Java集合总结

 对象的集合 

如果程序的对象数量有限，且寿命可知，那么这个程序是相当简单的。

 

数组

数组与其它容器的区别体现在三个方面：效率，类型识别以及可以持有primitives。数组是Java提供的，能随机存储和访问reference序列的诸多方法中的，最高效的一种。数组是一个简单的线性序列，所有它可以快速的访问其中的元素。但是速度是有代价的；当你创建了一个数组之后，它的容量就固定了，而且在其生命周期里不能改变。也许你会提议先创建一个数组，等到快不够用的时候，再创建一个新的，然后将旧的数组里的reference全部导到新的里面。其实（我们以后会讲的）ArrayList就是这么做的。但是这种灵活性所带来的开销，使得ArrayList的效率比起数组有了明显下降。

Java对数组和容器都做边界检查；如果过了界，它旧会给一个RuntimeException。这种异常表明这个错误是由程序员造成的，这样你就用不着再在程序里面检查了。

还有一些泛型容器类包括List，Set和Map。他们处理对象的时候就好像这些对象都没有自己的具体类型一样。也就是说，容器将它所含的元素都看成是（Java中所有类的根类）Object的。这样你只需要建一种容器，就能把所有类型的对象全都放进去。从这个角度来看，这种做法很不错（只是苦了 primitive。如果是常量，你还可以用Java的primitive的Wrapper类；如果是变量，那就只能放在你自己的类里了）。与其他泛型容器相比，这里体现数组的第二革优势：创建数组的时候，你也同时指明了它所持有的对象的类型（这又引出了第三点－－数组可以持有primitives，而容器却不行）。也就是说，它会在编译的时候作类型检查，从而防止你插入错误类型的对象，或者是在提取对象的时候把对象的类型给搞错了。Java在编译和运行时都能阻止你将一个不恰当的消息传给对象。所有这并不是说使用容器就有什么危险，只是如果编译器能够帮你指定，那么程序运行会更快，最终用户也会较少收到程序运行异常的骚扰。

从效率和类型检查的角度来看，使用数组总是没错的。但是，如果你在解决一个更为一般的问题，那数组就会显得功能太弱了点。

 

数组是第一流的对象 

不管你用的是那种类型的数组，数组的标识符实际上都是一个“创建在堆（heap）里的实实在在的对象的”reference。实际上是那个对象持有其他对象的reference。你即可以用数组的初始化语句，隐含地创建这个对象，也可以用new表达式，明确地创建这个对象，只读的length属性能告诉你数组能存储多少元素。它是数组对象的一部分（实际上也是你唯一能访问的属性或方法）。‘[]’语法是另一条访问数组对象的途径。

你没法知道数组里面究竟放了多少元素，因为length只是告诉你数组能放多少元素，也就是说是数组对象的容量，而不是它真正已经持有的元素的数量。但是，创建数组对象的时候，它所持有的reference都会被自动地初始化为null，所以你可以通过检查数组的某个“槽位”是否为null，来判断它是否持有对象。以此类推，primitive的数组，会自动来数字初始化为零，字符初始化为(char)0，boolean初始化为false。

 

primitive容器

容器类只能持有Object对象的reference。而数组除了能持有Objects的reference之外，还可以直接持有primitive。当然可以使用诸如Integer，Double之类的wrapper类。把primitive的值放到容器中，淡这样总有点怪怪的。此外， primitive数组的效率要比wrapper类容器的高出许多。

当然，如果你使用primitive的时候，还需要那种“能随需要自动扩展的”容器类的灵活性，那就不能用数组了。你只能用容器来存储primitive的wrapper类。

 

返回一个数组

假设你写了一个方法，它返回的不是一个而是一组东西。那么在Java中就可以返回的“就是一个数组”。与C++不同，你永远也不必为Java的数组操心－－只要你还需要它，它就还在；一旦你用完了，垃圾回收器会帮你把它打扫干净。

 

Arrays类

java.util里面有一个Arrays类，它包括了一组可用于数组的static方法，这些方法都是一些实用工具。其中有四个基本方法：用来比较两个数组是否相等的equals()；用来填充的fill()；用来对数组进行排序的sort()；以及用于在一个已排序的数组中查找元素的 binarySearch()。所有这些方法都对primitive和Object进行了重载。此外还有一个asList()方法，它接受一个数组，然后把它转成一个List容器。

虽然Arrays还是有用的，但它的功能并不完整。举例来说，如果它能让我们不用写for循环就能直接打印数组，那就好了。此外，正如你所看到的fill()只能用一个值填数组。所以，如果你想把随即生成的数字填进数组的话，fill()是无能为力的。

 

复制一个数组

Java标准类库提供了一个System.arraycopy()的static方法。相比for循环，它能以更快的速度拷贝数组。System.arraycopy()对所有类型都作了重载。

对象数组和primitive数组都能拷贝。但是如果你拷贝的是对象数组，那么你只拷贝了它们的reference－－对象本身不会被拷贝。这被成为浅拷贝（shallow copy）。

 

数组的比较

为了能比较数组是否完全相等，Arrays提供了经重载的equals()方法。当然，也是针对各种primitive以及Object的。两个数组要想完全相等，他们必须有相同数量的元素，而且数组的每个元素必须与另一个数组的相对应的位置上的元素相等。元素的相等姓，用equals()判断。（对于 primitive，它会使用其wrapper类的equals()；比如int使用Integer.equals()。）。

 

