Java 集合 总体框架
概述
在Java中有一套设计优良的接口和类组成了Java集合框架,其实这些类就是对集合、链表、队列、栈、数组、映射等数据接口的封装,并规定了统一的访问接口和迭代模式,使程序员操作成批的数据或对象元素极为方便。集合每种类,都根据不同的数据结构实现了不同的功能,在开发的时候根据具体情况使用。
先来一张集合的类图:
1.png
Collection
├List
│├LinkedList
│├ArrayList
│└Vector
│ └Stack
└Set
Map
├Hashtable
├HashMap
└WeakHashMap
集合类的接口分为两大类:Collection和Map,都位于java.utils.*包下,规定了基本的操作数据的接口。
List集合
List接口及其实现类是容量可变的列表,可按索引访问集合中的元素查询速度快,但是因为往集合中插入数据的时候伴随着集合的复制和移动,效率会比较低。集合中的元素有序,可重复。
- ArrayList:本质上是一个数组,可以根据索引进行快速存取,用于查询比较多而插入比较少的情况。它是线程不安全的,而Vector是同步的。
- LinkedList:本质上一个双向链表,也是非线程安全。由于是链表,每次查询需要从第一个遍历,查找慢,插入快。由于它也事先了Deque 接口也可以当做队列来使用。
Set集合
Set集合是无序、不重复的,只是简单的把成员放入集合中,对Set中的成员的访问操作是通过应用进行的,所以不能有重复的对象。Set集合中也有TreeSet可以事先排序功能。
- HashSet :能够快速定位一个元素,要注意的是:存入HashSet中的对象必须实现HashCode()方法
- TreeSet : 将放入其中的元素按序存放
Map:map集合是一个独立的集合接口,和Collection没多大关系。
Map是以键值对的方式存储,键值不允许重复,内部通过散列技术,把简直映射到一个hash表,根据键值的hash值来进行hash表定位,然后再进行成员的操作。
- HashMap : 以键值对方式存储,允许有空的键。
- HashTable: 所有键值都不能为空,而且存储的对象必须实现hashcode()和equal()方法
- TreeMap:TreeMap实现SortMap接口,能够把它保存的记录根据键排序,默认是按键值的升序排序(自然顺序),也可以指定排序的比较器,当用Iterator遍历TreeMap时,得到的记录是排过序的。不允许key值为空,非同步的
当元素的顺序很重要时选用TreeMap,当元素不必以特定的顺序进行存储时,使用HashMap。Hashtable的使用不被推荐,因为HashMap提供了所有类似的功能,并且速度更快。当你需要在多线程环境下使用时,HashMap也可以转换为同步的(ConcurrentHashMap/Collections.synchronizedMap())。
Properties 一般是把属性文件读入流中后,以键-值对的形式进行保存,以方便读取其中的数据
Vector和ArrayList
1,vector是线程同步的,所以它也是线程安全的,而arraylist是线程异步的,是不安全的。如果不考虑到线程的安全因素,一般用arraylist效率比较高(可以使用Collections.sychronizedList来装饰一个集合)。
2,如果集合中的元素的数目大于目前集合数组的长度时,vector增长率为目前数组长度的100%,而arraylist增长率为目前数组长度的50%。如果在集合中使用数据量比较大的数据,用vector有一定的优势。
3,如果查找一个指定位置的数据,vector和arraylist使用的时间是相同的,如果频繁的访问数据,这个时候使用vector和arraylist都可以。而如果移动一个指定位置会导致后面的元素都发生移动,这个时候就应该考虑到使用linklist,因为它移动一个指定位置的数据时其它元素不移动。
ArrayList 和Vector是采用数组方式存储数据,此数组元素数大于实际存储的数据以便增加和插入元素,都允许直接序号索引元素,但是插入数据要涉及到数组元素移动等内存操作,所以索引数据快,插入数据慢,Vector由于使用了synchronized方法(线程安全)所以性能上比ArrayList要差,LinkedList使用双向链表实现存储,按序号索引数据需要进行向前或向后遍历,但是插入数据时只需要记录本项的前后项即可,所以插入数度较快。
Arraylist和linkedlist
1.ArrayList是实现了基于动态数组的数据结构,LinkedList基于链表的数据结构。
2.对于随机访问get和set,ArrayList觉得优于LinkedList,因为LinkedList要移动指针。
3.对于新增和删除操作add和remove,LinedList比较占优势,因为ArrayList要移动数据。 这一点要看实际情况的。若只对单条数据插入或删除,ArrayList的速度反而优于LinkedList。但若是批量随机的插入删除数据,LinkedList的速度大大优于ArrayList. 因为ArrayList每插入一条数据,要移动插入点及之后的所有数据。
Collections 和Array
- Collections:主要的是对于一些常见的集合的操作,都是一些静态的处理方法,可以用到,如下
java.util.Collections.addAll(l, "d", "qwe", "asd");
java.util.Collections.reverse(l);
java.util.Collections.replaceAll(l,"d","ddd");
java.util.Collections.binarySearch(l,"qwe");
java.util.Collections.sort(l);
java.util.Collections.swap(l,2,3);