//先記錄一個想法……java實在是太臃腫了,純面向對象也有不少弊端……
//能不能把java精簡一下啊!
先上結論:
Array:認真看api索引的話,Array有兩個。一個是sql中的接口,一個是類,我們在這里說的是這個類。
Arrays:對數組的一些列操作。
ArrayList:一個容器。
零/概述
在學Java以前,一說到存放東西,第一個想到的就是使用數組,使用數組,在數據的存取方面的卻也挺方便,其存儲效率高訪問快,但是它也受到了一些限制,比如說數組的長度以及數組的類型,當我需要一組string類型數據的同時還需要Integer類型的話,就需要定義兩次,同時,數組長度也受到限制,即使是動態定義數組長度,但是長度依然需要固定在某一個范圍內,不方便也不靈活。
如果說我想要消除上面的這個限制和不方便應該怎么辦呢?Java是否提供了相應的解決方法。答案是肯定的,這就是Java容器,java容器是javaAPI所提供的一系列類的實例,用於在程序中存放對象,主要位於Java.util包中,其長度不受限制,類型不受限制,你在存放String類的時候依然能夠存放Integer類,兩者不會沖突。
java類庫中為我們定義了很多類。可以划分成 容器類(也稱集合類) 工具類//大體我現在就知道這三種分類……我也不知道還有沒有其他類型
集合類是來實現集合操作的;工具類是對集合功能的擴展,其中大部分是static函數,一般不必實例化創建對象,而直接調用對集合進行操作。
一/集合類
集合類存放於java.util包中。
集合類存放的都是對象的引用,而非對象本身,出於表達上的便利,我們稱集合中的對象就是指集合中對象的引用(reference)。
1.集合框架
//以上 圖一
//以上 圖二
//以上 圖三
//以上 圖四
//以上 圖五
從圖二中可以看出
集合接口:6個接口(短線表示),表示不同集合類型,是集合框架的基礎。主要是 list列表 map映射 set集 三大類。
抽象類:5個抽象類(長虛線表示),對集合接口的部分實現。可擴展為自定義集合類。//一般不用,一般直接使用實現類。
實現類:8個實現類(實線表示),對接口的具體實現。ArrayList HashMap 等等
在很大程度上,一旦您理解了接口,您就理解了框架。雖然您總要創建接口特定的實現,但訪問實際集合的方法應該限制在接口方法的使用上;因此,允許您更改基本的數據結構而不必改變其它代碼。
· Collection 接口是一組允許重復的對象。
· Set 接口繼承 Collection,但不允許重復,使用自己內部的一個排列機制。
· List 接口繼承 Collection,允許重復,以元素安插的次序來放置元素,不會重新排列。
· Map接口是一組成對的鍵-值對象,即所持有的是key-value pairs。Map中不能有重復的key。擁有自己的內部排列機制。
· 容器中的元素類型都為Object。從容器取得元素時,必須把它轉換成原來的類型。
Collection是List和Set兩個接口的基接口
List在Collection之上增加了"有序"
Set在Collection之上增加了"唯一"
而ArrayList是實現List的類...所以他是有序的.它里邊存放的元素在排列上存在一定的先后順序,而且ArrayList是采用數組存放元素。另一種List LinkedList采用的則是鏈表。
Collection和Map接口之間的主要區別在於:Collection中存儲了一組對象,而Map存儲關鍵字/值對。在Map對象中,每一個關鍵字最多有一個關聯的值。
Map:不能包括兩個相同的鍵,一個鍵最多能綁定一個值。null可以作為鍵,這樣的鍵只有一個;可以有一個或多個鍵所對應的值為null。當get()方法返回null值時,即可以表示Map中沒有該鍵,也可以表示該鍵所對應的值為null。因此,在Map中不能由get()方法來判斷Map中是否存在某個鍵,而應該用containsKey()方法來判斷。
繼承Map的類有:HashMap,HashTable
HashMap:Map的實現類,缺省情況下是非同步的,可以通過Map Collections.synchronizedMap(Map m)來達到線程同步
HashTable:Dictionary的子類,缺省是線程同步的。不允許關鍵字或值為null
當元素的順序很重要時選用TreeMap,當元素不必以特定的順序進行存儲時,使用HashMap。Hashtable的使用不被推薦,因為HashMap提供了所有類似的功能,並且速度更快。當你需要在多線程環境下使用時,HashMap也可以轉換為同步的
