Java集合類主要分為以下三類:
第一類:Array、Arrays
第二類:Collection :List、Set
第三類:Map :HashMap、HashTable
一、Array , Arrays
Java所有“存儲及隨機訪問一連串對象”的做法,array是最有效率的一種。
1、
效率高,但容量固定且無法動態改變。
array還有一個缺點是,無法判斷其中實際存有多少元素,length只是告訴我們array的容量。
2、Java中有一個Arrays類,專門用來操作array 。
arrays中擁有一組static函數,
equals():比較兩個array是否相等。array擁有相同元素個數,且所有對應元素兩兩相等。
fill():將值填入array中。
sort():用來對array進行排序。
binarySearch():在排好序的array中尋找元素。
System.arraycopy():array的復制。
二、Collection , Map
若撰寫程序時不知道究竟需要多少對象,需要在空間不足時自動擴增容量,則需要使用容器類庫,array不適用。
1、Collection 和 Map 的區別
容器內每個為之所存儲的元素個數不同。
Collection類型者,每個位置只有一個元素。
Map類型者,持有 key-value pair,像個小型數據庫。
2、各自旗下的子類關系
Collection
--List : 將以特定次序存儲元素。所以取出來的順序可能和放入順序不同。
--ArrayList / LinkedList / Vector
--Set : 不能含有重復的元素
--HashSet / TreeSet
Map
--HashMap
-- HashTable
-- TreeMap
3、其他特征
* List,Set,Map將持有對象一律視為Object型別。
* Collection、List、Set、Map都是接口,不能實例化。
繼承自它們的 ArrayList, Vector, HashTable, HashMap是具象class,這些才可被實例化。
* vector容器確切知道它所持有的對象隸屬什么型別。vector不進行邊界檢查。
三、Collections
Collections是針對集合類的一個幫助類。 提供了一系列靜態 方法實現對各種集合的搜索、排序、線程完全化等操作。
相當於對Array進行類似操作的類——Arrays。
如,Collections.max(Collection coll); 取coll中最大的元素。
Collections.sort(List list); 對list中元素排序
四、如何選擇?
1、容器類和Array的區別、擇取
* 容器類僅能持有對象引用(指向對象的指針),而不是將對象信息copy一份至數列某位置。
* 一旦將對象置入容器內,便損失了該對象的型別信息。
2、
* 在各種Lists中,最好的做法是以ArrayList作為缺省選擇。當插入、刪除頻繁時,使用LinkedList();
Vector總是比ArrayList慢,所以要盡量避免使用。
* 在各種Sets中,HashSet通常優於HashTree(插入、查找)。只有當需要產生一個經過排序的序列,才用TreeSet。
HashTree存在的唯一理由:能夠維護其內元素的排序狀態。
* 在各種Maps中
HashMap用於快速查找。
* 當元素個數固定,用Array,因為Array效率是最高的。
結論:最常用的是ArrayList,HashSet,HashMap,Array。
注意:
1、Collection沒有get()方法 來取得某個元素。只能通過iterator()遍歷元素。
2、Set 和Collection擁有一模一樣的接口。
3、List ,可以通過get()方法來一次取出一個元素 。使用數字來選擇一堆對象中的一個,get(0)...。(add/get)
4、一般使用ArrayList。用LinkedList構造堆棧stack、隊列queue 。
5、Map用 put(k,v) / get(k) ,還可以使用containsKey()/containsValue()來檢查其中是否含有某個key/value。
HashMap會利用對象的hashCode來快速找到key。
* hashing
哈希碼就是將對象的信息經過一些轉變形成一個獨一無二的int值,這個值存儲在一個array中。
我們都知道所有存儲結構中,array查找速度是最快的。所以,可以加速查找。
發生碰撞時,讓array指向多個values。即,數組每個位置上又生成一個槤表。
6、Map中元素,可以將key序列、value序列單獨抽取出來。
使用keySet() 抽取key序列,將map中的所有keys生成一個Set。
使用values( ) 抽取value序列,將map中的所有values生成一個Collection。
為什么一個生成Set,一個生成Collection?那是因為,key總是獨一無二的,value允許重復。
7.Java中的HashMap的工作原理是什么?
Java中的HashMap是以鍵值對(key-value)的形式存儲元素的。HashMap需要一個hash函數,它使用hashCode()和equals()方法來向集合/從集合添加和檢索元素。當調用put()方法的時候,HashMap會計算key的hash值,然后把鍵值對存儲在集合中合適的索引上。如果key已經存在了,value會被更新成新值。HashMap的一些重要的特性是它的容量(capacity),負載因子(load factor)和擴容極限(threshold resizing)。
8.hashCode()和equals()方法的重要性體現在什么地方?
Java中的HashMap使用hashCode()和equals()方法來確定鍵值對的索引,當根據鍵獲取值的時候也會用到這兩個方法。如果沒有正確的實現這兩個方法,兩個不同的鍵可能會有相同的hash值,因此,可能會被集合認為是相等的。而且,這兩個方法也用來發現重復元素。所以這兩個方法的實現對HashMap的精確性和正確性是至關重要的。
9.HashMap和Hashtable有什么區別?
- HashMap和Hashtable都實現了Map接口,因此很多特性非常相似。但是,他們有以下不同點:
- HashMap允許鍵和值是null,而Hashtable不允許鍵或者值是null。
- Hashtable是同步的,而HashMap不是。因此,HashMap更適合於單線程環境,而Hashtable適合於多線程環境。
- HashMap提供了可供應用迭代的鍵的集合,因此,HashMap是快速失敗的。另一方面,Hashtable提供了對鍵的列舉(Enumeration)。
- 一般認為Hashtable是一個遺留的類。
10.數組(Array)和列表(ArrayList)有什么區別?什么時候應該使用Array而不是ArrayList?
下面列出了Array和ArrayList的不同點:
- Array可以包含基本類型和對象類型,ArrayList只能包含對象類型。
- Array大小是固定的,ArrayList的大小是動態變化的。
- ArrayList提供了更多的方法和特性,比如:addAll(),removeAll(),iterator()等等。
- 對於基本類型數據,集合使用自動裝箱來減少編碼工作量。但是,當處理固定大小的基本數據類型的時候,這種方式相對比較慢。
11.ArrayList和LinkedList有什么區別?
ArrayList和LinkedList都實現了List接口,他們有以下的不同點:
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ArrayList是基於索引的數據接口,它的底層是數組。它可以以O(1)時間復雜度對元素進行隨機訪問。與此對應,LinkedList是以元素列表的形式存儲它的數據,每一個元素都和它的前一個和后一個元素鏈接在一起,在這種情況下,查找某個元素的時間復雜度是O(n)。
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相對於ArrayList,LinkedList的插入,添加,刪除操作速度更快,因為當元素被添加到集合任意位置的時候,不需要像數組那樣重新計算大小或者是更新索引。
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LinkedList比ArrayList更占內存,因為LinkedList為每一個節點存儲了兩個引用,一個指向前一個元素,一個指向下一個元素。