Java集合框架学习总结

Java集合框架学习总结

如下介绍常用的集合类，这里不介绍集合类的使用方法，只介绍每一个集合类的用途和特色，而后经过比较相关集合类的不一样特色来让咱们更深刻的了解它们。  

Collection接口

• Collection是最基本的集合接口，一个Collection表明一组Object，即Collection的元素（Elements）。

• 全部实现Collection接口的类都必须提供两个标准的构造函数：无参数的构造函数用于建立一个空的Collection，有一个 Collection参数的构造函数用于建立一个新的Collection，这个新的Collection与传入的Collection有相同的元素。后 一个构造函数容许用户复制一个Collection。

• 如何遍历Collection中的每个元素？不论Collection的实际类型如何，它都支持一个iterator()的方法，该方法返回一个迭代器，使用该迭代器便可遍历访问Collection中每个元素，经过Iterator的遍历是无序的。

典型的用法以下：

Iterator it = collection.iterator(); (it.hasNext()) {
     Object obj = it.next(); }

List接口

• List是有序的Collection，使用此接口可以精确的控制每一个元素插入的位置。用户可以使用索引（元素在List中的位置，相似于数组下标）来访问List中的元素，这相似于Java的数组。

• 除了具备Collection接口必备的iterator()方法外，List还提供一个listIterator()方法，返回一个 ListIterator接口，和标准的Iterator接口相比，ListIterator多了一些add()之类的方法，容许添加，删除，设定元素， 还能向前或向后遍历。

• 实现List接口的经常使用类有LinkedList，ArrayList，Vector和Stack。

 

LinkedList类

• LinkedList实现了List接口，容许null元素。此外LinkedList提供额外的get，remove，insert方法。这些操做使LinkedList可被用做堆栈（stack），队列（queue）或双向队列（deque）。

• 注意LinkedList没有同步性。若是多个线程同时访问一个LinkedList，则必须本身实现访问同步。另外一种解决方法是在建立List时构造一个同步的List：List list = Collections.synchronizedList(new LinkedList(...));

 

ArrayList类

• ArrayList实现了大小可变的数组。它容许全部元素，包括null。ArrayList没有同步性。

• size，isEmpty，get，set方法运行时间为常数。可是add方法开销为分摊的常数，添加n个元素须要O(n)的时间。其余的方法运行时间为线性。

• 每一个ArrayList实例都有一个容量（Capacity），即用于存储元素的数组的大小。这个容量可随着不断添加新元素而自动增长，可是增加算法并无定义。当须要插入大量元素时，在插入前能够调用ensureCapacity方法来增长ArrayList的容量以提升插入效率。

 

Vector类

Vector很是相似ArrayList，可是Vector是同步的。由Vector建立的Iterator，虽然和 ArrayList建立的Iterator是同一接口，可是，由于Vector是同步的，当一个Iterator被建立并且正在被使用，另外一个线程改变了 Vector的状态（例如，添加或删除了一些元素），这时调用Iterator的方法时将抛出 ConcurrentModificationException，所以必须捕获该异常。  

Stack 类

Stack继承自Vector，实现一个后进先出的堆栈。Stack提供5个额外的方法使得Vector得以被看成堆栈使用。基本的push和pop 方法，还有peek方法获得栈顶的元素，empty方法测试堆栈是否为空，search方法检测一个元素在堆栈中的位置。Stack刚建立后是空栈。

Vector、ArrayList和LinkedList比较

1. 1.Vector是线程同步的，因此它也是线程安全的，而ArrayList和LinkedList是非线程安全的。若是不考虑到线程的安全因素，通常用ArrayList和LinkedList效率比较高。

2. 2.ArrayList和Vector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。

3. 3.若是集合中的元素的数目大于目前集合数组的长度时，Vector增加率为目前数组长度的100%,而ArrayList增加率为目前数组长度的50%.若是在集合中使用数据量比较大的数据，用vector有必定的优点；反之，用ArrayList有优点。