2.數組與容器
數組與其它容器的區別體現在三個方面:效率,類型識別以及可以持有primitives。數組是Java提供的,能隨機存儲和訪問reference序列的諸多方法中的,最高效的一種。數組是一個簡單的線性序列,所以它可以快速的訪問其中的元素。但是速度是有代價的;當你創建了一個數組之后,它的容量就固定了,而且在其生命周期里不能改變。也許你會提議先創建一個數組,等到快不夠用的時候,再創建一個新的,然后將舊的數組里的reference全部導到新的里面。其實(我們以后會講的)ArrayList就是這么做的。但是這種靈活性所帶來的開銷,使得ArrayList的效率比起數組有了明顯下降。
還有一些泛型容器類包括List,Set和Map。他們處理對象的時候就好像這些對象都沒有自己的具體類型一樣。也就是說,容器將它所含的元素都看成是(Java中所有類的根類)Object的。這樣你只需要建一種容器,就能把所有類型的對象全都放進去。從這個角度來看,這種作法很不錯(只是苦了primitive。如果是常量,你還可以用Java的primitive的Wrapper類;如果是變量,那就只能放在你自己的類里了)。與其他泛型容器相比,這里體現數組的第二個優勢:創建數組的時候,你也同時指明了它所持有的對象的類型(這又引出了第三點--數組可以持有primitives,而容器卻不行)。也就是說,它會在編譯的時候作類型檢查,從而防止你插入錯誤類型的對象,或者是在提取對象的時候把對象的類型給搞錯了。Java在編譯和運行時都能阻止你將一個不恰當的消息傳給對象。所有這並不是說使用容器就有什么危險,只是如果編譯器能夠幫你指定,那么程序運行會更快,最終用戶也會較少收到程序運行異常的騷擾。
當你事先不知道要存放數據的個數,或者你需要一種比數組下標存取機制更靈活的方法時,你就需要用到集合類。
3.詳細介紹
有序否 |
允許元素重復否 |
||
Collection |
否 |
是 |
|
List |
是 |
是 |
|
Set |
AbstractSet |
否 |
否 |
HashSet |
|||
TreeSet |
是(用二叉樹排序) |
||
Map |
AbstractMap |
否 |
使用key-value來映射和存儲數據,Key必須惟一,value可以重復 |
HashMap |
|||
TreeMap |
是(用二叉樹排序)
|
(1)集 (Set):口袋
集(set)是最簡單的一種集合,它的對象不按特定方式排序,只是簡單的把對象加入集合中,就像往口袋里放東西。
對集中成員的訪問和操作是通過集中對象的引用進行的,所以集中不能有重復對象。
集也有多種變體,可以實現排序等功能,如TreeSet,它把對象添加到集中的操作將變為按照某種比較規則將其插入到有序的對象序列中。它實現的是SortedSet接口,也就是加入了對象比較的方法。通過對集中的對象迭代,我們可以得到一個升序的對象集合。
(2)列表 (List):列表
列表的主要特征是其對象以線性方式存儲,沒有特定順序,只有一個開頭和一個結尾,當然,它與根本沒有順序的集是不同的。
列表在數據結構中分別表現為:數組和向量、鏈表、堆棧、隊列。
關於實現列表的集合類,是我們日常工作中經常用到的,將在后邊的筆記詳細介紹。
(3)映射 (Map):鍵值對
映射與集或列表有明顯區別,映射中每個項都是成對的。映射中存儲的每個對象都有一個相關的關鍵字(Key)對象,關鍵字決定了對象在映射中的存儲位置,檢索對象時必須提供相應的關鍵字,就像在字典中查單詞一樣。關鍵字應該是唯一的。
關鍵字本身並不能決定對象的存儲位置,它需要對過一種散列(hashing)技術來處理,產生一個被稱作散列碼(hash code)的整數值,散列碼通常用作一個偏置量,該偏置量是相對於分配給映射的內存區域起始位置的,由此確定關鍵字/對象對的存儲位置。理想情況下,散列處理應該產生給定范圍內均勻分布的值,而且每個關鍵字應得到不同的散列碼。
集合類簡介
java.util中共有13個類可用於管理集合對象,它們支持集、列表或映射等集合,以下是這些類的簡單介紹
集:
HashSet: 使用HashMap的一個集的實現。雖然集定義成無序,但必須存在某種方法能相當高效地找到一個對象。使用一個HashMap對象實現集的存儲和檢索操作是在固定時間內實現的.
TreeSet: 在集中以升序對對象排序的集的實現。這意味着從一個TreeSet對象獲得第一個迭代器將按升序提供對象。TreeSet類使用了一個TreeMap.