数组元素的比较

Java里面有两种能让你实现比较功能的方法。一是实现java.lang.Comparable接口，并以此实现类“自有的”比较方法。这是一个很简单的接口，它只有一个方法compareTo()。这个方法能接受另一个对象作为参数，如果现有对象比参数小，它就会返回一个负数，如果相同则返回零，如果现有的对象比参数大，它就返回一个正数。

static randInt()方法会生成一个介于0到100之间的正数。

现在假设，有人给你一个没有实现Comparable接口的类，或者这个类实现了Comparable接口，但是你发现它的工作方式不是你所希望的，于是要重新定义一个新的比较方法。Java没有强求你一定要把比较代码塞进类里，它的解决方案是使用“策略模式（strategy design pattern）”。有了策略之后，你就能把会变的代码封装到它自己的类里（即所谓的策略对象strategy object）。你把策略对象交给不会变的代码，然后用它运用策略完成整个算法。这样，你就可以用不同的策略对象来表示不同的比较方法，然后把它们都交给同一个排序程序了。接下来就要“通过实现Comparator接口”来定义策略对象了。这个接口有两个方法compare()和equals()。但是除非是有特殊的性能要求，否则你用不着去实现equals()。因为只要是类，它就都隐含地继承自Object，而Object里面已经有了一个 equals()了。所以你尽可以使用缺省的Object的equals()，这样就已经满足接口的要求了。

Collections类里专门有一个会返回与对象自有的比较法相反的Comparator的方法。它能很轻易地被用到CompType上面。

Collections.reverseOrder()返回了一个Comparator的reference。

compare()方法会根据第一个参数是小于，等于还是大于第二个参数，分别返回负整数，零或是正整数。

 

数组的排序 

有了内置的排序方法之后，你就能对任何数组排序了，不论是primitive的还是对象数组的，只要它实现了Comparable接口或有一个与之相关的Comparator对象就行了。

Java标准类库所用的排序算法已经作了优化－－对primitive，它用的是“快速排序（Quicksort）”，对对象，它用的是“稳定合并排序（stable merge sort）”。所以除非是prolier表明排序算法是瓶颈，否则你不用为性能担心。

 

查询有序数组 

一旦数组排完序，你就能用Arrays.binarySearch()进行快速查询了。但是切忌对一个尚未排序的数组使用binarySearch()；因为这么做的结果是没意义的。

如果Arrays.binarySearch()找到了，它就返回一个大于或等于0的值。否则它就返回一个负值，而这个负值要表达的意思是，如果你手动维护这个数组的话，这个值应该插在哪个为止。这个值就是：

-(插入点)-1

“插入点”就是，在所有“比要找的那个值”更大值中，最小的那个值的下标，或者，如果数组中所有的值都比要找的值小，它就是a.size()。

如果数组里面有重复元素，那它不能保证会返回哪一个。这个算法不支持重复元素，不过它也不报错。所以，如果你需要的是一个无重复元素的有序序列的话，那么可以考虑使用本章后面所介绍的TreeSet（支持【排序顺序“sorted order”】）和LinkedHashSet（支持【插入顺序“sorted order”】）。这两个类会帮你照看所有细节。只有在遇到性能瓶颈的时候，你才应该用手动维护的数组来代替这两个类。

如果排序的时候用到了Comparator（针对对象数组，primitive数组不允许使用Comparator），那么binarySearch()的时候，也必须使用同一个Comparator（用这个方法的重载版）。

 

数组部分的总结 

总而言之，如果你要持有一组对象，首选，同时也是效率最高的选择，应该是数组。而且，如果这是一组primitive的话，你也只能用数组。还有一些更为一般的情况，也就是写程序的时候还不知道要用多少对象，或者要用一种更复杂方式来存储对象情况。为此，Java提供了“容器类（container class）”。其基本类型有List，Set和Map。

它们还有一些别的特性。比方说Set所持有的对象，个个都不同，Map则是一个“关联性数组（associative array）”，它能在两个对象之间建立联系。此外，与数组不同，它们还能自动调整大小，所以你可以往里面放任意数量的对象。

 

容器简介

Java2的重新设计了1.0和1.1里面那个表现差劲的容器类。新的设计更紧凑也更合理。同时它也补齐了容器类库的功能，提供了链表（linked list），队列（queue）和双向队列（deques，读成“decks”）这几种数据结构的功能。

Java2的容器类要解决“怎样持有对象”，而它把这个问题分成两类：

1。Collection：通常是一组有一定规律的独立元素。List必须按照特定的顺序持有这些元素，而Set则不能保存重复的元素。（bag没有这个限制，但是Java的容器类库没有实现它，因为List已经提供这种功能了）

2。Map：一组以“键－－值”（key-value）形式出现的pair。初看上去，它应该是一个pair的Collection，但是真这么去做的话，它就会变得很滑稽，所以还是把这个概念独立列出来为好。退一步说，真的要用到Map的某个自己的时候，创建一个Collection也是很方便的。 Map可以返回“键（key）的”Set，值的Collection，或者pair的Set。和数组一样，Map不需要什么修改，就能很容易地扩展成多维。你只要直接把Map的值设成Map就可以了（然后它的值再是Map，依此类推）。

Java的容器类分成两种基本类型。它们的区别就在，每个位置能放多少对象。Collection只允许每个位置上放一个对象（这个名字有点误导，因为容器类库也常被统称为collections）。它包括“以一定顺序持有一组对象”的List，以及“只能允许添加不重复的对象”的Set。 ArrayList是一种List，而HashSet则是一种Set。你可以用add()方法往Collection里面加对象。

Map保存的是“键（key）－－值”形式的pair，很像是一个微型数据库。

Map又被称为关联性数组（associative array）。你可以用put()方法往Map里面加元素。它接受键－－值形式pair作参数。

fill()方法还为Collection和Map作了重载。输出在默认情况下使用容器类的toString()方法。打印出来的Collection会用方括号括起来，元素与元素之间用逗号分开。Map会用花括号括起来，键和值之间用等号联起来（键在左边，值在右边）。