4. 3.若是查找一个指定位置的数据，Vector和ArrayList使用的时间是相同的，花费时间为O(1)，而LinkedList须要遍历查找，花费时间为O(i)，效率不如前二者。

5. 4.而若是移动、删除一个指定位置的数据花费的时间为0(n-i)n为总长度，这个时候就应该考虑使用LinkedList,由于它移动一个指定位置的数据所花费的时间为0(1)。

6. 5.对于在指定位置插入数据，LinedList比较占优点，由于ArrayList要移动数据。

 

Set接口

• Set是一种不包含重复的元素的Collection，即任意的两个元素e1和e2都有e1.equals(e2)=false，Set最多有一个null元素。

• 很明显，Set的构造函数有一个约束条件，传入的Collection参数不能包含重复的元素。

• 请注意：必须当心操做可变对象（Mutable Object）。若是一个Set中的可变元素改变了自身状态致使Object.equals(Object)=true将致使一些问题。

 

Map接口

请注意，Map没有继承Collection接口，Map提供key到value的映射。一个Map中不能包含相同的key，每一个key只能映射一个 value。

Map接口提供3种集合的视图，Map的内容能够被看成一组key集合，一组value集合，或者一组key-value映射。  

Hashtable类

• Hashtable继承Map接口，实现一个key-value映射的哈希表。任何非空（non-null）的对象均可做为key或者value。

• 添加数据使用put(key, value)，取出数据使用get(key)，这两个基本操做的时间开销为常数。

• Hashtable经过initial capacity和load factor两个参数调整性能。一般缺省的load factor 0.75较好地实现了时间和空间的均衡。增大load factor能够节省空间但相应的查找时间将增大，这会影响像get和put这样的操做。

• 因为做为key的对象将经过计算其散列函数来肯定与之对应的value的位置，所以任何做为key的对象都必须实现hashCode和equals方法。hashCode和equals方法继承自根类Object。

• Hashtable是同步的。

 

HashMap类

HashMap和Hashtable相似，不一样之处在于HashMap是非同步的，而且容许null，即null value和null key。可是将HashMap视为Collection时（values()方法可返回Collection），其迭代子操做时间开销和HashMap 的容量成比例。所以，若是迭代操做的性能至关重要的话，不要将HashMap的初始化容量设得太高，或者load factor太低。  

TreeMap类

• HashMap经过hashcode对其内容进行快速查找，无序的；而TreeMap中全部的元素都保持着某种固定的顺序，有序的。

• 在Map 中插入、删除和定位元素，HashMap 是最好的选择。但若是您要按天然顺序或自定义顺序遍历键，那么TreeMap会更好。使用HashMap要求添加的键类明肯定义了hashCode()和 equals()的实现。

• TreeMap没有调优选项，由于该树总处于平衡状态。

 

WeakHashMap类

WeakHashMap是一种改进的HashMap，它对key实行“弱引用”，若是一个key再也不被外部所引用，那么该key能够被GC回收。  

总结

• 若是涉及到堆栈，队列等操做，应该考虑用List；对于须要快速插入，删除元素，应该使用LinkedList；若是须要快速随机访问元素，应该使用ArrayList。

• 若是程序在单线程环境中，或者访问仅仅在一个线程中进行，考虑非同步的类，其效率较高；若是多个线程可能同时操做一个类，应该使用同步的类。

• 要特别注意对哈希表的操做，做为key的对象要正确复写equals和hashCode方法。

• 使用Map时，查找、更新、删除、新增最好使用HashMap或HashTable；对Map进行天然顺序或自定义键顺序遍历时，最好使用TreeMap;

• 尽可能返回接口而非实际的类型，如返回List而非ArrayList，这样若是之后须要将ArrayList换成LinkedList时，客户端代码不用改变。这就是针对抽象编程。

 http://www.cnblogs.com/oubo/archive/2012/01/07/2394639.html

参考资料：http://blog.csdn.net/softwave/article/details/4166598