java集合概述
Java 集合可分为 Collection 和 Map 两种体系
- Collection接口:单列数据,定义了存取一组对象的方法的集合
List:元素有序(指的是存储时,与存放顺序保持一致)、可重复的集合
Set:元素无序、不可重复的集合
- Map接口:双列数据,保存具有映射关系“key-value对”的集合
ArrayList和LinkedList的异同?
答:二者都线程不安全,相对线程安全的Vector,执行效率高。此外,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。对于随机访问get和set,ArrayList优于LinkedList,因为LinkedList要移动指针。对于新增和删除操作add(特指插入)和remove,LinkedList比较占优势,因为ArrayList要移动数据。
ArrayList和Vector的区别?
Vector和ArrayList几乎是完全相同的,唯一的区别在于Vector是同步类(synchronized),属于强同步类。因此开销就比ArrayList要大,访问要慢。正常情况下,大多数的Java程序员使用ArrayList而不是Vector,因为同步完全可以由程序员自己来控制。Vector每次扩容请求其大小的2倍空间,而ArrayList是1.5倍。Vector还有一个子类Stack。
Collection子接口:Set接口
- Set接口描述
- Set接口是Collection的子接口,set接口没有提供额外的方法
- Set 集合不允许包含相同的元素,如果试把两个相同的元素加入同一个Set 集合中,则添加操作失败。
- Set 判断两个对象是否相同不是使用 == 运算符,而是根据 equals() 方法
- Set实现类之一:HashSet
- HashSet 是 Set 接口的典型实现,大多数时候使用 Set 集合时都使用这个实现类。
- HashSet 按 Hash 算法来存储集合中的元素,因此具有很好的存取、查找、删除性能。
- HashSet 具有以下特点:不能保证元素的排列顺序、HashSet 不是线程安全的、集合元素可以是 null
- HashSet 集合判断两个元素相等的标准:两个对象通过 hashCode() 方法比较相等,并且两个对象的 equals() 方法返回值也相等。
- 对于存放在Set容器中的对象,对应的类一定要重写equals()和hashCode(Object obj)方法,以实现对象相等规则。即:“相等的对象必须具有相等的散列码”。
- 向HashSet中添加元素的过程
当向 HashSet 集合中存入一个元素时,HashSet 会调用该对象的 hashCode() 方法来得到该对象的 hashCode 值,然后根据 hashCode 值,通过某种散列函数决定该对象在 HashSet 底层数组中的存储位置。(这个散列函数会与底层数组的长度相计算得到在数组中的下标,并且这种散列函数计算还尽可能保证能均匀存储元素,越是散列分布,该散列函数设计的越好)
如果两个元素的hashCode()值相等,会再继续调用equals方法,如果equals方法结果为true,添加失败;如果为false,那么会保存该元素,但是该数组的位置已经有元素了,那么会通过链表的方式继续链接。
如果两个元素的 equals() 方法返回 true,但它们的 hashCode() 返回值不相等,hashSet 将会把它们存储在不同的位置,但依然可以添加成功。
- 重写 equals() 方法的基本原则
当一个类有自己特有的“逻辑相等”概念,当改写equals()的时候,总是要改写hashCode(),根据一个类的equals方法(改写后),两个截然不同的实例有可能在逻辑上是相等的,但是,根据Object.hashCode()方法,它们仅仅是两个对象。因此,违反了“相等的对象必须具有相等的散列码”。
结论:复写equals方法的时候一般都需要同时复写hashCode方法。通常参与计算hashCode的对象的属性也应该参与到equals()中进行计算。
- Set实现类之二:LinkedHashSet
- LinkedHashSet 是 HashSet 的子类
- LinkedHashSet 根据元素的 hashCode 值来决定元素的存储位置,但它同时使用双向链表维护元素的次序,这使得元素看起来是以插入顺序保存的。
- LinkedHashSet插入性能略低于 HashSet,但在迭代访问 Set 里的全部元素时有很好的性能。
- LinkedHashSet 不允许集合元素重复。
- Set实现类之三:TreeSet
- TreeSet 是 SortedSet 接口的实现类,TreeSet 可以确保集合元素处于排序状态。
- TreeSet底层使用红黑树结构存储数据
- TreeSet 两种排序方法:自然排序和定制排序。默认情况下,TreeSet 采用自然排序。
- 排 序—自然排序
- 自然排序:TreeSet 会调用集合元素的 compareto(Object obj) 方法来比较元素之间的大小关系,然后将集合元素按升序(默认情况)排列。
- 如果试图把一个对象添加到 TreeSet 时,则该对象的类必须实现 Comparable 接口。实现 Comparable 的类必须实现 compareto(Object obj) 方法,两个对象即通过compareto(Object obj) 方法的返回值来比较大小。
