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Java 資料結構

Java工具包提供了強大的資料結構。在Java中的資料結構主要包括以下幾種介面和類：

• 列舉（Enumeration）
• 位集合（BitSet）
• 向量（Vector）
• 棧（Stack）
• 字典（Dictionary）
• 雜湊表（Hashtable）
• 屬性（Properties）

以上這些類是傳統遺留的，在Java2中引入了一種新的框架-集合框架(Collection)，我們後面再討論。

列舉（Enumeration）

列舉（Enumeration）介面雖然它本身不屬於資料結構,但它在其他資料結構的範疇裡應用很廣。 列舉（The Enumeration）介面定義了一種從資料結構中取回連續元素的方式。

例如，列舉定義了一個叫nextElement 的方法，該方法用來得到一個包含多元素的資料結構的下一個元素。

位集合（BitSet）

位集合類實現了一組可以單獨設定和清除的位或標誌。

該類在處理一組布林值的時候非常有用，你只需要給每個值賦值一"位"，然後對位進行適當的設定或清除，就可以對布林值進行操作了。

向量（Vector）

向量（Vector）類和傳統陣列非常相似，但是Vector的大小能根據需要動態的變化。

和陣列一樣，Vector物件的元素也能通過索引訪問。

使用Vector類最主要的好處就是在建立物件的時候不必給物件指定大小，它的大小會根據需要動態的變化。

棧（Stack）

棧（Stack）實現了一個後進先出（LIFO）的資料結構。

你可以把棧理解為物件的垂直分佈的棧，當你新增一個新元素時，就將新元素放在其他元素的頂部。

當你從棧中取元素的時候，就從棧頂取一個元素。換句話說，最後進棧的元素最先被取出。

字典（Dictionary）

字典（Dictionary） 類是一個抽象類，它定義了鍵對映到值的資料結構。

當你想要通過特定的鍵而不是整數索引來訪問資料的時候，這時候應該使用Dictionary。

由於Dictionary類是抽象類，所以它只提供了鍵對映到值的資料結構，而沒有提供特定的實現。

雜湊表（Hashtable）

Hashtable類提供了一種在使用者定義鍵結構的基礎上來組織資料的手段。

例如，在地址列表的雜湊表中，你可以根據郵政編碼作為鍵來儲存和排序資料，而不是通過人名。

雜湊表鍵的具體含義完全取決於雜湊表的使用情景和它包含的資料。

屬性（Properties）

Properties 繼承於 Hashtable.Properties 類表示了一個持久的屬性集.屬性列表中每個鍵及其對應值都是一個字串。

Properties 類被許多Java類使用。例如，在獲取環境變數時它就作為System.getProperties()方法的返回值。

Java 集合框架

早在Java 2中之前，Java就提供了特設類。比如：Dictionary, Vector, Stack, 和Properties這些類用來儲存和操作物件組。

雖然這些類都非常有用，但是它們缺少一個核心的，統一的主題。由於這個原因，使用Vector類的方式和使用Properties類的方式有著很大不同。

集合框架被設計成要滿足以下幾個目標。

• 該框架必須是高效能的。基本集合（動態陣列，連結串列，樹，雜湊表）的實現也必須是高效的。
• 該框架允許不同型別的集合，以類似的方式工作，具有高度的互操作性。
• 對一個集合的擴充套件和適應必須是簡單的。

為此，整個集合框架就圍繞一組標準介面而設計。你可以直接使用這些介面的標準實現，諸如： LinkedList, HashSet, 和 TreeSet等,除此之外你也可以通過這些介面實現自己的集合。

集合框架是一個用來代表和操縱集合的統一架構。所有的集合框架都包含如下內容：

• 介面：是代表集合的抽象資料型別。介面允許集合獨立操縱其代表的細節。在面向物件的語言，介面通常形成一個層次。
• 實現（類）：是集合介面的具體實現。從本質上講，它們是可重複使用的資料結構。
• 演算法：是實現集合介面的物件裡的方法執行的一些有用的計算，例如：搜尋和排序。這些演算法被稱為多型，那是因為相同的方法可以在相似的介面上有著不同的實現。

除了集合，該框架也定義了幾個Map介面和類。Map裡儲存的是鍵/值對。儘管Map不是collections，但是它們完全整合在集合中。

集合框架體系如圖所示

Java 集合框架提供了一套效能優良，使用方便的介面和類，java集合框架位於java.util包中， 所以當使用集合框架的時候需要進行導包。

集合介面

集合框架定義了一些介面。本節提供了每個介面的概述：

Set和List的區別

• 1. Set 介面例項儲存的是無序的，不重複的資料。List 介面例項儲存的是有序的，可以重複的元素。

• 2. Set檢索效率低下，刪除和插入效率高，插入和刪除不會引起元素位置改變 <實現類有HashSet,TreeSet>。

• 3. List和陣列類似，可以動態增長，根據實際儲存的資料的長度自動增長List的長度。查詢元素效率高，插入刪除效率低，因為會引起其他元素位置改變 <實現類有ArrayList,LinkedList,Vector> 。

集合實現類（集合類）

Java提供了一套實現了Collection介面的標準集合類。其中一些是具體類，這些類可以直接拿來使用，而另外一些是抽象類，提供了介面的部分實現。

標準集合類彙總於下表：

Listlist=Collections.synchronizedList(newLinkedList(...));

在前面的教程中已經討論通過java.util包中定義的類，如下所示：

一個Bitset類建立一種特殊型別的陣列來儲存位值。BitSet中陣列大小會隨需要增加。

集合演算法

集合框架定義了幾種演算法，可用於集合和對映。這些演算法被定義為集合類的靜態方法。

在嘗試比較不相容的型別時，一些方法能夠丟擲 ClassCastException異常。當試圖修改一個不可修改的集合時，丟擲UnsupportedOperationException異常。

集合定義三個靜態的變數：EMPTY_SET，EMPTY_LIST，EMPTY_MAP的。這些變數都不可改變。

如何使用迭代器

通常情況下，你會希望遍歷一個集合中的元素。例如，顯示集合中的每個元素。

一般遍歷陣列都是採用for迴圈或者增強for，這兩個方法也可以用在集合框架，但是還有一種方法是採用迭代器遍歷集合框架，它是一個物件，實現了Iterator 介面或ListIterator介面。

迭代器，使你能夠通過迴圈來得到或刪除集合的元素。ListIterator 繼承了Iterator，以允許雙向遍歷列表和修改元素。

遍歷 ArrayList

例項