Java集合框架总结

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JA V A集合框架

一、集合框架

在实际开发中,需要将对象根据不同的需求而存储在特定的数据结构容器中。但是数组虽然是一种用来存储数据的数据结构,但是它的局限性很低,很难满足各种的需求,所以JDK出现了用来满足各种需求的框架——集合框架。

“集合框架”主要由一组用来操作对象的接口组成。不同接口描述一组不同数据类型。

常见的集合类有:1)实现Collection接口的:List接口、Set接口。

2)实现Map接口的。

二、Collection接口

Collection接口表示了如何把一组对象作为它的元素。JDK没有直接提供Collection接口的实现,Collection接口的实现依赖于两个继承自自己的接口:Set和List。所有通过实现Collection接口的子接口的类应该提供两个标准的构造器:一个不需要参数的构造器,用来创建一个空的集合,另外一个需要一个类型作为参数的构造器,用来创建一个和参数的类型相同的元素的集合。

int size():返回这个集合中的元素的数量。

boolean isEmpty():返回集合是否包含元素,如果没有的话,返回true。

boolean contains(E e):如果这个集合包含某个指定的元素,返回true。

Iterator iterator():返回这个集合中的所有元素的迭代。

boolean add(E e):向集合中添加新的元素,如果添加成功,返回true。

boolean remove(E e):从集合中删除指定元素,如果删除成功,返回true。

boolean containsAll(Collection c):这个集合是否包含指定集合中的所有的元素。

boolean addAll(Collection c):添加指定的集合中的所有元素到这个集合中。

boolean removeAll(Collection c):删除当前集合中与给定集合相同的元素。在这个调用返回之后,这个集合将不包含和指定的集合一样的元素。

boolean retainAll(Collection c):从这个集合中删除所有不包含在指定的集合中的所有元素。

T[] toArray(T[] a):返回一个包含集合中所有的元素的数组。

void clear():从集合中删除所有的元素。

boolean equals(Object obj):比较这个集合和指定对象是否相等。

int hashCode():返回这个集合的哈希值。

三、List接口

List 接口继承了Collection 接口,用于定义一个允许重复项的有序集合。可以将List理解为存放对象的数组,只不过其元素个数可以动态的增加或者减少。该接口不但能够对列表的一部分进行处理,还添加了面向位置的操作。

面向位置的操作包括插入某个元素或Collection 的功能,还包括获取、除去或更改元素的功能。在List 中搜索元素可以从列表的头部或尾部开始,如果找到元素,还将报告元素所在的位置:

void add(int index, Object element): 在指定位置index上添加元素element。

boolean addAll(int index, Collection c): 将集合c的所有元素添加到指定位置index。

Object get(int index): 返回List中指定位置的元素。

int indexOf(Object o): 返回第一个出现元素o的位置,否则返回-1。

int lastIndexOf(Object o) :返回最后一个出现元素o的位置,否则返回-1。

Object remove(int index):删除指定位置上的元素。

Object set(int index, Object element) :用元素element取代位置index上的元素,并且返回旧的元素。

在“集合框架”中有两种常规的List 实现ArrayList 和LinkedList,分别用动态数组和链表的方式实现List接口。可以认为ArrayList和LinkedList的方法在逻辑上完全一样,只是在性能上有一定的差别。如果要支持随机访问,而不必在除尾部的任何位置插入或除去元素,那么,ArrayList 提供了可选的集合。但如果,您要频繁的从列表的中间位置添加和除去元素,而只要顺序的访问列表元素,那么,LinkedList 实现更好。

1)LinkedList类

LinkedList类——链表实现的List,在删除或插入时只需改变链表“指针”,即可实现。

(1) void addFirst(Object o): 将对象o添加到列表的开头

void addLast(Object o):将对象o添加到列表的结尾

(2) Object getFirst(): 返回列表开头的元素

Object getLast(): 返回列表结尾的元素

(3) Object removeFirst(): 删除并且返回列表开头的元素

Object removeLast():删除并且返回列表结尾的元素

(4) LinkedList(): 构建一个空的链接列表

LinkedList(Collection c): 构建一个链接列表,并且添加集合c的所有元素“使用这些新方法,您就可以轻松的把LinkedList 当作一个堆栈、队列或其它面向端点的数据结构。”

2)ArrayList类

ArrayList类——动态数组实现的List,可以通过下标迅速的索引到对应的元素,但在删除和移动时移动较多元素。

ArrayList类封装了一个动态再分配的Object[]数组。每个ArrayList对象有一个capacity。这个capacity表示存储列表中元素的数组的容量。当元素添加到ArrayList时,它的capacity在常量时间内自动增加。

在向一个ArrayList对象添加大量元素的程序中,可使用ensureCapacity方法增加capacity。这可以减少增加重分配的数量。

(1) void ensureCapacity(int minCapacity): 将ArrayList对象容量增加minCapacity

(2) void trimToSize(): 整理ArrayList对象容量为列表当前大小。程序可使用这个操作减少ArrayList对象存储空间。

四、List高级—数据结构:Queue队列

队列是常用的数据结构,可以将(Queue)队列看成特殊的线性表,队列限制了对线性表的访问方式,即只能从线性表的一段添加(offer)元素,从另一端取出(poll)元素。

队列遵循先进先出(FIFO)原则。

JDK中提供了Queue接口,同时使得LinkedList实现该接口(Queue经常要进行插入和删除的操作,而LinkedList在这方面效率最高)。

Queue接口中的主要方法:

Boolean offer(E e)讲一个对象添加到队尾,添加成功则返回true。

E pool()从队首删除并返回一个元素。

E peek() 返回队首的元素(但并不删除)。

五、List高级—数据结构:Deque栈

栈也是常用的数据结构,栈(Deque)则是Queue的子接口,定义了所谓的“双端队列”,即从队列的两端分别可以入队(offer)和出队(poll),如果将Deque限制为只能从一段入队