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java集合與陣列的區別

陣列和集合的定義

 

一、陣列

 

陣列是java語言內建的資料型別,他是一個線性的序列,所有可以快速訪問其他的元素,陣列和其他語言不同,當你建立了一個數組時,他的容量是不變的,而且在生命週期也是不能改變的,還有JAVA陣列會做邊界檢查,如果發現有越界現象,會報RuntimeException異常錯誤,當然檢查邊界會以效率為代價。

二、集合

JAVA還提供其他集合,list,map,set,他們處理物件的時候就好像這些物件沒有自己的型別一樣,而是直接歸根於Object,這樣只需要建立一個集合,把物件放進去,取出時轉換成自己的型別就行了。

三、陣列和集合的區別

一、陣列聲明瞭它容納的元素的型別,而集合不宣告。

二、陣列是靜態的,一個數組例項具有固定的大小,一旦建立了就無法改變容量了。而集合是可以動態擴充套件容量,可以根據需要動態改變大小,集合提供更多的成員方法,能滿足更多的需求。

三、陣列的存放的型別只能是一種(基本型別/引用型別),集合存放的型別可以不是一種(不加泛型時新增的型別是Object)。

四、陣列是java語言中內建的資料型別,是線性排列的,執行效率或者型別檢查都是最快的。

集合體繫結構

   

 注:圖參來之http://www.cnblogs.com/xiaoqv/archive/2011/11/24/2262142.html


Map

(沒有實現collection介面,key不能重複,value可以重複,一個key對映一個value)
├Hashtable (實現Map介面,同步,不允許null作為key和value,用自定義的類當作key的話要複寫hashCode和eques方法,)
├HashMap (實現Map介面,非同步,允許null作為key和value,用的多)
└WeakHashMap(實現Map介面)



Collection介面


  Collection是最基本的集合介面,一個Collection代表一組Object,即Collection的元素(Elements)。一些Collection允許相同的元素而另一些不行。一些能排序而另一些不行。Java SDK不提供直接繼承自Collection的類,Java SDK提供的類都是繼承自Collection的“子介面”如List和Set。
  所有實現Collection介面的類都必須提供兩個標準的建構函式:

1.無引數的建構函式用於建立一個空的Collection

2.有一個Collection引數的建構函式用於建立一個新的Collection,這個新的Collection與傳入的Collection有相同的元素。後一個建構函式允許使用者複製一個Collection。


  如何遍歷Collection中的每一個元素?不論Collection的實際型別如何,它都支援一個iterator()的方法,該方法返回一個迭代子,使用該迭代子即可逐一訪問Collection中每一個元素。

典型的用法如下:
   Iterator it = collection.iterator(); // 獲得一個迭代子
    while(it.hasNext()) {
      Object obj = it.next(); // 得到下一個元素
    }
  由Collection介面派生的兩個介面是List和Set。

 

一、List介面

 List是有序的Collection,使用此介面能夠精確的控制每個元素插入的位置。

使用者能夠使用索引(元素在List中的位置,類似於陣列下標)來訪問List中的元素,這類似於Java的陣列。
和下面要提到的Set不同,List允許有相同的元素。
  除了具有Collection介面必備的iterator()方法外,List還提供一個listIterator()方法,返回一個ListIterator介面,和標準的Iterator介面相比,ListIterator多了一些add()之類的方法,允許新增,刪除,設定元素,還能向前或向後遍歷。
  實現List介面的常用類有LinkedList,ArrayList,Vector和Stack。

LinkedList類


 LinkedList實現了List介面,允許null元素。LinkenList底層採用了雙向連結串列來儲存資料,每個節點都儲存著上一個節點和下一個節點的地址以及本節點的資料。此外LinkedList提供額外的get,remove,insert方法在LinkedList的首部或尾部。這些操作使LinkedList可被用作堆疊(stack),佇列(queue)或雙向佇列(deque)。
  注意:LinkedList沒有同步方法。如果多個執行緒同時訪問一個List,則必須自己實現訪問同步。一種解決方法是在建立List時構造一個同步的List:
    List list = Collections.synchronizedList(new LinkedList(...));


ArrayList類


  ArrayList實現了可變大小的陣列。它允許所有元素,包括null。ArrayList底層採用動態陣列的儲存方式,便利效率非常高,ArrayList是執行緒不安全的。
size,isEmpty,get,set方法執行時間為常數。但是add方法開銷為分攤的常數,新增n個元素需要O(n)的時間。其他的方法執行時間為線性。
  每個ArrayList例項都有一個容量(Capacity),即用於儲存元素的陣列的大小。這個容量可隨著不斷新增新元素而自動增加,但是增長演算法並沒有定義。當需要插入大量元素時,在插入前可以呼叫ensureCapacity方法來增加ArrayList的容量以提高插入效率。