List会老老实实地持有你所输入的所有对象，既不做排序也不做编辑。Set则每个对象只接受一次，而且还要用它自己的规则对元素进行重新排序（一般情况下，你关心的只是Set包没包括某个对象，而不是它到底排在哪里－－如果是那样，你最好还是用List）。而Map也不接收重复的pair，至于是不是重复，要由key来决定。此外，它也有它自己的内部排序规则，不会受输入顺序影响。如果插入顺序是很重要的，那你就只能使用LinkedHashSet或 LinkedHashMap了。

 

填充容器

和Arrays一样，Collection也有一个叫Collections的辅助类，它包含了一些静态的实用工具方法，其中就有一个fill()。这个 fill()也只是把同一个对象的reference复制到整个容器，而且它还只能为List，不能为Set和Map工作。

 

容器的缺点：不知道对象的类型

Java的容器有个缺点，就是往容器里面放对象的时候，会把对象的类型信息给弄丢了。这是因为开发容器类的程序员不会知道你要用它来保存什么类型的对象，而让容器仅只保存特定类型的对象又会影响它的通用性。所以容器被做成只有持有Object，也就是所有对象的根类的reference，这样它就能持有任何类型的对象了。（当然不包括primitive，因为它们不是对象，也没有继承别的对象。）这是一个很了不起的方案，只是：

1，由于在将对象放入容器的时候，它的类型信息被扔掉了，所以容器对“能往里面加什么类型的对象”没有限制。比方说，即使你想让它只持有cat，别人也能很轻易地把dog放进去。

2，由于对象的类型信息没了，容器只知道它持有的Object的reference，所以对象在使用之前还必须进行类型转换。

好的一面是，Java不会让你误用放进容器里的对象。假设你往cat的容器里面扔了个dog，然后要把这个容器里的所有对象都当cat来用，当你把dog 的reference从cat的容器里面拉出来，并且试图将它转换成cat的时候，就会引发一个RuntimeException。

ArrayList的用法也是很简单：先创建一个，用add()把对象放进去，要用的时候再给get()传一个下标－－就跟用数组差不多，只是不需要用方括号了。ArrayList也有一个size()方法，它会告诉你容器里面有多少对象，这样你就不会粗心大意地过了界然后引发异常了。

 

有时即使不正确它也能运行

有时，即使不把对象转换成原先的类型，它好像也能正常工作。有一种情况比较特殊：String能从编译器哪里得到一些能使之平稳工作的特殊帮助。只要编译器没能得到它所期望的String对象，它就会调用toString()。这个方法油Object定义，能被任何Java类覆写。它所返回的String 对象，会被用到任何要用它的地方。

于是只要覆写了类的toString()方法，你就能打印对象了。

 

做一个类型敏感的ArrayList

 

参数化类型（Parameterized types）

 

迭代器

无论是哪种容器，你都得有办法既能放东西进去，也能拿东西出来。毕竟，容器的主要任务就是存放对象。ArrayList的add()就是用来放东西的，而 get()则是把对象拿出来的办法。ArrayList很灵活；你可以随时提取任何东西，并且换一个下标，马上就能选择另一个元素。

“迭代器（iterator 又是一个设计模式）”是一个对象，它的任务是，能在让“客户程序在不知道，或者不关心他所处理的是什么样的底层序列结构”的情况下，就能在一个对象序列中前后移动，并选取其中的对象。此外迭代器还是一种通常所说的“轻量级”的对象，既创建代价很小的对象。

Java的Iterator就属于有这种限制的迭代器。它做不了很多事情，除了：

1，用iterator()方法叫容器传给你一个Iterator对象。第一次调用Iterator的next()方法的时候，它就会传给你序列中的第一个元素。

2，用next()方法获取序列中的下一个对象。

3，用hasNext()方法查询序列中是否还有其他对象。

4，用remove()方法删除迭代器所返回的最后一个元素。

就这么多了。这只是迭代器的一个很简单的实现，不过还是很强大（对List来说，还有一个更精巧的ListIterator）。

 

不经意的递归（Unintended recursion）

由于Java的标准容器类（同其它类一样）也是继承Object的，因此它们也有一个toString()方法。这个方法已经被覆写了，所以它能生成一个表示它自己以及所有它所保存的对象的String。比如ArrayList的toString()方法就会遍历ArrayList的每个元素，然后调用它们的toString()方法。假设你要打印类的地址。好像最直接的办法就是使用this。但是会出现很多异常，解决的办法就是去调用Object的 toString()方法，它就是干这活的。所以不要用this，应该写super.toString()。

 

容器分类学

根据编程的需要，Collection和Map分别有好几个实现。实际上只有三种容器组件－－Map，List和Set，而每种又有两到三个实现。

与存放对象有关的接口包括Collection, List, Set和Map。在理想情况下，绝大多数代码应该只同这些接口打交道，只是在创建容器的时候才要精确地指明它的确切类型。

add()，就像它的名字告诉我们的，会把新的元素放进Collection。但是文档里面特别仔细地声明，“add()会确保容器包含指定的元素”。这句话是说给Set的，因为它只添加原先没有的元素，对ArrayList或其他List，add()总是“把它放进去”，因为List并不关心它是不是保存了相同的元素。

Collection都能用iterator()方法产生一个Iterator。这里，我们用Iterator来遍历整个Collection，然后把他们打印出来。

 

Collection的功能

下面这张表给出了Collection的所有功能，也就是你能用Set和List做什么事（不包括从Object自动继承过来的方法）。（List还有一些额外的功能。）Map不是继承Collection的，所以我们会区别对待。

