Java集合类详解

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Collection
├List
│├LinkedList
│├ArrayList
│└Vector
│　└Stack
└Set
Map
├Hashtable
├HashMap
└WeakHashMap

Collection接口
　　Collection是最基本的集合接口，一个Collection代表一组Object，即Collection的元素（Elements）。Java SDK不提供直接继承自Collection的类，Java SDK提供的类都是继承自Collection的“子接口”如List和Set。
　　所有实现Collection接口的类都必须提供两个标准的构造函数：无参数的构造函数用于创建一个空的Collection，有一个 Collection参数的构造函数用于创建一个新的Collection，这个新的Collection与传入的Collection有相同的元素。后一个构造函数允许用户复制一个Collection。
　　如何遍历Collection中的每一个元素？不论Collection的实际类型如何，它都支持一个iterator()的方法，该方法返回一个迭代子，使用该迭代子即可逐一访问Collection中每一个元素。典型的用法如下：
　　　　Iterator it = collection.iterator(); // 获得一个迭代子
　　　　while(it.hasNext()) {
　　　　　　Object obj = it.next(); // 得到下一个元素
　　　　}
　　由Collection接口派生的两个接口是List和Set。

让我们转到对框架实现的研究，具体的集合类遵循命名约定，并将基本数据结构和框架接口相结合。除了四个历史集合类外，Java 2 框架还引入了六个集合实现，如下表所示。关于历史集合类如何转换、比如说，如何修改Hashtable 并结合到框架中，请参阅历史集合类 。

这里没有 Collection 接口的实现。历史集合类，之所以这样命名是因为从 Java 类库 1.0 发行版就开始沿用至今了。

如果从历史集合类转换到新的框架类，主要差异之一在于所有的操作都和新类不同步。您可以往新类中添加同步的实现，但您不能把它从旧的类中除去。

Collection collection = new ArrayList();（这样写的好处在于，以后如果要理性不同的集合，可以省略很多麻烦。因为都是用Collection接口里的方法，）

*All方法参数的类型都为Collection ，大多数方法都是返回boolean类型值，Collection 接口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。（如，可以直接add（100），可以是普通数据类型）。

容器类对象在调用remove,contains等方法时需要比较对象是否相等地，这会涉及到对象类型的equals方法和hashcode方法。即，相等的对象应该有相等的hashcode.当然，如果是自定义的类型，需要重写这两个方法。

iterator接口

import java.util.*;

public class SetExample {
  public static void main(String args[]) {
    Set set = new HashSet();
    set.add("Bernadine");
    set.add("Elizabeth");
    set.add("Gene");
    set.add("Elizabeth");
    set.add("Clara");
    System.out.println(set);
    Set sortedSet = new TreeSet(set);
    System.out.println(sortedSet);
  }
}

[Gene, Clara, Bernadine, Elizabeth]
[Bernadine, Clara, Elizabeth, Gene]

for (int i=fromIndex; i<toIndex; i++) {
  // process element at position i
}

其中set方法返回的是被替换的内容。

Linked 改快读慢

Array 读快改慢

Hash 两都之间

Collection是集合接口
    |————Set子接口:无序，不允许重复。
    |————List子接口:有序，可以有重复元素。

    区别：Collections是集合类

    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，因为会引起其他元素位置改变。

    Set和List具体子类：
    Set
     |————HashSet：以哈希表的形式存放元素，插入删除速度很快。

    List
     |————ArrayList：动态数组
     |————LinkedList：链表、队列、堆栈。

    Array和java.util.Vector
    Vector是一种老的动态数组，是线程同步的，效率很低，一般不赞成使用。

Map 接口

Map 接口不是 Collection 接口的继承。而是从自己的用于维护键-值关联的接口层次结构入手。按定义，该接口描述了从不重复的键到值的映射。

我们可以把这个接口方法分成三组操作：改变、查询和提供可选视图。

改变操作允许您从映射中添加和除去键-值对。键和值都可以为 null。但是，您不能把Map 作为一个键或值添加给自身。

• Object put(Object key, Object value)返回值是被替换的值。
• Object remove(Object key)
• void putAll(Map mapping)
• void clear()

查询操作允许您检查映射内容：

• Object get(Object key)
• boolean containsKey(Object key)
• boolean containsValue(Object value)
• int size()
• boolean isEmpty()

