java 集合框架笔记

参考:

中文API

Java集合类: Set、List、Map、Queue使用场景梳理

Collections类常用方法总结

1.概述

在Java语言中,Java语言的设计者对常用的数据结构和算法做了一些规范(接口)和实现(具体实现接口的类)。所有抽象出来的数据结构和操作(算法)统称为Java集合框架(Java Collection Framework)。
Java程序员在具体应用时,不必考虑数据结构和算法实现细节,只需要用这些类创建出来一些对象,然后直接应用就可以了。这样就大大提高了编程效率。

  • Java 集合就像一种容器,可以把多个对象的引用放入容器中。

  • Java 集合类可以用于存储数量不等的多个对象,还可用于保存具有映射关系的关联数组

  • 在 Java5 之前,Java 集合会丢失容器中所有对象的数据类型,把所有对象都当成 Object 类型处理;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

  • Java 集合可分为 Set、List 和 Map 三种体系

    • Set:无序、不可重复的集合
  • List:有序,可重复的集合

  • Map:具有映射关系的集合

总的架构如下,包含继承关系,实现的分类,一目了然:

2.Collection 接口简单介绍

Collection 接口是 List、Set 和 Queue 接口的父接口,该接口里定义的方法既可用于操作 Set 集合,也可用于操作 List 和 Queue 集合. 用于表示任何对象或元素组。想要尽可能以常规方式处理一组元素时,就使用这一接口。



Collection 接口主要方法:


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其对应的顺序索引。List集合允许加入重复元素,因为它可以通过索引来访问指定位置的集合元素。List集合默认按元素的添加顺序设置元素的索引

  • ArrayList

ArrayList是基于数组实现的List类,它封装了一个动态的增长的、允许再分配的Object[]数组。

  • LinkedList

  • Stack

Stack是Vector提供的一个子类,用于模拟"栈"这种数据结构(LIFO后进先出)

4.Set集合

Set集合类似于一个罐子,"丢进"Set集合里的多个对象之间没有明显的顺序。Set继承自Collection接口,不能包含有重复元素(记住,这是整个Set类层次的共有属性)。Set判断两个对象相同不是使用"=="运算符,而是根据equals方法。也就是说,我们在加入一个新元素的时候,如果这个新元素对象和Set中已有对象进行注意equals比较都返回false,则Set就会接受这个新元素对象,否则拒绝。因为Set的这个制约,在使用Set集合的时候,应该注意两点:1) 为Set集合里的元素的实现类实现一个有效的equals(Object)方法、2) 对Set的构造函数,传入的Collection参数不能包含重复的元素。

  • HashSet

HashSet是Set接口的典型实现,HashSet使用HASH算法来存储集合中的元素,因此具有良好的存取和查找性能。当向HashSet集合中存入一个元素时,HashSet会调用该对象的hashCode()方法来得到该对象的hashCode值,然后根据该HashCode值决定该对象在HashSet中的存储位置。值得主要的是,HashSet集合判断两个元素相等的标准是两个对象通过equals()方法比较相等,并且两个对象的hashCode()方法的返回值相等

  • LinkedHashSet

LinkedHashSet集合也是根据元素的hashCode值来决定元素的存储位置,但和HashSet不同的是,它同时使用链表维护元素的次序,这样使得元素看起来是以插入的顺序保存的。当遍历LinkedHashSet集合里的元素时,LinkedHashSet将会按元素的添加顺序来访问集合里的元素。LinkedHashSet需要维护元素的插入顺序,因此性能略低于HashSet的性能,但在迭代访问Set里的全部元素时(遍历)将有很好的性能(链表很适合进行遍历)

  • SortedSet

此接口主要用于排序操作,即实现此接口的子类都属于排序的子类, TreeSet是SortedSet接口的实现类,TreeSet可以确保集合元素处于排序状态

5.Map

Map用于保存具有"映射关系"的数据,因此Map集合里保存着两组值,一组值用于保存Map里的key,另外一组值用于保存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,即同一个Map对象的任何两个key通过equals方法比较结果总是返回false。

  • HashMap

和HashSet集合不能保证元素的顺序一样,HashMap也不能保证key-value对的顺序。并且类似HashSet判断两个key是否相等的标准也是: 两个key通过equals()方法比较返回true、同时两个key hashCode值也必须相等

  • LinkedHashMap

LinkedHashMap也使用双向链表来维护key-value对的次序,该链表负责维护Map的迭代顺序,与key-value对的插入顺序一致(注意和TreeMap对所有的key-value进行排序进行区

6.Collections

  • Collections 是一个操作 Set、List 和 Map 等集合的工具类

  • Collections 中提供了大量方法对集合元素进行排序、查询和修改等操作,还提供了对集合对象设置不可变、对集合对象实现同步控制等方法

相关方法:

排序操作

  • reverse(List):反转 List 中元素的顺序
  • sort(List):根据元素的自然顺序对指定 List 集合元素按升序排序
  • sort(List,Comparator):根据指定的 Comparator 产生的顺序对 List 集合元素进行排序

查找,替换

  • Object max(Collection):根据元素的自然顺序,返回给定集合中的最大元素

  • Object max(Collection,Comparator):根据 Comparator 指定的顺序,返回给定集合中的最大元素

  • Object min(Collection):根据元素的自然顺序,返回给定集合中的最小元素

  • Object min(Collection,Comparator):根据 Comparator 指定的顺序,返回给定集合中的最小元素

  • int frequency(Collection,Object):返回指定集合中指定元素的出现次数

  • boolean replaceAll(List list,Object oldVal,Object newVal):使用新值替换 List 对象的所有旧值

  • swap(List,int, int):将指定 list 集合中的 i 处元素和 j 处元素进行交换

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