 

boolean add(Object)：确保容器能持有你传给它的那个参数。如果没有把它加进去，就返回false。（这是个“可选”的方法，本章稍后会再作解释。）

boolean addAll(Collection)：加入参数Collection所含的所有元素。只要加了元素，就返回true。

void clear()：清除容器所保存的所有元素。（“可选”）

boolean contains(Object)：如果容器持有参数Object，就返回true。

boolean containsAll(Collection)：如果容器持有参数Collection所含的全部元素，就返回true。

boolean isEmpty()：如果容器里面没有保存任何元素，就返回true。

Iterator iterator()：返回一个可以在容器的各元素之间移动的Iterator。

boolean removeAll(Collection)：删除容器里面所有参数Collection所包含的元素。只要删过东西，就返回true。（“可选”）

boolean retainAll(Collection)：只保存参数Collection所包括的元素（集合论中“交集”的概念）。如果发生过变化，则返回true。（“可选”）

int size()：返回容器所含元素的数量。

Object[] toArray()：返回一个包含容器中所有元素的数组。

Object[] toArray(Object[] a)：返回一个包含容器中所有元素的数组，且这个数组不是普通的Object数组，它的类型应该同参数数组a的类型相同（要做类型转换）。

注意，这里没有能进行随机访问的get()方法。这是因为Collection还包括Set。而Set有它自己的内部顺序（因此随即访问事毫无意义的）。所以如果你要检查Collection的元素，你就必须使用迭代器。

接下来讲List, Set和Map的各种实现了，每讲一种容器，我都会（用星号）告诉你默认情况下应该选用哪种实现。

 

List的功能

List的基本用法事相当简单的。虽然绝大多数时候，你只是用add()加对象，用get()取对象，用iterator()获取这个序列的Iterator，但List还有一些别的很有用的方法。

实际上有两种List：擅长对元素进行随机访问的，较常用的ArrayList，和更强大的LinkedList。LinkedList不是为快速的随机访问而设计的，但是它却有一组更加通用的方法。

Lisk（接口）：List的最重要的特征就是有序；它会确保以一定的顺序保存元素。List在Collection的基础上添加了大量方法，使之能在序列中间插入和删除元素。（只对LinkedList推荐使用。）List可以制造ListIterator对象，你除了能用它在List的中间插入和删除元素之外，还能用它沿两个方法遍历List。

ArrayList*：一个用数组实现的List。能进行快速的随机访问，但是往列表中间插入和删除元素的时候比较慢。ListIterator只能用在反向遍历ArrayList的场合，不要用它来插入和删除元素，因为相比LinkedList，在ArrayList里面用ListIterator的系统开销比较高。

LinkedList：对顺序访问进行了优化。在List中间插入和删除元素的代价也不高。随机访问的速度相对较慢。（用ArrayList吧。）此外它还有addFirst()，addLast()，getFirst()，getLast()，removeFirst()和removeLast()等方法（这些方法，接口和基类均未定义），你能把它当成栈（stack），队列（queue）或双向队列（deque）来用。

记住，容器只是一个存储对象的盒子。如果这个笑盒子能帮你解决所有的问题，那你就用不着取管它事怎么实现的（在绝大多数情况下，这是使用对象的基本概念）。如果开发环境里面还有一些别的，会造成固定的性能开销的因素存在，那么ArrayList和LinkedList之间的性能差别就会变得不那么重要了。你只需要它们中的一个，你甚至可以想象有这样一种“完美”的抽象容器；它能根据用途，自动地切换其底层的实现。

 

用LinkedList做一个栈

“栈（stack）”有时也被称为“后进先出”（LIFO）的容器。就是说，最后一个被“压”进栈中的东西，会第一个“弹”出来。同其他Java容器一样，压进去和弹出来的东西都是Object，所以除非你只用Object的功能，否则就必须对弹起来的东西进行类型转换。

LinkedList的方法能直接实现栈的功能，所以你完全可以不写Stack而直接使用LinkedList。

如果你只想要栈的功能，那么继承就不太合适了，因为继承出来的是一个拥有LinkedList的所有方法的类。

 

用LinkedList做一个队列

队列（queue）是一个“先进先出”（FIFO）容器。也就是，你把一端把东西放进去，从另一端把东西取出来。所以你放东西的顺序也就是取东西的顺序。LinkedList有支持队列的功能的方法，所以它也能被当作Queue来用。

还能很轻易地用LinkedList做一个deque（双向队列）。它很像队列，只是你可以从任意一端添加和删除元素。

 

Set的功能

Set的接口就是Collection的，所以不像那两个List，它没有额外的功能。实际上Set确确实实就是一个Collection－－只不过行为方式不同罢了。（这是继承和多态性的完美运用：表达不同地行为。）Set会拒绝持有多个具有相同值的对象的实例（对象的“值”又是由什么决定的呢？这个问题比较复杂，我们以后会讲）。

Set（接口）：加入Set的每个元素必须是唯一的；否则，Set是不会把它加进去的。要想加进Set，Object必须定义equals()，这样才能标明对象的唯一性。Set的接口和Collection的一摸一样。Set的接口不保证它会用哪种顺序来存储元素。

HashSet*：为优化查询速度而设计的Set。要放进HashSet里面的Object还得定义hashCode()。

TreeSet：是一个有序的Set，其底层是一颗树。这样你就能从Set里面提取一个有序序列了。

LinkedHashSet(JDK 1.4)：一个在内部使用链表的Set，既有HashSet的查询速度，又能保存元素被加进去的顺序（插入顺序）。用Iterator遍历Set的时候，它是按插入顺序进行访问的。

HashSet保存对象的顺序是与TreeSet和LinkedHashSet不一样的。这是因为它们是用不同的方法来存储和查找元素的。（TreeSet用了一种叫红黑树的数据结构【red-black tree data structure】来为元素排序，而HashSet则用了“专为快速查找而设计”的散列函数。LinkedHashSet在内部用散列来提高查询速度，但是它看上去像是用链表来保存元素的插入顺序的。）你写自己的类的时候，一定要记住，Set要有一个判断以什么顺序来存储元素的标准，也就是说你必须实现 Comparable接口，并且定义compareTo()方法。

 

