collection 集合框架

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标签： collection 集合框架 Python博客 51CTO博客

2023-04-08 18:24:00 103浏览

collection 集合框架，Java集合框架主要包括两种类型的容器，一种是集合（Collection），存储一个元素集合，另一种是图（Map），存储键/值对映射


Java 集合框架主要包括两种类型的容器，一种是集合（Collection），存储一个元素集合，另一种是图（Map），存储键/值对映射。Collection 接口又有 3 种子类型，List、Set 和 Queue，再下面是一些抽象类，最后是具体实现类，常用的有 ArrayList、LinkedList、HashSet、LinkedHashSet、HashMap、LinkedHashMap 等等。

集合框架是一个用来代表和操纵集合的统一架构。所有的集合框架都包含如下内容：

  • 接口：是代表集合的抽象数据类型。例如 Collection、List、Set、Map 等。之所以定义多个接口，是为了以不同的方式操作集合对象
  • 实现（类）：是集合接口的具体实现。从本质上讲，它们是可重复使用的数据结构，例如：ArrayList、LinkedList、HashSet、HashMap。
  • 算法：是实现集合接口的对象里的方法执行的一些有用的计算，例如：搜索和排序。这些算法被称为多态，那是因为相同的方法可以在相似的接口上有着不同的实现。

集合与数组的区别：

  1. 集合也是一种存储对象的容器，和数组类似，但与数组不同的是，集合的长度是可变的，数组的长度是固定不变的；
  2. 集合用来储存对象的引用，而数组用来储存基本类型的数据；
  3. 集合可以储存多种数据类型的数据，而数组只能储存单一类型数组的元素；

除了集合，该框架也定义了几个 Map 接口和类。Map 里存储的是键/值对。尽管 Map 不是集合，但是它们完全整合在集合中。

集合框架体系如图所示：

collection 集合框架_System

Collection接口的主要方法如下： 

序号

方法描述

1

public boolean add（Object obj）

加入指定元素 obj

2

public boolean remove（Object obj）

删除指定元素obj

3

public void clear（）

删除所有元素

4

public boolean contains（Object obj）；

判断是否包含元素obj

5

public int size（）；

返回元素的个数

6

public boolean isEmpty（）

判断集合是否为空集合

7

public Iterator iterator()

返回迭代器，指向类集包含的元素

 List接口

  • List接口是一个有序的 Collection，使用此接口能够精确的控制每个元素插入的位置，能够通过索引(元素在List中位置，类似于数组的下标)来访问List中的元素，第一个元素的索引为 0，而且允许有重复的元素。
  • List 接口存储元素不唯一，有序（插入顺序）的对象。

list的功能

void add ( int index, E element)
在列表的指定位置插入指定元素（可选操作）。

Iterator iterator = list.iterator();
while (iterator.hasNext()){
    System.out.println(iterator.next());
}
list.remove(0);//删掉指定索引处的元素
list.remove(Integer.valueOf(100));//根据对象删除这个元素

Iterator iterator = list.iterator();
while (iterator.hasNext()){
    System.out.println(iterator.next());
}

Object set = list.set(list.size() - 1, 300000); //替换指定索引处的元素，返回的是被替换的元素
System.out.println(set);  
  
    Object o = list.get(0);//获取集合中指定索引处的元素
    System.out.println(o);

list集合的遍历

package com.zhang.demo.Collection;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class listdemo {
        public static void main(String[] args) {
            List list=new ArrayList();
            list.add(100);
            list.add(200);
            list.add(300);
            list.add(400);
            list.add(0,10); //可以在指定索引处插入元素
            
            for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
                Object o1 = list.get(i);
                System.out.println(o1);
            }
        }
    }
/**
10
100
200
300
400
*/

ArrayList类

  • 实现了可变大小的数组，允许储存所有的元素，包括 null 元素；随机访问和遍历元素时，提供更好的性能。该类也是非同步的,在多线程的情况下不要使用。
  • ArrayList的特点是访问速度快，插入、删除速度慢；

遍历 ArrayList实例

import java.util.*;
 
public class Test{
 public static void main(String[] args) {
     List<String> list=new ArrayList<String>();
     list.add("Hello");
     list.add("World");
     list.add("HAHAHAHA");
     //第一种遍历方法使用foreach遍历List
     for (String str : list) {            //也可以改写for(int i=0;i<list.size();i++)这种形式
        System.out.println(str);
     }
 
     //第二种遍历，把链表变为数组相关的内容进行遍历
     String[] strArray=new String[list.size()];
     list.toArray(strArray);
     for(int i=0;i<strArray.length;i++) //这里也可以改写为  foreach(String str:strArray)这种形式
     {
        System.out.println(strArray[i]);
     }
     
    //第三种遍历 使用迭代器进行相关遍历
     
     Iterator<String> ite=list.iterator();
     while(ite.hasNext())//判断下一个元素之后有值
     {
         System.out.println(ite.next());
     }
 }
}