列表:
Vector: 實現一個類似數組一樣的表,自動增加容量來容納你所需的元素。使用下標存儲和檢索對象就象在一個標准的數組中一樣。你也可以用一個迭代器從一個Vector中檢索對象。Vector是唯一的同步容器類??當兩個或多個線程同時訪問時也是性能良好的。(同步的含義:即同時只能一個進程訪問,其他等待)
Stack: 這個類從Vector派生而來,並且增加了方法實現棧??一種后進先出的存儲結構。
LinkedList: 實現一個鏈表。由這個類定義的鏈表也可以像棧或隊列一樣被使用。
ArrayList: 實現一個數組,它的規模可變並且能像鏈表一樣被訪問。它提供的功能類似Vector類但不同步。
映射:
HashTable: 實現一個映象,所有的鍵必須非空。為了能高效的工作,定義鍵的類必須實現hashcode()方法和equal()方法。這個類是前面java實現的一個繼承,並且通常能在實現映象的其他類中更好的使用。
HashMap: 實現一個映象,允許存儲空對象,而且允許鍵是空(由於鍵必須是唯一的,當然只能有一個)。
WeakHashMap: 實現這樣一個映象:通常如果一個鍵對一個對象而言不再被引用,鍵/對象對將被舍棄。這與HashMap形成對照,映象中的鍵維持鍵/對象對的生命周期,盡管使用映象的程序不再有對鍵的引用,並且因此不能檢索對象。
TreeMap: 實現這樣一個映象,對象是按鍵升序排列的。
下圖是集合類所實現的接口之間的關系:
Set和List都是由公共接口Collection擴展而來,所以它們都可以使用一個類型為Collection的變量來引用。這就意味着任何列表或集構成的集合都可以用這種方式引用,只有映射類除外(但也不是完全排除在外,因為可以從映射獲得一個列表。)所以說,把一個列表或集傳遞給方法的標准途徑是使用Collection類型的參數。
List接口
List是有序的Collection,使用此接口能夠精確的控制每個元素插入的位置。用戶能夠使用索引(元素在List中的位置,類似於數組下標)來訪問List中的元素,這類似於Java的數組。
和下面要提到的Set不同,List允許有相同的元素。
除了具有Collection接口必備的iterator()方法外,List還提供一個listIterator()方法,返回一個ListIterator接口,和標准的Iterator接口相比,ListIterator多了一些add()之類的方法,允許添加,刪除,設定元素,還能向前或向后遍歷。
實現List接口的常用類有LinkedList,ArrayList,Vector和Stack。
ArrayList類
ArrayList實現了可變大小的數組。它允許所有元素,包括null。ArrayList沒有同步。
size,isEmpty,get,set方法運行時間為常數。但是add方法開銷為分攤的常數,添加n個元素需要O(n)的時間。其他的方法運行時間為線性。
每個ArrayList實例都有一個容量(Capacity),即用於存儲元素的數組的大小。這個容量可隨着不斷添加新元素而自動增加,但是增長算法並沒有定義。ArrayList當需要插入大量元素時,在插入前可以調用ensureCapacity方法來增加ArrayList的容量以提高插入效率。
和LinkedList一樣,ArrayList也是非同步的(unsynchronized)。
Map接口
請注意,Map沒有繼承Collection接口,Map提供key到value的映射。一個Map中不能包含相同的key,每個key只能映射一個value。Map接口提供3種集合的視圖,Map的內容可以被當作一組key集合,一組value集合,或者一組key-value映射。
HashMap類
HashMap和Hashtable類似,不同之處在於HashMap是非同步的,並且允許null,即null value和null key。,但是將HashMap視為Collection時(values()方法可返回Collection),其迭代子操作時間開銷和HashMap的容量成比例。因此,如果迭代操作的性能相當重要的話,不要將HashMap的初始化容量設得過高,或者load factor過低。
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1.-------------------->
List是接口,List特性就是有序,會確保以一定的順序保存元素.
ArrayList是它的實現類,是一個用數組實現的List.
Map是接口,Map特性就是根據一個對象查找對象.
HashMap是它的實現類,HashMap用hash表實現的Map,就是利用對象的hashcode(hashcode()是Object的方法)進行快速(Hash)散列查找.(關於散列查找,可以參看<<數據結構>>)
2.-------------------->
一般情況下,如果沒有必要,推薦代碼只同List,Map接口打交道.
比如:List list = new ArrayList();
這樣做的原因是list就相當於是一個泛型的實現,如果想改變list的類型,只需要:
List list = new LinkedList();//LinkedList也是List的實現類,也是ArrayList的兄弟類
這樣,就不需要修改其它代碼,這就是接口編程的優雅之處.
另外的例子就是,在類的方法中,如下聲明:
private void doMyAction(List list){}
這樣這個方法能處理所有實現了List接口的類,一定程度上實現了泛型函數.