SortedSet

SortedSet（只有TreeSet这一个实现可用）中的元素一定是有序的。这使得SortedSet接口多了一些方法：

Comparator comparator()：返回Set锁使用的Comparator对象，或者用null表示它使用Object自有的排序方法。

Object first()：返回最小的元素。

Object last()：返回最大的元素。

SortedSet subSet(fromElement, toElement)：返回Set的子集，其中的元素从fromElement开始到toElement为止（包括fromElement，不包括toElement）。

SortedSet headSet(toElement)：返回Set的子集，其中的元素都应小于toElement。

SortedSet tailSet(fromElement)：返回Set的子集，其中的元素都应大于fromElement。

注意，SortedSet意思是“根据对象的比较顺序”，而不是“插入顺序”进行排序。

 

Map的功能

ArrayList能让你用数字在一个对象序列里面进行选择，所以从某种意义上讲，它是将数字和对象关联起来。但是，如果你想根据其他条件在一个对象序列里面进行选择的话，那又该怎么做呢？栈就是一个例子。它的标准是“选取最后一个被压入栈的对象”。我们常用的术语map，dictionary，或 associative array就是一种非常强大的，能在序列里面进行挑选的工具。从概念上讲，它看上去像是一个ArrayList，但它不用数字，而是用另一个对象来查找对象！这是一种至关重要的编程技巧。

这一概念在Java中表现为Map。put(Object key, Object value)方法会往Map里面加一个值，并且把这个值同键（你查找时所用的对象）联系起来。给出键之后，get(Object key)就会返回与之相关的值。你也可以用containsKey()和containsValue()测试Map是否包含有某个键或值。

Java标准类库里有好几种Map：HashMap，TreeMap，LinkedHashMap，WeakHashMap，以及 IdentityHashMap。它们都实现了Map的基本接口，但是在行为方式方面有着明显的诧异。这些差异体现在，效率，持有和表示对象pair的顺序，持有对象的时间长短，以及如何决定键的相等性。

性能是Map所要面对的一个大问题。如果你知道get()是怎么工作的，你就会发觉（比方说）在ArrayList里面找对象会是相当慢的。而这正是 HashMap的强项。它不是慢慢地一个个地找这个键，而是用了一种被称为hash code的特殊值来进行查找的。散列（hash）是一种算法，它会从目标对象当中提取一些信息，然后生成一个表示这个对象的“相对独特”的int。 hashCode()是Object根类的方法，因此所有Java对象都能生成hash code。HashMap则利用对象的hashCode()来进行快速的查找。这样性能就有了急剧的提高。

Map（接口）：维持键－－值的关系（即pairs），这样就能用键来找值了。

HashMap*：基于hash表的实现。（用它来代替Hashtable。）提供时间恒定的插入与查询。在构造函数种可以设置hash表的capacity和load factor。可以通过构造函数来调节其性能。

LinkedHashMap(JDK 1.4)：很像HashMap，但是用Iterator进行遍历的时候，它会按插入顺序或最先使用的顺序（least-recently-used (LRU)order）进行访问。除了用Iterator外，其他情况下，只是比HashMap稍慢一点。用Iterator的情况下，由于是使用链表来保存内部顺序，因此速度会更快。

TreeMap：基于红黑树数据结构的实现。当你查看键或pair时，会发现它们时按顺序（根据Comparable或Comparator，我们过一会讲）排列的。TreeMap的特点时，你所锁得到的是一个有序的Map。TreeMap是Map中唯一有subMap()方法的实现。这个方法能让你获取这个树中的一部分。

WeakHashMap：一个weak key的Map，是为某些特殊问题而设计的。它能让Map释放其所持有的对象。如果某个对象除了在Map当中充当键之外，在其他地方都没有其reference的话，那它将被当作垃圾回收。

IdentityHashMap(JDK 1.4)：一个用＝＝，而不是equals()来比较键的hash map。不是为我们平常使用而设计的，是用来解决特殊问题的。

散列是往Map里存数据的常用算法。

 

SortedMap 

SortedMap（只有TreeMap这一个实现）的键肯定是有序的，因此这个接口里面就有一些附加功能的方法了。

Comparator comparator()：返回Map所使用的comparator，如果是用Object内置的方法的话，则返回null。

Object firstKey()：返回第一个键。

Object lastKey()：返回最后一个键。

SortedMap subMap(fromKey, toKey)：返回这个Map的一个子集，其键从fromKey开始到toKey为止，包括前者，不包括后者。

SortedMap headMap(toKey)：返回这个Map的一个子集，其键均小于toKey。

SortedMap tailMap(fromKey)：返回这个Map的一个子集，其键均大于等于fromKey。

pair是按key的顺序存储的，由于TreeMap有顺序的概念，因此“位置”是有意义的，所以你可以去获取它的第一个和最后一个元素，以及它的子集。

 

LinkedHashMap

为了提高速度，LinkedHashMap对所有东西都做了hash，而且遍历的时候（println()会遍历整个Map，所以你能看到这个过程）还会按插入顺序返回pair。此外，你还可以在LinkedHashMap的构造函数里面进行配置，让它使用基于访问的LRU（least-recently -used）算法，这样还没被访问过的元素（同时也是要删除的候选对象）就会出现在队列的最前头。这样，为节省资源而写一个定时清理的程序就变得很简单了。

 

散列算法与Hash数

一个合适的equals()必须做到一下五点：

1 反身性：对任何x, x.equals(x)必须是true的。

2 对称性：对任何x和y，如果y.equals(x)是true的，那么x.equals(y)也必须是true的。

3 传递性：对任何x，y和z，如果x.equals(y)是true的，且y.equals(z)也是true的，那么x.equals(z)也必须是true的。

4 一致性：对任何x和y，如果对象里面用来判断相等姓的信息没有修改过，那么无论调用多少次x.equals(y)，它都必须一致地返回true或false。

5 对于任何非空的x，x.equals(null)必须返回false。

默认的Object.equals()只是简单地比较两个对象的地址。

如果你想把子集写的类当HashMap的键来用的话，你就必须把hashCode()和equals（）都给覆写了。

 

