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  • Java集合基础

    Collection<E>/集合

    Collection与Collections
    • Collection是所有集合类的根接口；
    • Collections是提供集合操作的工具类；
    集合类和数组不同，
    • 数组元素可以为基本数据类型值/对象引用；
    • 集合元素只能为对象引用；
    Java的集合类由Collection接口和Map接口派生，
    • Set代表无序集合，无序不可重复；
    • List代表有序集合，有序可重复；
    • Map集合存储键值对；


    toArray(T[] array)/集合转数组

    1. <T> T[] toArray(T[] a);
    集合转数组时，必须使collection的toArray(T[] array)方法，传入类型完全一样的数组，大小应为list.size()；
    直接使用toArray无参方法，返回值只能是Object[]类，进行类型强转会出现ClassCastException错误；

    Iterator<E>/迭代器

    1. public interface Iterable<E> {  // Iterable泛型接口
    2.    Iterator<E> iterator();      // 由继承接口的集合类负责实现，返回一个迭代器
    3. }
    Iterator用于遍历/迭代访问集合中的元素，只能单向移动；
    Iterator遍历方式一：
    1. Iterator it = CollectionInstance.iterator(); // Iterator应与指定集合绑定
    2. while(it.hasNext()) // 如果集合尚未迭代完毕，返回ture
    3. {
    4.    collectionElementType cet = (collectionElementType)it.next();   // next()方法返回集合下一个元素
    5.    it.remove();   // remove()方法删除上一次调用next方法返回的集元素
    6. }
    Iterator遍历方式二：
    1. // foreach循环遍历
    2. for(CollectionType obj : Collection) {
    3.    ...
    4. }

    Set<E>/无序集合/集

    Set集合中对象不可重复，因此当试图添加两个相同元素时，add()方法返回false/元素不可加入；
    Set集合中对象必须重写hashCode()方法和equals()方法；

    HashSet<E>/散列集

    按照Hash算法存储结合元素—>具有良好的存取/查找性能；
    • 添加元素时，调用hashCode()方法计算对象的hashCode值；
    • 根据hashCode值决定对象的存储位置—>元素存储顺序和添加顺序可能不一致(LinkedHashSet可保证)；
    • HashSet判断元素相等的标准：equal()方法相等/hashCode()方法返回值相同；
    • Hash算法/哈希/散列：通过计算元素的hashCode值获取元素的存储位置—>价值在于存取/查找速度快
    • 与数组相比，HashSet索引不需要连续，可自由增加HashSet长度；

    LinkedHashSet<E>

    HashSet的子类，LinkedHashSet也是根据元素的hashCode值决定其存储位置；
    同时使用链表维护元素的添加次序—>性能略低于HashSet的性能；

    TreeSet<E>/树集

    TreeSet实现SortSet接口，
    TreeSet采用红黑树(red-black tree)存储集合元素，排序规则支持自然排序/定制排序；
    TreeSet存储对象必须实现Comparable接口；

    List<E>/列表

    Java中所有链表底层都是双向链接(doubly linked)；
    List额外提供listIterator()方法，该方法返回一个ListIterator对象，用于遍历List；
    ListIterator的set(obj)方法用新元素obj覆盖next()/previous()返回的上一个元素，可以双向移动；
    1. ListIteritor lit = listInstance.listIterator();
    2. // 正向顺序迭代List
    3. while(lit.hasNext())
    4. {
    5.    System.out.println(lit.next());
    6. }
    7. // 反向逆序迭代List
    8. while(lit.hasPrevious())
    9. {
    10.    System.out.println(lit.previous());
    11. }

    ArrayList<E>/数组列表

    ArrayList底层有数组支持，通常作为默认首选；当程序频繁进行插入/删除操作时，选用LinkedLIst；如果元素数量固定，可选择真正数组/List/备选；

    ArrayList/Vector辨析

    —>ArrayList与Vector用法几乎相同，JDK1.0推出Vector/JDK2.0将Vector改为实现List接口；
    —>Vector缺点较多，尽量避免使用；
           —>Vector是线程安全的，但是Collections工具类可使得ArrayList线程安全；
           —>Vector拥有子类Stack，性能较差，可用ArrayDeque替代；