 

ArrayList和LindedList的區別:


    1.ArrayList是實現了基於動態陣列的資料結構,LinkedList基於連結串列的資料結構。 
     2.對於隨機訪問get和set,ArrayList覺得優於LinkedList,因為LinkedList要移動指標。 
     3.對於新增和刪除操作add和remove,LinedList比較佔優勢,因為ArrayList要移動資料。 


Vector類


  Vector非常類似ArrayList,但是Vector是同步的。由Vector建立的Iterator,雖然和ArrayList建立的Iterator是同一介面,但是,因為Vector是同步的,當一個Iterator被建立而且正在被使用,另一個執行緒改變了Vector的狀態(例如,新增或刪除了一些元素),這時呼叫Iterator的方法時將丟擲ConcurrentModificationException,因此必須捕獲該異常。


Stack 類


  Stack繼承自Vector,實現一個後進先出的堆疊。Stack提供5個額外的方法使得Vector得以被當作堆疊使用。基本的push和pop方法,還有peek方法得到棧頂的元素,empty方法測試堆疊是否為空,search方法檢測一個元素在堆疊中的位置。Stack剛建立後是空棧。

 

二、Set介面


Set是一種無序的並且不包含重複的元素的Collection,即任意的兩個元素e1和e2都有e1.equals(e2)=false,Set最多有一個null元素。
  很明顯,Set的建構函式有一個約束條件,傳入的Collection引數不能包含重複的元素。

HashSet 類

 

是雜湊表實現的,HashSet中的資料是無序的,可以放入null,但只能放入一個null,兩者中的值都不能重複,因為HashSet的底層實現是HashMap,但是HashSet只使用了HashMap的key來存取資料所以HashSet存的資料不能重複。 

HashSet要求放入的物件必須實現HashCode()方法,放入的物件,是以hashcode碼作為標識的,而具有相同內容的 String物件,hashcode是一樣,所以放入的內容不能重複。但是同一個類的物件可以放入不同的例項 。

 


三、Map介面


Map沒有繼承Collection介面,Map提供key到value的對映。一個Map中不能包含相同的key,每個key只能對映一個value。Map介面提供3種集合的檢視,Map的內容可以被當作一組key集合,一組value集合,或者一組key-value對映。
 

Hashtable類


Hashtable繼承Map介面,實現一個key-value對映的雜湊表。任何非空(non-null)的物件都可作為key或者value。
  新增資料使用put(key, value),取出資料使用get(key),這兩個基本操作的時間開銷為常數。

使用Hashtable的簡單示例如下,將1,2,3放到Hashtable中,他們的key分別是”one”,”two”,”three”:

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


  要取出一個數,比如2,用相應的key:

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


  由於作為key的物件將通過計算其雜湊函式來確定與之對應的value的位置,因此任何作為key的物件都必須實現hashCode和equals方法。hashCode和equals方法繼承自根類Object,如果你用自定義的類當作key的話,要相當小心,按照雜湊函式的定義,如果兩個物件相同,即obj1.equals(obj2)=true,則它們的hashCode必須相同,但如果兩個物件不同,則它們的hashCode不一定不同,如果兩個不同物件的hashCode相同,這種現象稱為衝突,衝突會導致操作雜湊表的時間開銷增大,所以儘量定義好的hashCode()方法,能加快雜湊表的操作。
  如果相同的物件有不同的hashCode,對雜湊表的操作會出現意想不到的結果(期待的get方法返回null),要避免這種問題,只需要牢記一條:要同時複寫equals方法和hashCode方法,而不要只寫其中一個。
  Hashtable是同步的。


HashMap類
HashMap和Hashtable類似,不同之處在於HashMap是非同步的,並且允許null,即null value和null key,但是將HashMap視為Collection時(values()方法可返回Collection)。
WeakHashMap類
WeakHashMap是一種改進的HashMap,它對key實行“弱引用”,如果一個key不再被外部所引用,那麼該key可以被GC回收。

總結
1.如果涉及到堆疊,佇列等操作,應該考慮用List,對於需要快速插入,刪除元素,應該使用LinkedList,如果需要快速隨機訪問元素,應該使用ArrayList。
2.如果程式在單執行緒環境中,或者訪問僅僅在一個執行緒中進行,考慮非同步的類,其效率較高,如果多個執行緒可能同時操作一個類,應該使用同步的類。
3.要特別注意對雜湊表的操作,作為key的物件要正確複寫equals和hashCode方法。
4.儘量返回介面而非實際的型別,如返回List而非ArrayList,這樣如果以後需要將ArrayList換成LinkedList時,客戶端程式碼不用改變。這就是針對抽象程式設計。