最后一组方法允许您把键或值的组作为集合来处理。

• public Set keySet()
• public Collection values()
• public Set entrySet()

因为映射中键的集合必须是唯一的，您用 Set 支持。因为映射中值的集合可能不唯一，您用Collection 支持。最后一个方法返回一个实现 Map.Entry 接口的元素 Set。

Map.Entry 接口

Map 的 entrySet() 方法返回一个实现Map.Entry 接口的对象集合。集合中每个对象都是底层 Map 中一个特定的键-值对。

通过这个集合迭代，您可以获得每一条目的键或值并对值进行更改。但是，如果底层 Map 在Map.Entry 接口的setValue() 方法外部被修改，此条目集就会变得无效，并导致迭代器行为未定义。

HashMap 类和 TreeMap 类

“集合框架”提供两种常规的 Map 实现：HashMap 和TreeMap。和所有的具体实现一样，使用哪种实现取决于您的特定需要。在Map 中插入、删除和定位元素，HashMap 是最好的选择。但如果您要按顺序遍历键，那么TreeMap 会更好。根据集合大小，先把元素添加到 HashMap，再把这种映射转换成一个用于有序键遍历的 TreeMap 可能更快。使用HashMap 要求添加的键类明确定义了 hashCode() 实现。有了TreeMap 实现，添加到映射的元素一定是可排序的。我们将在排序中详细介绍。

为了优化 HashMap 空间的使用，您可以调优初始容量和负载因子。这个TreeMap 没有调优选项，因为该树总处于平衡状态。

HashMap 和 TreeMap 都实现Cloneable 接口。

Hashtable 类和 Properties 类是Map 接口的历史实现。我们将在Dictionary 类、Hashtable 类和 Properties 类中讨论。

映射的使用示例

以下程序演示了具体 Map 类的使用。该程序对自命令行传递的词进行频率计数。HashMap 起初用于数据存储。后来，映射被转换为TreeMap 以显示有序的键列列表。

import java.util.*;

public class MapExample {
  public static void main(String args[]) {
    Map map = new HashMap();
    Integer ONE = new Integer(1);
    for (int i=0, n=args.length; i<n; i++) {
      String key = args[i];
      Integer frequency = (Integer)map.get(key);
      if (frequency == null) {
        frequency = ONE;
      } else {
        int value = frequency.intValue();
        frequency = new Integer(value + 1);
      }
      map.put(key, frequency);
    }
    System.out.println(map);
    Map sortedMap = new TreeMap(map);
    System.out.println(sortedMap);
  }
}

用 Bill of Rights 的第三篇文章的文本运行程序产生下列输出，请注意有序输出看起来多么有用！

无序输出：

{prescribed=1, a=1, time=2, any=1, no=1, shall=1, nor=1, peace=1, owner=1, soldier=1, to=1, the=2, law=1, but=1, manner=1, without=1, house=1, in=4, by=1, consent=1, war=1, quartered=1, be=2, of=3}

有序输出：

{a=1, any=1, be=2, but=1, by=1, consent=1, house=1, in=4, law=1, manner=1, no=1, nor=1, of=3, owner=1, peace=1, prescribed=1, quartered=1, shall=1, soldier=1, the=2, time=2, to=1, war=1, without=1}

　Java集合框架是最常被问到的Java面试问题，要理解Java技术强大特性就有必要掌握集合框架。这里有一些实用问题，常在核心Java面试中问到。

　　1、什么是Java集合API

　　Java集合框架API是用来表示和操作集合的统一框架，它包含接口、实现类、以及帮助程序员完成一些编程的算法。简言之，API在上层完成以下几件事：

　　● 编程更加省力，提高城程序速度和代码质量

　　● 非关联的API提高互操作性

　　● 节省学习使用新API成本

　　● 节省设计新API的时间

　　● 鼓励、促进软件重用

　　具体来说，有6个集合接口，最基本的是Collection接口，由三个接口Set、List、SortedSet继承，另外两个接口是Map、SortedMap，这两个接口不继承Collection，表示映射而不是真正的集合。