- Comparable 的典型实现:
- BigDecimal、BigInteger 以及所有的数值型对应的包装类:按它们对应的数值大小进行比较
- Character:按字符的 unicode值来进行比较
- Boolean:true 对应的包装类实例大于 false 对应的包装类实例
- String:按字符串中字符的 unicode 值进行比较
- Date、Time:后边的时间、日期比前面的时间、日期大
- 向 TreeSet 中添加元素时,只有第一个元素无须比较compareto()方法,后面添加的所有元素都会调用compareto()方法进行比较。
- 因为只有相同类的两个实例才会比较大小,所以向 TreeSet 中添加的应该是同一个类的对象。
- 对于 TreeSet 集合而言,它判断两个对象是否相等的唯一标准是:两个对象通过 compareto(Object obj) 方法比较返回值。
- 当需要把一个对象放入 TreeSet 中,重写该对象对应的 equals() 方法时,应保证该方法与 compareto(Object obj) 方法有一致的结果:如果两个对象通过equals() 方法比较返回 true,则通过 compareto(Object obj) 方法比较应返回 0。否则,让人难以理解。
- 排 序—定制排序
- TreeSet的自然排序要求元素所属的类实现Comparable接口,如果元素所属的类没有实现Comparable接口,或不希望按照升序(默认情况)的方式排列元素或希望按照其它属性大小进行排序,则考虑使用定制排序。定制排序,通过Comparator接口来实现。需要重写compare(T o1,T o2)方法。
- 利用int compare(T o1,T o2)方法,比较o1和o2的大小:如果方法返回正整数,则表示o1大于o2;如果返回0,表示相等;返回负整数,表示o1小于o2。
- 要实现定制排序,需要将实现Comparator接口的实例作为形参传递给TreeSet的构造器。
- 此时,仍然只能向TreeSet中添加类型相同的对象。否则发生ClassCastException异常。
- 使用定制排序判断两个元素相等的标准是:通过Comparator比较两个元素返回了0。
Map接口
- Map接口概述
- Map与Collection并列存在。用于保存具有映射关系的数据:key-value
- Map 中的 key 和 value 都可以是任何引用类型的数据
- Map 中的 key 用Set来存放,不允许重复,即同一个 Map 对象所对应的类,须重写 hashCode()和equals() 方法
- 常用String类作为Map的“键”
- key 和 value 之间存在单向一对一关系,即通过指定的 key 总能找到唯一的、确定的 value
- Map接口的常用实现类:HashMap、TreeMap、LinkedHashMap和Properties。其中,HashMap是 Map 接口使用频率最高的实现类
Map map = new HashMap();
//map.put(..,..)省略
System.out.println("map的所有key:");
Set keys = map.keySet();// HashSet
for (Object key : keys) {
System.out.println(key + "->" + map.get(key));
}
System.out.println("map的所有的value:");
Collection values = map.values();
Iterator iter = values.iterator();
while (iter.hasNext()) {
System.out.println(iter.next());
}
System.out.println("map所有的映射关系:");
// 映射关系的类型是Map.Entry类型,它是Map接口的内部接口
Set mappings = map.entrySet();
for (Object mapping : mappings) {
Map.Entry entry = (Map.Entry) mapping;
System.out.println("key是:" + entry.getKey() + ",value是:" + entry.getValue());
}
- Map实现类之一:HashMap
- HashMap是 Map 接口使用频率最高的实现类。
- 允许使用null键和null值,与HashSet一样,不保证映射的顺序。
- 所有的key构成的集合是Set:无序的、不可重复的。所以,key所在的类要重写:equals()和hashCode()
- 所有的value构成的集合是Collection:无序的、可以重复的。所以,value所在的类要重写:equals()
- 一个key-value构成一个entry
- 所有的entry构成的集合是Set:无序的、不可重复的
- HashMap 判断两个 key 相等的标准是:两个 key 通过 equals() 方法返回 true,hashCode 值也相等。
- HashMap 判断两个 value相等的标准是:两个 value 通过 equals() 方法返回 true。