Java 集合框架-演道网

Java集合框架大致可以分为五个部分:List列表,Set集合、Map映射、迭代器、工具类

List 接口通常表示一个列表(数组、队列、链表
栈),其中的元素可以重复的是:ArrayList 和LinkedList,另外还有不常用的Vector。LinkedList实现来Queue接口,因此也可以作为队列使用。

Set接口通常表示一个集合,其中的元素不可以重复(通过hashcode和equals函数保证),常用的实现类有HashSet和TreeSet

Map是一个映射接口,其中的每个元素都是一个key-value键值对,同样抽象类AbstractMap通过适配器模式实现了Map接口中的大部分函数,TreeMap
HashMap、WeakHashMap等实现类都通过继承AbstractMap实现的,另外,不常用的HashTable直接实现了Map接口。

Iterator是遍历集合的迭代器(不能遍历Map,只用来遍历Collection),Collection的实现类都实现了iterator()函数,它返回一个Iterator对象,用来遍历集合,ListIterator则专门用来遍历List。

ArrayList

ArrayList的内部实现是基于基础的对象数组的
特点:

  • 顺序表
  • 大小可变
  • 允许null元素
  • 线程不同步、查询速度快、增删满

LinkedList

LinkedList: 内部采用链表来存储元素,支持快速插入/删除元素,但不支持高效地随机访问

一般大家都知道ArrayList和LinkedList的大致区别:
1.ArrayList是实现了基于动态数组的数据结构,LinkedList基于链表的数据结构。
2.对于随机访问get和set,ArrayList优于LinkedList,因为LinkedList要移动指针。
3.对于新增和删除操作add和remove,LinedList比较占优势,因为ArrayList要移动数据。ArrayList的内部实现是基于基础的对象数组的, LinkedList中的get方法是按照顺序从列表的一端开始检查,直到另外一端。对LinkedList而言,访问列表中的某个指定元素没有更快的方法了。它们之间最主要的区别在于ArrayList是可改变大小的数组,而LinkedList是双向链接串列(doubly LinkedList) ,因为Array是基于索引(index)的数据结构,它使用索引在数组中搜索和读取数据是很快的。Array获取数据的时间复杂度是O(1),但是要删除数据却是开销很大的,因为这需要重排数组中的所有数据。

public class ArraylistandLinkedlist {
    public static final int N = 50000;
    public static List values;
    static {
        Integer vals[] = new Integer[N];
        Random r = new Random();
        for (int i = 0, currval = 0; i < N; i++) {
            vals[i] = new Integer(currval);
            currval += r.nextInt(100) + 1;
        }
        values = Arrays.asList(vals);
    }
    static long timeList(List lst) {
        long start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < N; i++) {
            int index = Collections.binarySearch(lst, values.get(i));
            if (index != i)
                System.out.println("***错误***");
        }
        return System.currentTimeMillis() - start;
    }
    public static void main(String args[]) {
        System.out.println("ArrayList消耗时间:" + timeList(new ArrayList(values)));
        System.out.println("LinkedList消耗时间:" + timeList(new LinkedList(values)));
    }
}

HashSet

HashSet实现了Set接口,它不允许集合中有重复的值,当我们提到HashSet时,第一件事情就是在将对象存储在HashSet之前, 要先确保对象重写equals()和hashCode()方法,这样才能比较对象的值是否相等,以确保set中没有储存相等的对象。如果我们没有重写这两个方法,将会使用这个方法的默认实现。
特点

  • 线程同步
  • 不允许重复的值

HashMap

HashMap实现了Map接口,Map接口对键值对进行映射。Map中不允许重复的键。Map接口有两个基本的实现,HashMap和TreeMap。TreeMap保存了对象的排列次序,而HashMap则不能。HashMap允许键和值为null。HashMap是非synchronized的,但collection框架提供方法能保证HashMap synchronized,这样多个线程同时访问HashMap时,能保证只有一个线程更改Map。

HashMap是一种的存储结构,能够快速将key的数据put方式存储起来,然后很快的通过get取出来”,“HashMap不是线程安全的, HashTable是线程安全的,通过synchronized实现的
简单的说HashMap的存储结构是由数组和链表共同完成的
HashMap是Y轴方向是数组,X轴方向就是链表的存储方式

HashTable

HashMap和Hashtable都实现了Map接口,但决定用哪一个之前先要弄清楚它们之间的分别。主要的区别有:线程安全性,同步(synchronization),以及速度。

HashMap几乎可以等价于Hashtable,除了HashMap是非synchronized的,并可以接受null(HashMap可以接受为null的键值(key)和值(value), 而Hashtable则不行)。HashMap是非synchronized,而Hashtable是synchronized,这意味着Hashtable是线程安全的,多个线程可以共享一个Hashtable;而如果没有正确的同步的话,多个线程是不能共享HashMap的。Java 5提供了ConcurrentHashMap,它是HashTable的替代,比HashTable的扩展性更好。另一个区别是HashMap的迭代器(Iterator)是fail-fast迭代器,而Hashtable的enumerator迭代器不是fail-fast的。所以当有其它线程改变了HashMap的结构(增加或者移除元素),将会抛出ConcurrentModificationException,但迭代器本身的remove()方法移除元素则不会抛出ConcurrentModificationException异常。但这并不是一个一定发生的行为,要看JVM。
** 由于Hashtable是线程安全的也是synchronized,所以在单线程环境下它比HashMap要慢。如果你不需要同步,只需要单一线程,那么使用HashMap性能要好过Hashtable。HashMap不能保证随着时间的推移Map中的元素次序是不变的。

public class HashmapAndHashTable {
    public static void main(String... args) {

        HashMap hashMap = new HashMap();
        hashMap.put("cn", "中国");
        hashMap.put("us", "米国");
        hashMap.put("en", "英国");
        hashMap.put("","");

        System.out.println(hashMap);
        System.out.println("cn" + hashMap.get("cn"));
        System.out.println(hashMap.containsKey("cn"));
        System.out.println(hashMap.keySet());
        System.out.println(hashMap.isEmpty());

        Hashtable table = new Hashtable();
        table.put("key1", "value1");//键 和 值,
        table.put("key2", "value2");
        table.put("key3", "value3");//相当于堆栈 后进先出

        Enumeration e = table.keys();//创建枚举
        while (e.hasMoreElements()) {//是否有元素
            String key = (String) e.nextElement();
            System.out.println(key + " : " + table.get(key));
        }
    }

}

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