JAVA - Collections用法总结

时间：2016-05-02 00:22:48 阅读：310 评论：0 收藏：0 [点我收藏+]

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一生二，二生三，三生万物，基础永远是一个计算机人的立身之本。数据结构这门课程的分析奠定了工程师对各种平台中的容器类，集合类的理解基础，正如好多人所说的，如果你对某个平台的集合类理解的不透彻，很可能，你并不是不会使用那个平台上的代码，而是数据结构没理解透彻。

Windows NT平台上，MFC， ATL提供的集合类很少，而且功能很弱，这就导致了事实上的标准成了STL，相比于.Net 和 Java平台 STL在使用上稍显逊色，但是效率上应该是更胜一筹。但是不管哪种实现，都是基于数据结构的理论基础的，本文将讨论的是Java平台的高频集合类的使用方法。

首先要讨论的是LinkedList, 当我们需要经常性的插入或者删除元素的时候，我们的选择是LinkedList，因为没有移动元素的开销，但是Java中的LinkedList有一个怪癖，大家可能需要注意一下，每当需要删除元素的时候，需要先调用一次迭代器的next(), 然后是remove(), 使用起来稍显不自然。

public class LinkedListTest
{
   public static void main(String[] args)
   {
      List<String> a = new LinkedList<>();
      a.add("Amy");
      a.add("Carl");
      a.add("Erica");


      List<String> b = new LinkedList<>();
      b.add("Bob");
      b.add("Doug");
      b.add("Frances");
      b.add("Gloria");

      // merge the words from b into a
      ListIterator<String> aIter = a.listIterator();
      
      //Iterator<String> aIter = a.iterator();
      Iterator<String> bIter = b.iterator();
      
      while (bIter.hasNext())
      {        
         if (aIter.hasNext()) aIter.next();
         aIter.add(bIter.next());
      }

      System.out.println(a);

      // remove every second word from b

      bIter = b.iterator();
      while (bIter.hasNext())
      {
         bIter.next(); // skip one element
         if (bIter.hasNext())
         {
            bIter.next(); // skip next element
            bIter.remove(); // remove that element 
         }
      }

      System.out.println(b);

      // bulk operation: remove all words in b from a

      a.removeAll(b);

      System.out.println(a);
   }
}

LinkedList在对数据进行查找的时候，时间复杂度是O(n)的，当对查找需求比较高的时候就需要使用更加高效率的容器，比如HashSet, 其对元素的查找可以达到线性时间复杂度。

public class SetTest
{
   public static void main(String[] args)
   {
      Set<String> words = new HashSet<String>(); // HashSet implements Set
      long totalTime = 0;

      Scanner in = new Scanner(System.in);
      while (in.hasNext())
      {
         String word = in.next();
         long callTime = System.currentTimeMillis();
         words.add(word);
         callTime = System.currentTimeMillis() - callTime;
         totalTime += callTime;
      }

      Iterator<String> iter = words.iterator();
      for (int i = 1; i <= 20 && iter.hasNext(); i++)
         System.out.println(iter.next());
      System.out.println(". . .");
      System.out.println(words.size() + " distinct words. " + totalTime + " milliseconds.");
   }
}

HashSet对元素的迭代访问是随机顺序的，所以如果对顺序比较敏感，可能就要考虑TreeSet，插入后的元素自动排序，输出时是有序的集合。

public class TreeSetTest
{  
   public static void main(String[] args)
   {  
      SortedSet<Item> parts = new TreeSet<>();
      parts.add(new Item("Toaster", 1234));
      parts.add(new Item("Widget", 4562));
      parts.add(new Item("Modem", 9912));
      System.out.println(parts);

      SortedSet<Item> sortByDescription = new TreeSet<>(new
         Comparator<Item>()
         {  
            public int compare(Item a, Item b)
            {  
               String descrA = a.getDescription();
               String descrB = b.getDescription();
               return descrA.compareTo(descrB);
            }
         });

      sortByDescription.addAll(parts);
      System.out.println(sortByDescription);
   }
}

还记得数据结构中的小根堆吧？Java中也有相应的实现，他的名字是priorityQueue, 这个小根堆本身的迭代是无序的，但是小根堆保证每次删除的元素都是集合中最小的一个，也就是根。

public class PriorityQueueTest
{
   public static void main(String[] args)
   {
      PriorityQueue<GregorianCalendar> pq = new PriorityQueue<>();
      pq.add(new GregorianCalendar(1906, Calendar.DECEMBER, 9)); // G. Hopper
      pq.add(new GregorianCalendar(1815, Calendar.DECEMBER, 10)); // A. Lovelace
      pq.add(new GregorianCalendar(1903, Calendar.DECEMBER, 3)); // J. von Neumann
      pq.add(new GregorianCalendar(1910, Calendar.JUNE, 22)); // K. Zuse

      System.out.println("Iterating over elements...");
      for (GregorianCalendar date : pq)
         System.out.println(date.get(Calendar.YEAR));
      System.out.println("Removing elements...");
      while (!pq.isEmpty())
         System.out.println(pq.remove().get(Calendar.YEAR));
   }
}

大家在使用Set类集合的时候有个不方便的地方就是，如果我需要查找一个元素，我得先知道这个元素的详细信息，所有的信息，而不能通过关键字查找，Map的出现解决了这个问题， Map本身是一个键值对，可以通过键来取值，这就大大方便了查找，但是付出的代价是多存储了一个键。

public class MapTest
{
   public static void main(String[] args)
   {
      Map<String, Employee> staff = new HashMap<>();
      staff.put("144-25-5464", new Employee("Amy Lee"));
      staff.put("567-24-2546", new Employee("Harry Hacker"));
      staff.put("157-62-7935", new Employee("Gary Cooper"));
      staff.put("456-62-5527", new Employee("Francesca Cruz"));

      // print all entries

      System.out.println(staff);

      // remove an entry

      staff.remove("567-24-2546");

      // replace an entry

      staff.put("456-62-5527", new Employee("Francesca Miller"));

      // look up a value

      System.out.println(staff.get("157-62-7935"));

      // iterate through all entries

      for (Map.Entry<String, Employee> entry : staff.entrySet())
      {
         String key = entry.getKey();
         Employee value = entry.getValue();
         System.out.println("key=" + key + ", value=" + value);
      }
   }
}