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java中的集合儲存結構

    Collection是最基本的集合介面,一個Collection代表一組Object的集合,這些Object被稱作Collection的元素。     所有實現Collection介面的類都必須提供兩個標準的建構函式:無引數的建構函式用於建立一個空的Collection,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:
  1. Iterator it = collection.iterator(); // 獲得一個迭代子
  2. while(it.hasNext()) { 
  3.   Object obj = it.next(); // 得到下一個元素
    根據用途的不同,Collection又劃分為List與Set。 List介面     List繼承自Collection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。     跟Set集合不同的是,List允許有重複元素。對於滿足e1.equals(e2)條件的e1與e2物件元素,可以同時存在於List集合中。當然,也有List的實現類不允許重複元素的存在。     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。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:
  1. 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沒有同步。 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。     和LinkedList一樣,ArrayList也是非同步的(unsynchronized)。 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。
Set介面
    Set繼承自Collection介面。Set是一種不能包含有重複元素的集合,即對於滿足e1.equals(e2)條件的e1與e2物件元素,不能同時存在於同一個Set集合裡,換句話說,Set集合裡任意兩個元素e1和e2都滿足e1.equals(e2)==false條件,Set最多有一個null元素。      因為Set的這個制約,在使用Set集合的時候,應該注意:     1,為Set集合裡的元素的實現類實現一個有效的equals(Object)方法。     2,對Set的建構函式,傳入的Collection引數不能包含重複的元素。      請注意:必須小心操作可變物件(Mutable Object)。如果一個Set中的可變元素改變了自身狀態導致Object.equals(Object)=true將導致一些問題。 HashSet類     此類實現 Set 介面,由雜湊表(實際上是一個 HashMap 例項)支援。它不保證集合的迭代順序;特別是它不保證該順序恆久不變。此類允許使用 null 元素。     HashSet不是同步的,需要用以下語句來進行S同步轉換:
            Set s = Collections.synchronizedSet(new HashSet(...));
Map介面     Map沒有繼承Collection介面。也就是說Map和Collection是2種不同的集合。Collection可以看作是(value)的集合,而Map可以看作是(key,value)的集合。     Map介面由Map的內容提供3種類型的集合檢視,一組key集合,一組value集合,或者一組key-value對映關係的集合。 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。 Hashtable 通過initial capacity和load factor兩個引數調整效能。通常預設的load factor 0.75較好地實現了時間和空間的均衡。增大load factor可以節省空間但相應的查詢時間將增大,這會影響像get和put這樣的操作。 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”:
  1. Hashtable numbers = new Hashtable(); 
  2. numbers.put("one", new Integer(1)); 
  3. numbers.put("two", new Integer(2)); 
  4. numbers.put("three", new Integer(3)); 
要取出一個數,比如2,用相應的key:
  1. Integer n = (Integer)numbers.get("two"); 
  2. 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),其迭代子操作時間開銷和HashMap 的容量成比例。因此,如果迭代操作的效能相當重要的話,不要將HashMap的初始化容量設得過高,或者load factor過低。 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
工具類     Java提供了java.util.Collections,以及java.util.Arrays類簡化對集合的操作     java.util.Collections主要提供一些static方法用來操作或建立Collection,Map等集合。     java.util.Arrays主要提供static方法對陣列進行操作。。