3.--------------------->
如果開發的時候覺得ArrayList,HashMap的性能不能滿足你的需要,可以通過實現List,Map(或者Collection)來定制你的自定義類
二/工具類——“低耦合”
其實理解了集合框架也就差不多了。工具類,正如上面說過的,是對集合功能的擴展,其中大部分是static函數,一般不必實例化創建對象,而直接調用對集合進行操作。
接下來為了方便理解,以Array Arrays ArraysList
Array:認真看api索引的話,Array有兩個。一個是sql中的接口,一個是類,我們在這里說的是這個類。
Arrays:對數組的一些列操作。
ArrayList是一個容器。
1)精辟闡述:
可以將 ArrayList想象成一種“會自動擴增容量的Array”。
2)Array([]):最高效;但是其容量固定且無法動態改變;
ArrayList: 容量可動態增長;但犧牲效率;
3)建議:
基於效率和類型檢驗,應盡可能使用Array,無法確定數組大小時才使用ArrayList!
不過當你試着解決更一般化的問題時,Array的功能就可能過於受限。
4)Java中一切皆對象,Array也是對象。不論你所使用得Array型別為何,
Array名稱本身實際上是個reference,指向heap之內得某個實際對象。
這個對象可經由“Array初始化語法”被自動產生,也可以以new表達式手動產生。
5)Array可做為函數返回值,因為它本身是對象的reference;
6)對象數組與基本類型數組在運用上幾乎一模一樣,唯一差別在於,前者持有得是reference,后者直接持有基本型別之值;
例如:
string [] staff=new string[100];
int [] num=new int[10];
7)容器所持有的其實是一個個reference指向Object,進而才能存儲任意型別。當然這不包括基本型別,因為基本型別並不繼承自任何classes。
8)面對Array,我們可以直接持有基本型別數值的Array(例如:int [] num;),也可以持有reference(指向對象)的Array;但是容器類僅能持有reference(指向對象),若要將基本型別置於容器內,需要使用wrapper類。但是wrapper類使用起來可能不很容易上手,此外,primitives Array的效率比起“容納基本型別之外覆類(的reference)”的容器好太多了。
當然,如果你的操作對象是基本型別,而且需要在空間不足時自動擴增容量,Array便不適合,此時就得使用外覆類的容器了。
9)某些情況下,容器類即使沒有轉型至原來的型別,仍然可以運作無誤。有一種情況尤其特別:編譯器對String class提供了一些額外的支持,使它可以平滑運作。
10)對數組的一些基本操作,像排序、搜索與比較等是很常見的。因此在Java中提供了Arrays類協助這幾個操作:sort(),binarySearch(),equals(),fill(),asList().
不過Arrays類沒有提供刪除方法,而ArrayList中有remove()方法,不知道是否是不需要在Array中做刪除等操作的原因(因為此時應該使用鏈表)。
11)ArrayList的使用也很簡單:產生ArrayList,利用add()將對象置入,利用get(i)配合索引值將它們取出。這一切就和Array的使用方式完全相同,只不過少了[]而已。
2.參考資料:
1)效率:
數組擴容是對ArrayList效率影響比較大的一個因素。
每當執行Add、AddRange、Insert、InsertRange等添加元素的方法,都會檢查內部數組的容量是否不夠了,如果是,它就會以當前容量的兩倍來重新構建一個數組,將舊元素Copy到新數組中,然后丟棄舊數組,在這個臨界點的擴容操作,應該來說是比較影響效率的。
ArrayList是Array的復雜版本
ArrayList內部封裝了一個Object類型的數組,從一般的意義來說,它和數組沒有本質的差別,甚至於ArrayList的許多方法,如Index、IndexOf、Contains、Sort等都是在內部數組的基礎上直接調用Array的對應方法。
2)類型識別:
ArrayList存入對象時,拋棄類型信息,所有對象屏蔽為Object,編譯時不檢查類型,但是運行時會報錯。
ArrayList與數組的區別主要就是由於動態增容的效率問題了
3)ArrayList可以存任何Object,如String等。
引用:
http://www.cnblogs.com/mengdd/archive/2013/01/19/2868095.html
http://www.blogjava.net/leishengwei/archive/2012/03/20/372246.html
http://my.oschina.net/wisedream/blog/137045
http://www.cnblogs.com/eflylab/archive/2007/01/20/625216.html
http://www.blogjava.net/EvanLiu/archive/2007/11/12/159884.html
http://www.cnblogs.com/wuyuegb2312/p/3867293.html
http://blog.sina.com.cn/s/blog_5ce1fe770100b0ay.html Java中Array與ArrayList的主要區別
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