　　2、什么是Iterator

　　一些集合类提供了内容遍历的功能，通过java.util.Iterator接口。这些接口允许遍历对象的集合。依次操作每个元素对象。当使用 Iterators时，在获得Iterator的时候包含一个集合快照。通常在遍历一个Iterator的时候不建议修改集合本省。

　　3、Iterator与ListIterator有什么区别？

　　Iterator：只能正向遍历集合，适用于获取移除元素。ListIerator：继承Iterator，可以双向列表的遍历，同样支持元素的修改。

　　4、什么是HaspMap和Map？

　　Map是接口，Java 集合框架中一部分，用于存储键值对，HashMap是用哈希算法实现Map的类。

　　5、HashMap与HashTable有什么区别？对比Hashtable VS HashMap

　　两者都是用key-value方式获取数据。Hashtable是原始集合类之一（也称作遗留类）。HashMap作为新集合框架的一部分在Java2的1.2版本中加入。它们之间有一下区别：

　　● HashMap和Hashtable大致是等同的，除了非同步和空值（HashMap允许null值作为key和value，而Hashtable不可以）。

　　● HashMap没法保证映射的顺序一直不变，但是作为HashMap的子类LinkedHashMap，如果想要预知的顺序迭代（默认按照插入顺序），你可以很轻易的置换为HashMap，如果使用Hashtable就没那么容易了。

　　● HashMap不是同步的，而Hashtable是同步的。

　　● 迭代HashMap采用快速失败机制，而Hashtable不是，所以这是设计的考虑点。

　　6、在Hashtable上下文中同步是什么意思？

　　同步意味着在一个时间点只能有一个线程可以修改哈希表，任何线程在执行hashtable的更新操作前需要获取对象锁，其他线程等待锁的释放。

　　7、什么叫做快速失败特性

　　从高级别层次来说快速失败是一个系统或软件对于其故障做出的响应。一个快速失败系统设计用来即时报告可能会导致失败的任何故障情况，它通常用来停止正常的操作而不是尝试继续做可能有缺陷的工作。当有问题发生时，快速失败系统即时可见地发错错误告警。在Java中，快速失败与iterators有关。如果一个iterator在集合对象上创建了，其它线程欲“结构化”的修改该集合对象，并发修改异常 （ConcurrentModificationException） 抛出。

　　8、怎样使Hashmap同步？

　　HashMap可以通过Map m = Collections.synchronizedMap（hashMap）来达到同步的效果。

　　9、什么时候使用Hashtable，什么时候使用HashMap

　　基本的不同点是Hashtable同步HashMap不是的，所以无论什么时候有多个线程访问相同实例的可能时，就应该使用Hashtable，反之使用HashMap。非线程安全的数据结构能带来更好的性能。

　　如果在将来有一种可能—你需要按顺序获得键值对的方案时，HashMap是一个很好的选择，因为有HashMap的一个子类 LinkedHashMap。所以如果你想可预测的按顺序迭代（默认按插入的顺序），你可以很方便用LinkedHashMap替换HashMap。反观要是使用的Hashtable就没那么简单了。同时如果有多个线程访问HashMap，Collections.synchronizedMap（）可以代替，总的来说HashMap更灵活。

　　10、为什么Vector类认为是废弃的或者是非官方地不推荐使用？或者说为什么我们应该一直使用ArrayList而不是Vector

　　你应该使用ArrayList而不是Vector是因为默认情况下你是非同步访问的，Vector同步了每个方法，你几乎从不要那样做，通常有想要同步的是整个操作序列。同步单个的操作也不安全（如果你迭代一个Vector，你还是要加锁，以避免其它线程在同一时刻改变集合）.而且效率更慢。当然同样有锁的开销即使你不需要，这是个很糟糕的方法在默认情况下同步访问。你可以一直使用Collections.sychronizedList来装饰一个集合。

　　事实上Vector结合了“可变数组”的集合和同步每个操作的实现。这是另外一个设计上的缺陷。Vector还有些遗留的方法在枚举和元素获取的方法，这些方法不同于List接口，如果这些方法在代码中程序员更趋向于想用它。尽管枚举速度更快，但是他们不能检查如果集合在迭代的时候修改了，这样将导致问题。尽管以上诸多原因，oracle也从没宣称过要废弃Vector。

Java集合类详解

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原文地址：http://www.cnblogs.com/jay36/p/7723235.html