java 集合框架

java 提供了一些特定類，用來(lái)存儲(chǔ)和操作對(duì)象組，比如：dictionary, vector, stack, 和 properties。

這些類各有各的實(shí)現(xiàn)，沒(méi)有統(tǒng)一的訪問(wèn)和操作方式，所以使用 vector 類的方式和使用 properties 類的方式有著很大不同

集合框架被設(shè)計(jì)成要滿足以下幾個(gè)目標(biāo)：

• 該框架必須是高性能的?；炯希▌?dòng)態(tài)數(shù)組，鏈表，樹(shù)，哈希表）的實(shí)現(xiàn)也必須是高效的。
• 該框架允許不同類型的集合，以類似的方式工作，具有高度的互操作性。
• 對(duì)一個(gè)集合的擴(kuò)展和適應(yīng)必須是簡(jiǎn)單的。

為此，整個(gè)集合框架就圍繞一組標(biāo)準(zhǔn)接口而設(shè)計(jì)。你可以直接使用這些接口的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)，諸如： linkedlist, hashset, 和 treeset 等,除此之外你也可以通過(guò)這些接口實(shí)現(xiàn)自己的集合。

從上面的集合框架圖可以看到，java 集合框架主要包括兩種類型的容器，一種是集合（collection），存儲(chǔ)一個(gè)元素集合，另一種是圖（map），存儲(chǔ)鍵/值對(duì)映射。collection 接口又有 3 種子類型，list、set 和 queue，再下面是一些抽象類，最后是具體實(shí)現(xiàn)類，常用的有 arraylist、linkedlist、hashset、linkedhashset、hashmap、linkedhashmap 等等。

集合框架是一個(gè)用來(lái)代表和操縱集合的統(tǒng)一架構(gòu)。所有的集合框架都包含如下內(nèi)容：

• 接口：是代表集合的抽象數(shù)據(jù)類型。例如 collection、list、set、map 等。之所以定義多個(gè)接口，是為了以不同的方式操作集合對(duì)象
• 實(shí)現(xiàn)（類）：是集合接口的具體實(shí)現(xiàn)。從本質(zhì)上講，它們是可重復(fù)使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，例如：arraylist、linkedlist、hashset、hashmap。
• 算法：是實(shí)現(xiàn)集合接口的對(duì)象里的方法執(zhí)行的一些有用的計(jì)算，例如：搜索和排序。這些算法被稱為多態(tài)，那是因?yàn)橄嗤姆椒梢栽谙嗨频慕涌谏嫌兄煌膶?shí)現(xiàn)。

除了集合，該框架也定義了幾個(gè) map 接口和類。map 里存儲(chǔ)的是鍵/值對(duì)。盡管 map 不是集合，但是它們完全整合在集合中。

1. 集合框架體系

java 集合框架提供了一套性能優(yōu)良，使用方便的接口和類，java集合框架位于java.util包中， 所以當(dāng)使用集合框架的時(shí)候需要進(jìn)行導(dǎo)包。

2. 集合接口

集合框架定義了一些接口。本節(jié)提供了每個(gè)接口的概述：

3. set 和 list 區(qū)別

• 1. set 接口范例存儲(chǔ)的是無(wú)序的，不重復(fù)的數(shù)據(jù)。list 接口范例存儲(chǔ)的是有序的，可以重復(fù)的元素。
• 2. set檢索效率低下，刪除和插入效率高，插入和刪除不會(huì)引起元素位置改變 <實(shí)現(xiàn)類有hashset,treeset>。
• 3. list和數(shù)組類似，可以動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)，根據(jù)實(shí)際存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度自動(dòng)增長(zhǎng)list的長(zhǎng)度。查找元素效率高，插入刪除效率低，因?yàn)闀?huì)引起其他元素位置改變 <實(shí)現(xiàn)類有arraylist,linkedlist,vector> 。

4. 集合實(shí)現(xiàn)類（集合類）

java提供了一套實(shí)現(xiàn)了collection接口的標(biāo)準(zhǔn)集合類。其中一些是具體類，這些類可以直接拿來(lái)使用，而另外一些是抽象類，提供了接口的部分實(shí)現(xiàn)。

標(biāo)準(zhǔn)集合類匯總于下表：

list list=collections.synchronizedlist(newlinkedlist(...));