集合的迭代器

package com.zhang.demo.Collection;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Iterator;

public class Demo {
            public static void main(String[] args) {
                Collection collection1 = new ArrayList();
                //往容器中添加元素
                collection1.add("张三");
                collection1.add("李四");
                collection1.add("王五"); 

                //Iterator 对 collection 进行迭代的迭代器。

                //boolean hasNext ()
                //如果仍有元素可以迭代，则返回 true。
                //E next ()
                //返回迭代的下一个元素。

                Iterator iterator = collection1.iterator();
                System.out.println(iterator);

                while (iterator.hasNext()){
                    Object obj = iterator.next();//让指针下移
                    System.out.println(obj);
                }

            }
        }

集合转换数组

public class MyTest2 {
    public static void main(String[] args) {
        Collection collection = new ArrayList();
        collection.add(10);
        collection.add(20);
        collection.add(30);
        collection.add(40);
        collection.add(60);
        collection.add(50);
        collection.add(60);
        //把集合转换成数组
        Integer[] integer=new Integer[collection.size()];
        //遍历集合
        Iterator iterator = collection.iterator();
        int index=0;
        while (iterator.hasNext()){
            Object obj = iterator.next();
            Integer integer1= (Integer) obj;
            integer[index]=integer1;
                    index++;
        }
//[10, 20, 30, 40, 60, 50, 60]

 LinkedList类

可以在收尾对数据对象进行操作，同样包含有null元素；

该类实现了List接口，采用的是链表储存对象，允许有null（空）元素。主要用于创建链表数据结构，该类没有同步方法，如果多个线程同时访问一个List，则必须自己实现访问同步，解决方法就是在创建List时候构造一个同步的List。例如：

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

LinkedList 查找效率低。

Vector类

  • 实现了可以动态扩充的数组，和数组一样，可以通过索引来访问数组中的元素；
  • 与数组不同的是，他的长度可以根据实际包含的元素个数增加或减少；

Set接口

  • Set接口也是Collection的子接口，继承了Collection接口的所有方法;
  • Set集合中不允许有重复的元素，而且元素无序（插入与输出顺序不一致）；

HashSet类

  • 实现的Set集合是按照哈希表排序的，允许有 null元素；
  • HashSet类可以快速定位集合中的元素，但是不能保证Set集合中的元素顺序保持不变

LinkedHashSet

 

TreeSet

  • 与HashSet相比，TreeSet提供了排序功能，支持两种排序方法：自然排序与比较器排序；
  • 自然排序要使用compare to方法重写

Map接口与Throwable类

Map接口主要用于储存“键—值对”，不允许键重复，但是值可以重复；

HashTable

继承了map接口，实现了键—值映射的哈希表，既不允许 “键 ”为 null 元素也不允许“值”为null 元素；

序号

方法描述

1

public void put（Object key，Object value）

添加 “键—值”对

2

public Object get（Object key）

返回键值key所对应的元素

3

public Object remove(Object key)

删除键值key所对应的元素

4

public boolean containsKey(Object key)

判断哈希表中是否包含键值key

遍历 Map实例：

import java.util.*;
 
public class Test{
     public static void main(String[] args) {
      Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();
      map.put("1", "value1");
      map.put("2", "value2");
      map.put("3", "value3");
      
      //第一种：普遍使用，二次取值
      System.out.println("通过Map.keySet遍历key和value：");
      for (String key : map.keySet()) {
       System.out.println("key= "+ key + " and value= " + map.get(key));
      }
      
      //第二种
      System.out.println("通过Map.entrySet使用iterator遍历key和value：");
      Iterator<Map.Entry<String, String>> it = map.entrySet().iterator();
      while (it.hasNext()) {
       Map.Entry<String, String> entry = it.next();
       System.out.println("key= " + entry.getKey() + " and value= " + entry.getValue());
      }
      
      //第三种：推荐，尤其是容量大时
      System.out.println("通过Map.entrySet遍历key和value");
      for (Map.Entry<String, String> entry : map.entrySet()) {
       System.out.println("key= " + entry.getKey() + " and value= " + entry.getValue());
      }
    
      //第四种
      System.out.println("通过Map.values()遍历所有的value，但不能遍历key");
      for (String v : map.values()) {
       System.out.println("value= " + v);
      }
     }
}

HashMap

  • HashMap 是一个散列表，它存储的内容是键值对(key-value)映射。
  • 该类实现了Map接口，根据键的HashCode值存储数据，具有很快的访问速度，最多允许一条记录的键为null，不支持线程同步。

TreeMap

继承于HashMap，使用元素的自然顺序对元素进行排序.

Set和List的区别

  • 1. Set 接口实例存储的是无序的，不重复的数据。List 接口实例存储的是有序的，可以重复的元素。
  • 2. Set检索效率低下，删除和插入效率高，插入和删除不会引起元素位置改变 <实现类有HashSet,TreeSet>。
  • 3. List和数组类似，可以动态增长，根据实际存储的数据的长度自动增长List的长度。查找元素效率高，插入删除效率低，因为会引起其他元素位置改变 <实现类有ArrayList,LinkedList,Vector> 

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