集合类操做优化经验总结(二)

集合类介绍

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 等方法在 LinkedList 的首部或尾部操做数据。这些操做使得 LinkedList 可被用做堆栈（Stack）、队列（Queue）或双向队列（Deque）。请注意 LinkedList 没有同步方法，它不是线程同步的，即若是多个线程同时访问一个 List，则必须本身实现访问同步。一种解决方法是在建立 List 时构造一个同步的 List，方法如

List list = Collections.synchronizedList(new LinkedList(...))；

ArrayList 类

ArrayList 实现了可变大小的数组。它容许全部元素，包括 Null。Size、IsEmpty、Get、Set 等方法的运行时间为常数，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 个 ArrayList 实例都有一个容量（Capacity），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。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。和 LinkedList 同样，ArrayList 也是线程非同步的（unsynchronized）。

ArrayList 提供的主要方法：

1. Boolean add(Object o) 将指定元素添加到列表的末尾；

2. Boolean add(int index,Object element) 在列表中指定位置加入指定元素；

3. Boolean addAll(Collection c) 将指定集合添加到列表末尾；

4. Boolean addAll(int index,Collection c) 在列表中指定位置加入指定集合；

5. Boolean clear() 删除列表中全部元素；

6. Boolean clone() 返回该列表实例的一个拷贝；

7. Boolean contains(Object o) 判断列表中是否包含元素；

8. Boolean ensureCapacity(int m) 增长列表的容量，若是必须，该列表可以容纳 m 个元素；

9. Object get(int index) 返回列表中指定位置的元素；

10. Int indexOf(Object elem) 在列表中查找指定元素的下标；

11. Int size() 返回当前列表的元素个数。

Vector 类

Vector 很是相似于 ArrayList，区别是 Vector 是线程同步的。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，实现了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。除了基本的 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。注意，Stack 刚建立后是空栈。

Set 类

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，这可能会致使一些问题。

Hashtable 类

Hashtable 继承 Map 接口，实现了一个基于 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，会影响像 Get 和 Put 这样的操做。使用 Hashtable 的简单示例，将 一、二、3 这三个数字放到 Hashtable 里面，他们的 Key 分别是”one”、”two”、”three”，代码如清单 2 所示。

清单 2 .Hashtable 示例

Hashtable numbers = new Hashtable();
numbers.put(“one”, new Integer(1));
numbers.put(“two”, new Integer(2));
numbers.put(“three”, new Integer(3));

若是咱们须要取出一个数，好比 2，能够用相应的 key 来取出，代码如清单 3 所示。

清单 3.从 Hastable 读取数据

Integer n = (Integer)numbers.get(“two”); 
System.out.println(“two =”+ n);

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，若是你用自定义的类看成 Key 的话，要至关当心，按照散列函数的定义，若是两个对象相同，即 obj1.equals(obj2)=true，则它们的 HashCode 必须相同，但若是两个对象不一样，则它们的 HashCode 不必定不一样，若是两个不一样对象的 HashCode 相同，这种现象称为冲突，冲突会致使操做哈希表的时间开销增大，因此尽可能定义好的 HashCode() 方法，能加快哈希表的操做。

若是相同的对象有不一样的 HashCode，对哈希表的操做会出现意想不到的结果（期待的 Get 方法返回 Null），要避免这种问题，最好同时复写 Equals 方法和 HashCode 方法，而不要只写其中一个。

HashMap 类

HashMap 和 Hashtable 相似，不一样之处在于 HashMap 是线程非同步的，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 参数设置太低。

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。