理解hashCode()

如果你不覆写键的hashCode()和equals()的话，散列数据结构（HashSet，HashMap，LinkedHashSet，或LinkedHashMap）就没法正确地处理键。

散列的价值就在于速度：散列算法能很快地找出东西。

数组是最快的数据结构。

 

持有reference 

java.lang.ref类库里有一套能增进垃圾回收器工作的灵活性的类。一旦碰到了“对象达到要耗光内存”的时候，这些类就会显的格外有用。有三个类是继承抽象类Reference的：SoftReference，WeakReference和PhantomReference。如果待处理的对象只能通过这些Reference进行访问的话，那么这些Reference对象就会向垃圾回收器提供一些不同级别的暗事。

 

 

总结Java标准类库的容器类： 

1。数组把对象和数字形式的下标联系起来。它持有的是类型确定的对象，这样提取对象的时候就不用再作类型传递了。它可以是多维的，也可以持有primitive。但是创建之后它的容量不能改了。

2。Collection持有单个元素，而Map持有相关联的pair。

3。和数组一样，List也把数字下标同对象联系起来，你可以把数组和List想成有序的容器。List会随元素的增加自动调整容量。但是List只能持有Object reference，所以不能存放primitive，而且把Object提取出来之后，还要做类型传递。

4。如果要做很多随机访问，那么请用ArrayList，但是如果要再List的中间做很多插入和删除的话，就应该用LinkedList了。

5。LinkedList能提供队列，双向队列和栈的功能。

6。Map提供的不是对象与数组的关联，而是对象和对象的关联。

HashMap看重的是访问速度，而TreeMap则看重键的顺序，因而它不如HashMap那么快。而LinkedHashMap则保持对象插入的顺序，但是也可以用LRU算法为它重新排序。

7。Set只接受不重复的对象。HashSet提供了最快的查询速度。而TreeSet则保持元素有序。LinkedHashSet保持元素的插入顺序。

8。没必要再在新代码里使用旧类库留下来的Vector，Hashtable和Stack了。

容器类库是你每天都会用到的工具，它能使程序更简介，更强大并且更高效。

 

 

 

 

 

一、数组、集合

数组、集合：都是一种容器，用一个对象管理多个对象；

数组：不能自动增长；只能存放同类型的元素

集合：能自动扩容；部分集合允许存放不同类型的元素；

 

二、学习这些集合类要掌握哪些东西：

1）怎样得到（选择）集合对象；

2）怎样添加元素

3）怎样删除元素

4）怎样循环遍历没一个元素

 

三、list、set、map

collection:父接口；

Set:接口 ---一个实现类： HashSet

List:接口---三个实现类： LinkedList,Vector,ArrayList

SortedSet:接口---实现类：TreeSet

 

1、List:

List:有序列表，允许存放重复的元素；

实现类：

ArrayList：数组实现，查询快，增删慢，线程不安全，轻量级；下标也是从0开始；

LinkedList：链表实现，增删快，查询慢

Vector：数组实现，线程安全，重量级

 

2.Set:

无序集合，不允许存放重复的元素；

实现类 HashSet：equals返回true，hashCode返回相同的整数；哈希表；

子接口SortedSet：对Set排序 实现类 :TreeSet：二叉树实现的；

看API：<E> 泛型：表示一个对象；

Iterator:接口，迭代器；java.util；hasNext();next();remove();

Iterable:可迭代的，访问的 ；java.lang;实现了可迭代的接口就可以用迭代的方式访问；

只需实现 iterator();方法即可；Iterator iterator();

 

三种循环的访问方式：

for(int i=0;i<list.size();i++){

System.out.println(list.get(i));

}

Iterator it=list.iterator();

while(it.hasNext()){

System.out.println(it.next());

}

for--each 循环：

for(Object obj:list){

System.out.println(obj);

}

只有实现了Iterable接口的才能用第三种；能用第二种的也一定能用第三种；

ArrayList:自动扩容，是数组照搬过来的；

 

 

3.Map

HashMap:键值对，key不能重复，但是value可以重复；key的实现就是HashSet；value对应着放；

HashSet 的后台有一个HashMap;初始化后台容量；只不过生成一个HashSet的话，系统

只提供key的访问；

如果有两个Key重复，那么会覆盖之前的；

 

Hashtable:线程安全的

Properties:java.util.Properties; key和value都是String类型，用来读配置文件；

 

HashMap与Hashtable区别：

HashMap线程不安全的，允许null作为key或value;

Hashtable线程安全的，不允许null作为key或value;

 

TreeMap: 对key排好序的Map; key 就是TreeSet, value对应每个key;

key要实现Comparable接口或TreeMap有自己的构造器；

 

HashSet:remove(Object o)的原则看这个对象O的Hashcode和equals是否相等，并不是看是不是一个对象；

定义一个Map; key是课程名称，value是Integer表示选课人数；

map.put(cou,map.get(cou)+new Integer(1));

 

 

四、Hashtable、Properties

1，Hashtable：实现了Map接口，此类实现一个哈希表，作用和HashMap相同。任何非 null 对象都可以用作键或值。

为了成功地在哈希表中存储和获取对象，用作键的对象必须实现 hashCode 方法和 equals 方法。

2，Properties：继承自Hashtable，比 Hashtable 更严格 属性列表中每个键及其对应值都是一个字符串。

常用方法 String getProperty(String?key) 和 setProperty(String key,String value);

用法：我在C盘下建了一个名为 yy.dat 的文件，文件的内容为：

name=hehe

password=12345

执行以下程序，输出 hehe，可见用 Properties 可以很方便的解析配置文件

Properties p = new Properties();

p.load(new FileInputStream("C://yy.dat"));

System.out.println(p.getProperty("name"))

 

 

