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Java集合继承体系详解

时间: 2019-12-05 15:36:44 | 来源: 互联网 | 作者: snow_7 | 阅读: 9次

Java的集合类是一种特别有用的工具,它可以用于存储数量不等的多个对象,并可以实现常用的数据结构,如栈、队列等。Java集合还可以用于板寸具有映射关系的关联数组。

java集合就像是一个容器,我们可以把多个对象(实际上是对象的引用,习惯上叫对象,)保存到集合容器中。在JDK1.5以前java集合会丢失容器中所有对象的数据类型,JDK1.5以后增加了泛型,java集合可以记住容器中对象的数据类型。

Java集合大致可以分为三个体系:Set List Map.所有的集合类都位于java.util包下面。

Collection接口

Collection接口是List、 Set、和Queue接口的父接口。
Collection所代表的是一种规则,它所包含的元素都必须遵循一条或者多条规则。如有些允许重复而有些则不能重复、有些必须要按照顺序插入而有些则是散列,有些支持排序有些不支持排序。

一、List接口

List接口是Collection接口的直接接口。List代表的是有序的Collection,集合中的每个元素都有其对应的索引。List中允许有重复的元素,可以通过索引来访问指定位置的集合元素。因为List集合默认按元素的添加顺序设置元素的索引。

(1)ArrayList、Vector、Stack

ArrayList和Vector作为List的两个典型实现类,完全支持List的全部功能。

ArrayList和Vector类的底层都是基于数组来储存集合元素,封装了一个动态的Object[]数组,是一种顺序存储的线性表。

ArrayList和Vector在用法上几乎完全相同,只是Vector在JDK1.0时就存在,它的方法名比较冗长、比ArrayList包含的方法多,源码比ArrayList包含的源码也多,ArrayList的序列化实现比Vector现在Vector基本上被ArrayList所取代了。

主要区别:ArrayList是线程不安全的,Vector是线程安全的。

如果需要在多线程环境下使用List集合,而且需要保证线程安全,依然可以避免使用Vector,而是考虑将ArrayList包装成线程安全的集合类。Java提供的Collections工具类,通过该工具类synchronizeList方法即可以把ArrayList包装成线程安全的ArrayList.

Stack

Vector提供了一个子类,它用于模拟“栈”这种数据结构,栈通常是先进后出的容器。Stack提供了额外的5个方法,使得Vector可以当做栈来使用。出栈pop,入栈push,访问栈顶元素peek(),判断栈是否为空empty(),检测一个元素在堆栈中的位置serch().

(2)LinkedList

LinkedList是一个链式存储的线性变,本质上是一个双向链表,它不仅实现了List接口还实现了Dueue接口(双端队列,既具有队列的特征,也具有栈的特征),所以LinkedList不仅可以做双向链表来使用,还可以当栈和队列来使用。

LinkedList对元素的插入、删除元素时速度非常快。

LinkdedList也是非同步的。若要实现同步访问,可以采取
List list = Collections.synchronizeList(new LinkedList(.....));

(3)异同点对比

 (1)ArrayList和LinkedList

1)ArrayList是基于动态数组实现的,LinkedList是基于双向链表实现的。
2)ArrayList比较适用于随机存取,(可直接通过索引,LinkedList需要通过指针遍历);LinkedList比较适用于增加删除操作(对于单条的插入和删除操作ArrayList比LinkedList速度快,对于插入好人删除操作,ArrayList需要移动后面的所有元素。)

二、Set接口

Set是一种不允许包含相同元素的Collection。它维持自己的内部排序,随机访问没有任何意义。

(1)HashSet

HashSet是Set接口的典型实现,HashSet按Hash算法来储存集合中的元素,具有很好的存取和查找功能。
具有以下特点:

1)不保证元素的排列顺序,有可能变化;
2)HashSet不是同步的;
3)集合元素可以为空。

(2)TreeSet

 TreeSet是SortedSet接口的唯一实现,TreeSet可以确保元素处于排序状态,TreeSet并不是根据元素的插入顺序进行排序的,而是根据实际值进行排序。支持两种排序方式:自然排序和定制排序。

(3)EnumSet

是为枚举类设计的集合类,EnumSet不允许加入null元素。如果试图插入null,会抛出空指针异常。
Set的三个实现类都是现成不安全的。

三、Map接口

Map保存具有映射关系的数据,因此Map集合里保存着两组值,一组值用来保存Map里的key,一组用来保存Map里的value,key和value可以是任何引用类型的数据。

Map里的key不允许重复,value可以重复。key和value之间存在单向的一对一的关系,通过指定的key,总能找到唯一的、确定的value。

(1)HashMap与HashTable

HashMap与HashTable都是Map的典型实现类,他们之间的关系类似于ArrayList和Vector:HashTable是一个古老的Map实现类,在JDK1.0时就出现了。

主要区别:

1)HashTable是一个线程安全的Map实现,但是HashMap是线程不安全的实现,HashMap的性能要比HashTable高一些,尽量避免使用HashTable,多个线程访问一个Map对象又要保证线程安全时,可以使用Collections中的方法把HashMap变成线程安全的。
2)HashTable不允许使用null作为key和value,如果试图把null加入HashTable中,将会引发空指针异常。

(2)TreeMap

TreeMap是Map的子接口SortedMap的的实现类,与TreeSet类似的是TreeMap也是基于红黑树对TreeMap中所有的key进行排序,从而保证key-value处于有序状态,TreeMap也有两种排序方式:

1)自然排序:TreeMap的所有key必须实现Comparable接口,而且所有key应该是同一类的对象,否则会抛出ClassCastException.

2)定制排序:创建TreeMap时,传入一个Comparator对象,该对象负责对TreeMap中所有的key进行排序。
由于TreeMap支持内部排序,所以通常要比HashMap和HashTable慢。

四、Queue接口

Queue模拟了队列这种数据结构,队列通常是“先进先出”的数据结构,通常不允许随机访问队列中的元素。
Queue常用的实现类:LinkedList和PriorityQueue

(1)LinkedList

LinkedList它不仅实现了List接口还实现了Dueue接口(双端队列,既具有队列的特征,也具有栈的特征),Dueue接口是Queue的子接口。

(2)PriorityQueue

PriorityQueue保存队列元素的的顺序并不是按照加入队列的顺序,而是按照队列元素大小进行重新排序。所以当调用peek和poll方法来取队列中的元素的时候,并不是先取出来队列中最小的元素。从这个意义上来看,PriorityQueue已经违反了队列的基本规则。PriorityQueue不允许插入null元素。

总结:

线程安全的有Vector Stack HashTable

不允许插入空元素的有HashTable PriorityQueue EnumSet

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持我们。

文章标题: Java集合继承体系详解
文章地址: http://www.word666.com/ruanjian/154186.html
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