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Java集合框架

Java集合框架概述​

  • Java集合体系
    Java 集合体系
    Collection
    Map
  • 集合可以看作一种容器，用来存储对象信息，所有集合类都位于 java.util 包中。支持多线程的集合类位于 java.util.concurrent 包中
  • 集合和数组的区别
    1. 数组用于保存长度不可变化而且不具有映射关系的数据；集合类用于保存数量不确定的数据，以及保存具有映射关系的数据
    2. 数组元素既可以是基本类型的值，也可以保存对象，而集合类只能保存对象
  • Java 集合大致分成 List、Set、Queue、Map 四种接口体系
    • List：有序可重复集合
    • Set：无序不重复集合
    • Queue：队列集合
    • Map：映射集合，key-value形式，根据 key 查找 value

集合常见接口及实现类​

Collection 接口常见方法

Set 集合​

  • Set 接口是继承了 Collection 接口的子接口，Set 集合和 Collection 集合的方法相同，不允许存储相同的元素
  • 常用的实现类
    1. HashSet（最常用）
    2. LinkedHashSet：HashSet 的子类，但是使用链表维护元素次序，元素顺序与添加顺序一致，因此性能略低于 HashSet（插入、删除），但是迭代遍历所有元素时性能较高
    3. TreeSet：SortedSet 接口的实现类，可以保证元素处于排序状态，使用红黑树进行存储，支持自然排序和定制排序，因为使用红黑树算法维持元素次序，因此性能低于 HashSet（特别是插入、查询时）
    4. EnumSet：专为枚举类设计的集合类，不允许添加 null 值，集合元素有序，以枚举值在枚举类中定义的顺序来决定集合元素顺序。Set 实现类中性能最好，但是只能保存同一个枚举类的枚举值作为集合元素

List 集合​

  • 代表一个有序、可重复集合，每个元素都有对应的顺序索引，默认按照添加元素的顺序设置索引
  • 常用实现类
    1. ArrayList（最常用）：动态数组，允许任何符合规则的元素插入（包括 null），有初始容量，每次添加元素都会进行容量检查，快溢出时就会进行扩容操作
    2. LinkedList：除了可以根据索引访问元素，还实现了 Deque 接口，可以作为双端队列使用（既可以当栈，又可以当队列）。内部以链表保存元素，因此随机访问性能较差，但是插入、删除性能较高
    3. Vector：操作跟 ArrayList 基本一样，但是是线程安全的动态数组
    4. Stack：继承自 Vector，实现一个后进先出的堆栈
    5. Iterator：集合的迭代器，集合可以 Iterator 去遍历集合中的元素
    6. ListIterator：提供了专门操作集合的方法，增加了向前迭代的功能（Iterator 只能向后迭代），还可以通过 add() 向List 集合中添加元素（Iterator 只能删除）

Map 集合​

  • 常见方法
    常见方法
  • 常用实现类
    1. HashMap：基于 hashing 原理，通过 put() 和 get() 存储、获取对象，存储对象时，使用 put()，调用键对象的的 hashCode() 方法计算 hashCode 值，然后找到 bucket 中的位置进行值对象存储，获取对象时，通过键对象的 equals() 方法找到正确的键值对，然后返回对象
      HashMap 原理相关
    2. HashTable：跟 HashMap 的关系类似于 ArrayList 和 Vector 的关系，HashTable 是线程安全的，但是不允许使用 null 作为 key/value 值（会发生空指针异常） HashTable 原理相关
    3. LinkedHashMap：使用双向链表维护 key-value 次序，顺序与插入顺序一致，性能比 HashMap 低，但迭代访问时性能更好
    4. Properties：HashTable 的子类，相当于一个 key/value 都是 string 类型的 Map，主要用于读取配置文件
    5. TreeMap：SortedMap 的实现类，是一个红黑树的数据结构，可以根据 key 对节点进行自然排序或者定制排序