五、两个工具类 Arrays 和 Collections

1.Arrays、此类包含用来操作数组（比如排序和搜索）的各种方法。此类还包含一个允许将数组作为列表来查看的静态工厂

2.Collections、主要提供了在 collection 上进行操作的静态方法

 

六、遗留的几个类

1.Hashtable, 作用和HashMap相同，不过它是线程安全的，如果不需要线程安全，应该使用HashMap

2.Enumeration, 遗留集合使用枚举接口来遍历元素，它有两个方法, hasMoreElements和nextElement，用法类似Iterator。

3.Stack,继承自Vector，实现了栈的功能，提供了push()方法押栈 和pop()方法出栈。

4.BitSet, 位集。如果需要高效率的存储一个位序列，例如一个标志序列，请使用位集。它可以对各个位进行

 读取 get(i)

 设置 set(i)

 清楚 clear(i)

 

 

举个例子：

 

[java] view plaincopy

import java.util.*;  

/** 

 * 计算2到200万之间的素数，而且速度超快 

 */  

public class Sieve {  

    public static void main(String[] s) {  

        int n = 2000000;  

        long start = System.currentTimeMillis();  

        BitSet b = new BitSet(n + 1);  

        int count = 0;  

        int i;  

        for (i = 2; i <= n; i++)  

            b.set(i);  

        i = 2;  

        while (i * i <= n) {  

            if (b.get(i)) {  

                count++;  

                int k = 2 * i;  

                while (k <= n) {  

                    b.clear(k);  

                    k += i;  

                }  

            }  

            i++;  

        }  

        while (i <= n) {  

            if (b.get(i))  

                count++;  

            i++;  

        }  

        long end = System.currentTimeMillis();  

        System.out.println(count + " primes");  

        System.out.println((end - start) + " milliseconds");  

    }  

}  

 

 

七、常见笔试题目汇总

 

1.Collection 和 Collections的区别。 

Collection是集合类的上级接口，继承与他的接口主要有Set 和List.

Collections是针对集合类的一个帮助类，他提供一系列静态方法实现对各种集合的搜索、排序、线程安全化等操作。

 

2.List, Set, Map是否继承自Collection接口?

List，Set是，Map不是

 

3.两个对象值相同(x.equals(y) == true)，但却可有不同的hash code，这句话对不对?

不对，有相同的hash code。

 

4.你所知道的集合类都有哪些？主要方法？

最常用的集合类是 List 和 Map。 List 的具体实现包括 ArrayList 和 Vector，它们是可变大小的列表，比较适合构建、存储和操作任何类型对象的元素列表。 List 适用于按数值索引访问元素的情形。 

Map 提供了一个更通用的元素存储方法。 Map 集合类用于存储元素对（称作"键"和"值"），其中每个键映射到一个值。

 

5.排序都有哪几种方法？请列举。用JAVA实现一个快速排序。

排序的方法有：插入排序（直接插入排序、希尔排序），交换排序（冒泡排序、快速排序），选择排序（直接选择排序、堆排序），归并排序，分配排序（箱排序、基数排序）

 

快速排序的伪代码。

 

/ /使用快速排序方法对a[ 0 :n- 1 ]排序

从a[ 0 :n- 1 ]中选择一个元素作为m i d d l e，该元素为支点

把余下的元素分割为两段left 和r i g h t，使得l e f t中的元素都小于等于支点，而right 中的元素都大于等于支点

递归地使用快速排序方法对left 进行排序

递归地使用快速排序方法对right 进行排序

所得结果为l e f t + m i d d l e + r i g h t

 

6.HashMap 和Hashtable 的区别

都属于Map 接口的类，实现了将惟一键映射到特定的值上。

HashMap 类没有分类或者排序。它允许一个null 键和多个null 值。

Hashtable 类似于HashMap，但是不允许null 键和null 值。它也比HashMap 慢，因为它是同步的。

 

7.Set 里的元素是不能重复的，那么用什么方法来区分重复与否呢? 是用= =还是equals()? 它们有何区别?

Set 里的元素是不能重复的，那么用iterator()方法来区分重复与否。

equals()是判读两个Set 是否相等。

equals()和==方法决定引用值是否指向同一对象equals()在类中被覆盖，

为的是当两个分离的对象的内容和类型相配的话，返回真值。

 

8.介绍JAVA中的Collection FrameWork(包括如何写自己的数据结构)?  

  Collection

  ├List（以特定次序来持有元素，可有重复元素）

  │├LinkedList

  │├ArrayList

  │└Vector

  │　└Stack

  └Set（无法拥有重复元素,内部排序）

 

  Map（保存key-value值，value可多值）

  ├Hashtable

  ├HashMap

  └WeakHashMap

 

  Collections是针对集合类的一个帮助类 

 

 

 

 

 

java集合类主要负责保存、盛装其他数据，因此集合类也称容器类。java集合类分为：set、list、map、queue四大体系。其中set代表无序、不可重复的集合；list代表有序、可重复的集合。map代表具有映射关系的集合；queue代表队列集合。

       java集合类主要由两个接口派生：Collection和Map，是集合框架的根接口。下面是其接口、子接口和实现类的继承树。

 

 

下面就一一介绍四大接口及其实现类。

 

       Set接口。set集合不允许包含相同的元素。set判断两个对象是否相同是根据equals方法。如果两个对象用equals方法返回的是true，set不会接受这两个对象。

 

       HashSet是set接口的典型实现，HashSet按hash算法来存储集合中的元素。因此具有很好的存储和查找性能。HashSet判断两个元素的标准是两个元素的equals方法比较相等，同时两个对象的hasCode()方法返回值也相等。HashSet可以保存null元素。

 

       List集合代表一个有序集合。集合中的每个元素都有其对应的顺序索引。Arraylist和vector是list接口的两个典型实现。他们之间的显著区别就是：vector是线性安全的，而arraylist不是。它们两个都是基于数组实现的list类。List还有一个基于链表实现的LinkedList类。当插入、删除元素的速度非常快。这个类比较特殊，功能也特别多，即实现了List接口，也实现了Dueue接口(双向队列)。可以当成双向队列使用，也可以当成栈使用。