在前面的教程中已經(jīng)討論通過(guò)java.util包中定義的類，如下所示：

5. 集合算法

集合框架定義了幾種算法，可用于集合和映射。這些算法被定義為集合類的靜態(tài)方法。

在嘗試比較不兼容的類型時(shí)，一些方法能夠拋出 classcastexception異常。當(dāng)試圖修改一個(gè)不可修改的集合時(shí)，拋出unsupportedoperationexception異常。

集合定義三個(gè)靜態(tài)的變量：empty_set，empty_list，empty_map的。這些變量都不可改變。

6. 如何使用迭代器

通常情況下，你會(huì)希望遍歷一個(gè)集合中的元素。例如，顯示集合中的每個(gè)元素。

一般遍歷數(shù)組都是采用for循環(huán)或者增強(qiáng)for，這兩個(gè)方法也可以用在集合框架，但是還有一種方法是采用迭代器遍歷集合框架，它是一個(gè)對(duì)象，實(shí)現(xiàn)了iterator 接口或 listiterator接口。

迭代器，使你能夠通過(guò)循環(huán)來(lái)得到或刪除集合的元素。listiterator 繼承了 iterator，以允許雙向遍歷列表和修改元素。

7. 遍歷 arraylist

import java.util.*;

public class test{
    public static void main(string[] args) {
        list<string> list=new arraylist<string>();
        list.add("hello");
        list.add("world");
        list.add("hahahaha");
        //第一種遍歷方法使用 for-each 遍歷 list
        for (string str : list) {            
            //也可以改寫(xiě) for(int i=0;i<list.size();i++) 這種形式
            system.out.println(str);
        }
    
        //第二種遍歷，把鏈表變?yōu)閿?shù)組相關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行遍歷
        string[] strarray=new string[list.size()];
        list.toarray(strarray);
        for(int i=0;i<strarray.length;i++) //這里也可以改寫(xiě)為  for(string str:strarray) 這種形式
        {
        system.out.println(strarray[i]);
        }
        
    //第三種遍歷 使用迭代器進(jìn)行相關(guān)遍歷
        
        iterator<string> ite=list.iterator();
        while(ite.hasnext())//判斷下一個(gè)元素之后有值
        {
            system.out.println(ite.next());
        }
    }
}

解析：

三種方法都是用來(lái)遍歷arraylist集合，第三種方法是采用迭代器的方法，該方法可以不用擔(dān)心在遍歷的過(guò)程中會(huì)超出集合的長(zhǎng)度。

8. 遍歷 map

import java.util.*;

public class test{
    public static void main(string[] args) {
        map map = new hashmap();
        map.put("1", "value1");
        map.put("2", "value2");
        map.put("3", "value3");
        
        //第一種：普遍使用，二次取值
        system.out.println("通過(guò)map.keyset遍歷key和value：");
        for (string key : map.keyset()) {
            system.out.println("key= "+ key + " and value= " + map.get(key));
        }
        
        //第二種
        system.out.println("通過(guò)map.entryset使用iterator遍歷key和value：");
        iterator<map.entry<string, string>> it = map.entryset().iterator();
        while (it.hasnext()) {
        map.entry<string, string> entry = it.next();
            system.out.println("key= " + entry.getkey() + " and value= " + entry.getvalue());
        }
        
        //第三種：推薦，尤其是容量大時(shí)
        system.out.println("通過(guò)map.entryset遍歷key和value");
        for (map.entry<string, string> entry : map.entryset()) {
            system.out.println("key= " + entry.getkey() + " and value= " + entry.getvalue());
        }

        //第四種
        system.out.println("通過(guò)map.values()遍歷所有的value，但不能遍歷key");
        for (string v : map.values()) {
            system.out.println("value= " + v);
        }
    }
}

9. 如何使用比較器

treeset和treemap的按照排序順序來(lái)存儲(chǔ)元素. 然而，這是通過(guò)比較器來(lái)精確定義按照什么樣的排序順序。

這個(gè)接口可以讓我們以不同的方式來(lái)排序一個(gè)集合。

10. 總結(jié)

java集合框架為程序員提供了預(yù)先包裝的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法來(lái)操縱他們。

集合是一個(gè)對(duì)象，可容納其他對(duì)象的引用。集合接口聲明對(duì)每一種類型的集合可以執(zhí)行的操作。

集合框架的類和接口均在java.util包中。

任何對(duì)象加入集合類后，自動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)閛bject類型，所以在取出的時(shí)候，需要進(jìn)行強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換。