一、前言
如果一个程序只包含固定数量的且其生命期都是已知的对象,那么这是一个非常简单的程序。通常,程序总是根据运行时才知道的某些条件去创建对象。在此之前,不会知道所需对象的数量,甚至不知道确切的类型。为解决这个普遍的编程问题,需要在任意时刻和任意位置创建任意数量的对象。所以,就不能依靠创建命名的引用来持有每一个对象。Java实用类库提供了一套完整的容器类来解决这个问题,其中基本的类型是List、Set、Queue和Map。这些对象类型称为集合类。下面是它的类关系图:
从上图可以看出,Java集合大致可以分为Set、List、Queue和Map四种体系。其中Set代表无序、不可重复的集合;List代表有序、重复的集合;而Map则代表具有映射关系的集合。Java5又增加了Queue体系集合,代表一种队列集合实现。
Java集合就像一种容器,可以把多个对象(实际上是对象的引用,单习惯上都称对象)“丢进”该容器。我们可以使用这些工具来解决数量惊人的问题。容器还有其他一些特征。例如,Set对于每个值都只保存一个对象,Map是允许你将某些对象与其他一些对象关联起来的关联数组,Java集合类都可以自动地调整自己的尺寸。因此,与数组不同,在编程时,可以将任意数量的对象放置到容器中,并且不需要担心容器应该设置为多大。从Java5增加了泛型以后,Java集合可以记住容器中对象的数据类型,使得编码更加简洁、健壮。
1.Java集合和数组的区别:
1)数组声明了它容纳元素的类型,而集合不声明。
2)数组元素既可以是基本类型的值,也可以是对象。集合里只能保存对象(实际上只是保存对象的引用变量),基本数据类型的变量要转换成对应的包装类才能放入集合类中。
3)数组是静态的,一个数组实例具有固定的大小,一旦创建了就无法改变容量了。而集合是可以动态扩展容量,可以根据需要动态改变大小,集合提供更多的成员方法,能满足更多的需求。
4)数组存放的类型只能是一种(基本类型/引用类型),集合存放的类型可以不是一种(不加泛型时添加的类型是Object)。
5)数组是java语言中内置的数据类型,是线性排列的,执行效率或者类型检查都是最快的。
2.Java集合类之间的继承关系:
Java的集合类主要由两个接口派生而出:Collection和Map,Collection和Map是Java集合框架的根接口。图中,ArrayList,HashSet,LinkedList,TreeSet是我们经常会有用到的已实现的集合类。
Map实现类用于保存具有映射关系的数据。Map保存的每项数据都是key-value对,也就是由key和value两个值组成。Map里的key是不可重复的,key用来标识集合里的每项数据。
二、Collection接口
1.简介
Collection接口是Set,Queue,List的父接口。Collection接口中定义了多种方法可供其子类进行实现,以实现数据操作。下面是Collection的类结构图:
可以看出Collection用法有:添加元素,删除元素,返回Collection集合的个数以及清空集合等。集中重点在于iterator()方法,该方法的返回值是Iterator。这个将于以后的学习中详细复习。
2.Set集合
Set集合与Collection集合基本相同,没有提供任何额外方法。实际上Set就是Collection,只是行为略有不同(Set不允许包含重复元素)。
Set集合注重独一无二的性质,该体系集合可以知道某物是否已近存在于集合中,不会存储重复的元素。用于存储无序(存入和取出的顺序不一定相同)元素,值不能重复。如果试图把两个相同的元素加入同一个Set集合中,则添加操作失败,add()方法返回false,且新元素不会被加入。
3.List集合
List集合代表一个元素有序、可重复的集合,集合中每个元素都有对应的顺序索引。List集合允许使用重复元素,可以通过索引来访问指定位置的集合元素。List集合默认是按元素的添加顺序设置元素的索引,例如:第一个添加的元素索引为0,第二个添加的元素索引为1......List作为Collection接口的子接口,可以使用Collection接口里的全部方法。因为List是有序集合,List集合里增加了一些根据索引来操作集合元素的方法。
4.Queue集合
Queue用于模拟队列这种数据结构。队列通常是指“先进先出(FIFO)”的容器。队列的头部保存在队列中存放时间最长的元素,尾部保存存放时间最短的元素。新元素插入到队列的尾部,取出元素会返回队列头部的元素。通常,队列不允许随机访问队列中的元素。
三、Map集合
1.简介
Map用于保存具有映射关系的数据,因此Map集合里保存着两组数,一组值用于保存Map里的key,另一组值用于保存Map里的value,key和value都可以是任何引用类型的数据。Map的key不允许重复,即通过指定的key,总能找到唯一的、确定的value。Map提供了一个更通用的元素存储方法。从概念上而言,我们可以将List看作是具有数值键的Map。而实际上,除了List和Map都在定义java.util中外,两者并没有直接的联系。下面是Map的类结构图:
不难看出,基本都是一些行为控制的方法,重点在于它的内部接口Map.Entry。这个也将于以后的学习中详细复习。
2.Map与Set、List的关系,区别及适用场景
1)Map集合与Set集合的关系:如果把Map里的所有key放在一起看,他们就组成了一个Set集合(所有的key没有顺序,key与key之间不能重复),实际上Map确实包含了一个keySet()方法,用户返回Map里所有key组成的Set集合。
2)Map集合与List集合的关系:如果把Map里的所有value放在一起来看,它们又非常类似于一个List:元素与元素之间可以重复,每个元素可以根据索引来查找,只是Map中索引不再使用整数值,而是以另外一个对象作为索引。
3)List特点:元素有放入顺序,元素可重复;Set特点:元素无放入顺序,元素不可重复,重复元素会覆盖掉。
4)Set和List对比:Set检索元素效率低下,删除和插入效率高,插入和删除不会引起元素位置改变;List和数组类似,List可以动态增长,查找元素效率高,插入删除元素效率低,会引起其他元素位置改变。
四、总结
到这里,仅仅是为Java集合框架开了个端,对集合类进行了简单的介绍。让大家对Java集合的结构和分类有了一定的认识。接下来便是由点及面慢慢深入,对于集合能够有着更加清晰的认知。更多的还是需要大家自己去查去用。
参考:
Java编程思想 (第4版)豆瓣
https://github.com/LRH1993/android_interview