是否是0来决定.

4:针对Collection集合我们到底使用谁?
唯一么? 是:Set; 否:List.

若用Set: 排序么? 是:TreeSet; 否:HashSet. 如果知道是Set,但是不知道是哪个Set,就用HashSet. 要安全吗?是:Vector; 否:ArrayList或者LinkedList.

若用List: 查询多:ArrayList 增删多:LinkedList 如果你知道是List,但是不知道是哪个List,就用ArrayList.

如果你知道是Collection集合,但是不知道使用谁,就用ArrayList。
如果你知道用集合,就用ArrayList。

5:在集合中常见的数据结构(掌握)
ArrayXxx:底层数据结构是数组,查询快,增删慢; LinkedXxx:底层数据结构是链表,查询慢,增删快; HashXxx:底层数据结构是哈希表。依赖两个方法:hashCode()和equals(); TreeXxx:底层数据结构是二叉树。两种方式排序:自然排序和比较器排序;

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 200,045评论 5 468
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 84,114评论 2 377
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 147,120评论 0 332
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 53,902评论 1 272
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 62,828评论 5 360
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,132评论 1 277
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 37,590评论 3 390
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,258评论 0 254
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,408评论 1 294
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,335评论 2 317
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,385评论 1 329
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,068评论 3 315
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,660评论 3 303
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,747评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 30,967评论 1 255
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 42,406评论 2 346
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 41,970评论 2 341

推荐阅读更多精彩内容

  • Collection 集合和数组的区别 A:长度区别 数组的长度固定 集合长度可变 B:内容不同 数组存储的是同一...
    清枫_小天阅读 764评论 0 14
  • 1. Java基础部分 基础部分的顺序:基本语法,类相关的语法,内部类的语法,继承相关的语法,异常的语法,线程的语...
    子非鱼_t_阅读 31,537评论 18 399
  • title: java集合框架学习总结 tags:集合框架 categories:总结 date: 2017-03...
    行径行阅读 1,670评论 0 2
  • 一、集合框架的概述 1、概述: 1、简述:所谓集合,就是为方便对多个对象的操作,对对象进行存储。集合就是存储对象最...
    玉圣阅读 504评论 0 4
  • 从记事起,我就一直想做一个自我的人,能够天马行空,能够放荡不羁,然而,生活并没有因为家人的宠溺而过多垂青与...
    天嘉宝贝阅读 275评论 0 1