    LinkedList<E>/链表实现/双端队列实现

    LinkedList底层由双向链表实现，执行插入/删除操作时性能较好，避免使用get(index)遍历LinkedList（随机查找时均从头开始查找，性能低下）；
    • 实现List接口。可根据索引随机访问集合元素(ArrayDeque不支持)；
    • 实现Deque接口。可当作双向队列使用—>可实现"栈"/普通队列；

    Queue<E>/队列

    Queue接口中定义的主要方法：

    1. // 入队
    2. boolean add(Object e):   入队/成功返回true/失败抛出IllegalStateException
    3. boolean offer(Object e)：入队/失败返回false/适用于固定容量的队列

    5. // 获取队首
    6. Object peek()：          获取队首/不删除/队列为空返回null值
    7. Object element():        获取队首/不删除/队列为空抛出异常

    9. // 弹出队首
    10. Object poll()：          弹出队首/队列为空返回null值
    11. Object remove()：        弹出队首/队列为空抛出异常

    Deque接口/双端队列

    Deque接口是Queue接口的子接口，表示双向队列；

    Deque接口定义的部分双向队列操作，部分方法可模拟“栈”的实现/Java中已集成操作栈方法：
    • "push"：添加元素到队首，addFirst(e)；
    • "pop"：弹出队首元素，removeFirst()；
    • "peek"：获取栈顶，peekFirst()；

    ArrayDeque<E>/栈实现/Deque实现

    ArrayDeque实现“栈”，LIFO(后入先出)：

    ArrayDeque实现普通队列，FIFO(先入先出)：

    PriorityQueue<E>/优先队列

    PQ采用堆结构实现，不允许插入null元素，有自然排序和定制排序两种方式，使用时再补充：

    Map/字典/关联数组/映射表

    Map用于保存具有映射关系的数据；
    key和value可以为任何引用类型，Map通过key索引/操作value，如果自定义对象作为Map的键，该对象必须重写hashCode和equals（键的唯一性）；
    key不可重复，并且同一个key只索引一个value；
    • Set<K> keySet()：获取Map的键集，从键集中进行一次删除键操作，等价于从Map中删除对应键值对；
    • Collection<K> values()：获取Map的值集合，从值集合中进行一次删除值操作，等价于从Map中删除对应一项键值对；
    • Set<Map.Entry<K, V>> entrySet()：获取Map的键/值对集，Entry<K, V>表示一对键值对，是静态内部类Map.Entry对象；

    遍历Map

    KeySet()遍历实质：遍历两次，第一次转为Iterator对象，第二次从Map中去除key对应的value；
    entrySet()遍历实质：只遍历一次就把K,V放入entry中，效率较KeySet()更高；


    Map各实现类性能比较

    • HashMap为快速查询而设计，HashMap通常比Hashtable快，一般应多采用HashMap；
    • TreeMap为排序而设计，TreeMap通常比HashMap慢；
    • LinkedHashMap维护键值对添加顺序，LinkedHashMap比HashMap较慢；

    HashMap/散列映射表

    Hashmap对key进行散列


    HashMap与Hashtable
    HashMap允许key为null值/最多只有一个，value值可为null/不限制；
    与Vector类似，Hashtable类推出较早，尽量避免使用—>Collections工具类可使得HashMap线程安全；
    HashMap判断两个key相等的标准—>equals()方法返回true/两个key的hashCode值相等；
                   判断两个value相等的标准—>equals()方法返回true；
            —>使用自定义类作为key值时，重写equals方法/hashCode方法时—>应使equals()返回true时，hashCode()返回值也相同；

    LinkedHashMap/链式散列映射表

    LinkedHashMap使用双向链表维护键值对的插入顺序，性能略低于HashMap；

    IdentityHashMap/标识散列映射表

    IdentityHashMap中，键的散列值(hashCode)不通过ashCode()方法计算，通过Sytem.identityHashCode()方法计算；
    进行对象比较时，IdentityHashMap类使用“==”判断，不使用equals()方法；

    WeakHashMap/弱散列映射

    WeakHashMap的键为弱引用/WeakReference，回收后自动删除对应键值对；

    TreeMap/树映射表

    TreeMap根据key的整体顺序对元素进行排序，组织成红黑树形式；








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