Java 容器(list, set, map)

java容器類庫的簡化圖：

(虛線框表示接口， 實線框表示普通的類，

空心箭頭表示特定的類實現了接口， 實心箭頭表示某個類可以生成箭頭所指的類對象)

 

繼承Collection的主要有Set 和 List.

 

List:

ArrayList    內部實現是用數組, 隨機訪問速度快， 刪除或插入元素速度慢。

LinkedList  內部實現是用鏈表, 隨機訪問速度慢，刪除和插入元素相對較快。

平時最佳的做法可能是將ArrayList作為默認首選，只有你需要使用額外的功能，或者因為經常從表中插入或刪除元素導致程序性能變差的時候，才去選擇LinkedList。

Vector和Stack是過去遺留下來的類，目的只是為了支持老程序，應該在編寫程序時盡量避免使用它們。

 

Set：

Hash

HashSet: 為快速查找而設計,可以認為是基於哈希表的實現。 存入HashSet的元素必須定義hashCode().

LinkedHashSet: 具有HashSet的查詢速度且內部使用鏈表維護元素的順序（按插入的順序或最近最少使用順序）

 

Tree

TreeSet：保持次序的Set，底層為樹結構（紅黑樹）。使用它可以從Set提取有序的序列。元素必須實現Comparable接口或者在構造TreeSet時傳入Comparator參數。

 

class Stone {
    private int volume;

    public Stone(int volume) {
        this.volume = volume;
    }

    public int getVolume() {
        return volume;
    }

    //...........省略..........//
}

class Stick implements Comparable{
    private int length;

    public Stick(int length) {
        this.length = length;
    }

    public int getLength() {
        return length;
    }

    @Override
    public int compareTo(Object o) {
        Stick st = (Stick)o;
        return this.getLength() - st.getLength();
    }

    //...........省略..........//
}

public class MyComparator implements Comparator<Stone>{

    @Override
    public int compare(Stone st1, Stone st2) {
        return st1.getVolume() - st2.getVolume();
    }

    public static void main(String[] args) {
        new TreeSet<Stone>(new MyComparator()); //傳入Comparator

        new TreeSet<Stick>(); //Stick實現了Comparable
    }
}

 

 

不管是散列存儲還是樹形存儲，元素都必須實現equals()方法。雖然只有當時被放入HashSet或LinkedHashSet是hashCode()才是必須的，但是，對於良好的編程風格，應該在覆蓋equals()方法的同時也覆蓋hashCode()方法。

 

equals()方法必須滿足5個條件:

1. 自反性。 對任意x，    x.equals(x)一定為true

2. 對稱性。 對任意x、y，     如果y.equals(x)為true, x.equals(y)也為true

3. 傳遞性。 對任意x、y、z， 如果x.equals(y), y.equals(z)都為true, x.equals(z)也應該為true

4. 一致性。 對任意x、y，   如果對象中用於等價比較的信息沒有改變，那么無論調用x.equals(y)多少次，其返回結果都應該一致。

5. 對於任何不是null的x,     x.equals(null)一定為false

 

hashCode()的編寫建議(Effective Java）:

1. 給result(int型)一個非零的初始值

2. 為對象內每個有意義的域f（即每個可以做equals()操作的域）計算出一個int散列碼c

域類型	計算
boolean	c = ( f ? 0 : 1)
byte, char, short, 或 int	c = (int)f
long	c = (int)(f ^ (f>>>32))
float	c = Float.floatToIntBits(f);
double	long l = Double.doubleToLongBits(f); c = (int)(1 ^ (l>>>32))
Object	c = f.hashCode( )
Array	對數組中的每個元素應用上述規則

 

3. 合並計算得到的散列碼 result = 37 * result + c

4. 返回 result

5. 檢查hashCode()最后生成的結果，確保相同的對象有相同的散列碼

 

 

SortedSet（接口）保證元素處於排序狀態（按對象的比較函數對元素排序）,主要方法有：

Comparator comparator()  返回當前Set使用的Comparator,如果返回空，表示以自然排序（即按元素實現的Comparable中

                                     compareTo()方法排序）。

Object first() 返回容器的第一個元素

Object last() 返回容器的最后一個元素

SortedSet subSet(fromElement, toElement) 生成此Set的子集，范圍從fromElement(包含)到toElement(不包含)

SortedSet headSet(toElement) 生成此Set的子集，由小於toElement的元素組成

SortedSet tailSet(fromElement) 生成此Set的子集，有大於等於fromElement的元素組成

 

TreeSet實現SortedSet，包括SortedSet的方法。

 

 

可選操作

在Collection接口中執行各種添加和移除的方法都是可選的。也就是說實現Collection接口的類並不需要為這些方法提供有意義的功能實現。這違反了面向對象設計中的規則（無論你選擇如何實現接口，應該保證能夠向該接口發送這些消息）。

可選操作聲明調用某些方法將不會執行有意義的行為，相反，它們會拋出異常。

可選操作是邏輯上的，在實現接口時，還是需要覆蓋接口所謂的可選方法，只不過你不一定要提供有意義的實現，如果不支持該可選方法，可以在該方法出拋出UnsupportedOperationException。

 

那么為什么需要將方法定義為可選呢？

這樣可以防止設計中出現接口過多的情況。

比如現在有下面三種需求（當然可以有更多不同的需求）

不能修改集合內容的容器，

只能添加元素的容器，

只能刪除元素的容器。

那么現在就需要為上面三種需求各定義一種接口，顯然這樣比起現在的Collection，需要定義更多的接口。這樣會導致接口過多，使整個容器類庫更加復雜。

注意：UnsupportedOperationException必須是一個罕見的異常。即對大多數類來說，所有操作都應該可以工作，只有在特列中才會有未獲得支持的操作。

 

快速報錯（fail-fast）

java容器有一種保護機制，能夠防止多個進程同時修改同一容器的內容。

如果在迭代遍歷某個容器的過程中，另一個進程介入其中，並且插入、刪除或修改此容器內的某個對象，那么就容易出現問題。

java容器類類庫采用fail-fast機制。他會探查容器上除了當前線程所進行的操作之外的所有變化，一旦發現其它進程修改了容器，就會立刻拋出ConcurrentModificationException異常。

示例：

import java.util.*;
public class FailFast {
    public static void main(String[] args) {
        Collection<String> c = new ArrayList<String>();
        Iterator<String> it = c.iterator();
        c.add("An object");
        try {
            String s = it.next();
        } catch(ConcurrentModificationException e) {
            System.out.println(e);
        }
    }
} 
/* Output:
java.util.ConcurrentModificationException
*///:~

 

Map

HashMap  基於散列表的實現（它取代了HashTable, HashTable是過時的類）。

LinkedHashMap 類似與HashMap， 但是迭代遍歷時，取得“鍵值對”的順序是其插入的順序

                       或最近最少使用的順序(如果在構造LiskedHashMap傳入參數accessOrder=true)。

                        比HashMap慢一點，但是在迭代訪問時更快，因為它使用鏈表維護內部的次序。

TreeMap 基於紅黑樹的實現。查看key 或 key-value是，它們會被排序（次序由Comparator或Comparable決定）

 

 

博客園(FOREVER_ENJOY)：http://www.cnblogs.com/zyx1314/p/5331282.html

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