 

       Queue用于模拟队列的数据结构。LinkedList和ArrayDueue是其两个比较常用的实现类。

 

       Map用于保存具有映射关系的数据。Map接口有如下几个常用的实现类：HashMap、HashTable、TreeMap。TreeMap是基于红黑树对TreeMap中所有key进行排序。HashMap和HashTable主要区别有两点：1、Hashtable是线性安全的，因此性能差些。2、HashMap可以使用null作为key或者value。

 

       集合类还提供了一个工具类Collections。主要用于查找、替换、同步控制、设置不可变集合。

 

       上面是对java集合类的一般概述，下面就set、list、map三者之间的关系进行剖析。

 

       Set与Map的关系。Map集合中所有key集中起来，就组成了一个set集合。所以Map集合提供Set<K> keySet()方法返回所有key组成的set集合。由此可见，Map集合中的所有key具有set集合的特征，只要Map所有的key集中起来，它就是一个Set集合，这就实现了Map到Set的转换。同时，如果把Map中的元素看成key-value的set集合，也可以实现从Set到Map之间的转换。HashSet和HashMap分别作为它们的实现类。两者之间也挺相似的。HashSet的实现就是封装了HashMap对象来存储元素。它们的本质是一样的。类似于HashSet和HashMap的关系，其实TreeMap和TreeSet本质也差不多，TreeSet底层也是依赖TreeMap实现。

 

       Map与List的关系。把Map的key-value分开来看，从另一个角度看，就可以把Map与List统一起来。

 

       Map集合是一个关联数组，key可以组成Set集合，Map中的value可以重复，所以这些value可以组成一个List集合。但是需要注意的是，实质Map的values方法并未返回一个List集合。而是返回一个不存储元素的Collection集合，换一种角度来看对List集合，它也包含了两组值，其中一组就是虚拟的int类型的索引，另一组就是list集合元素，从这个意思上看，List就相当于所有key都是int型的Map。

 

       下面讲解几个相似类之间的差异。

 

        ArrayList和LinkedList。ArrayList是一种顺序存储的线性表，其底层是采用数组实现的，而LinkedList是链式存储的线性表。其本质就是一个双向链表。对于随机存储比较频繁的元素操作应选用ArrayList，对于经常需要增加、删除元素应该选用LinkedList。但总的来说ArrayList的总体性能还是优于LinkedList。

 

       HashSet与HashMap的性能选项。主要有两个方面：容量和负载因子(尺寸/容量)。较低负载因子会增加查询数据的性能，但是会降低hash表所占的内存开销。较高负载因子则反之，一般对数据的查询比较频繁，所以一般情况下初始容量应该大一点，但也不能太大，否则浪费内存空间。

 

 

 

 

 

 

1）java集合框架的层次结构

2）使用Collection接口定义的公用方法对集合和线性表操作

3）使用Iterator接口遍历集合

4）使用JDK的增强for循环替代迭代Iterator进行集合遍历

5）熟悉Set接口，了解何时及如何使用HashSet，LinkedHashSet或TreeHashSet来存储元素

6）使用Comparator接口来比较元素

7）熟悉List接口，了解何时以及如何使用ArrayList或者LinkedList来存储元素

8）区分Vector与ArrayList，并了解如何使用Vector和Stack

9）使用JDK1.5的一般类型来简化程序设计

10）理解Collection和Map的区别，知道何时及如何使用HashMap，LinkedHashMap，TreeHashMap来存储

11）使用Collections类中的静态方法

12）使用Arrays类中的静态方法

以上就是java集合框架的内容，如果你对哪一条不熟悉，说明需要好好的看看。

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java集合架构支持3种类型的集合：规则集（Set），线性表（List），和图（Map），分别定义在Set，List，Map中。Set实例存储一组互不相同的元素（集合），List实例存储一组顺序排列的元素（表），Map存储一组 对象---关键值的映射

总的架构如下，非常重要，包含继承关系，实现的分类，一目了然：

Collection接口：　

　　　　　　　Set接口：

　　　　　　　　　　　　HashSet具体类

　　　　　　　　　　　　LinkedHashSet具体类

　　　　　　　　　　　　TreeSet具体类

　　　　　　　List接口：　

　　　　　　　　　　　　ArrayList具体类

　　　　　　　　　　　　LinkedList具体类

　　　　　　　　　　　　向量类Vector具体类

　　　　　　　　　　　　Stack具体类

Map接口：

　　　　　　　HashMap类

　　　　　　　LinkedHashMap类

　　　　　　　TreeMap类　　　　　　　　　　　　

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1）先来说Collection接口，它是处理对象集合的根接口，提供了一些公用方法，size，Iterator，add，remove什么的

2）Set和List接口都扩展自Collection，Set就是高中数学里所说的集合，不允许重复，无序。List就像一个表，可以重复，元素在表里有顺序的放着。

3）然后来说Set接口的3种实现：

　　HashSet的对象必须实现hashCode方法，javaAPI大多数类实现了hashCode方法。

　　LinkedHashSet实现了对HashSet的扩展，支持规则集内元素的排序，在HashSet中元素是没有顺序的，而在LinkedHashSet中，可以按元素插入集合的顺序进行提取

　　TreeSet保证集中的元素是有序的，有2种方法可以实现对象之间的可比较性：1，添加到TreeSet的对象实现了Comparable接口；2，给规则集的元素指定一个比较器（Comparator）

使用提示：

如果希望按照元素插入集合的顺序进行提取元素，用LinkedHashSet，它的元素按添加的顺序存储

如果没有上述需求，应该用HashSet，它的效率比LinkedHashSet高

LinkedHashSet只是按照添加的的先后顺序在存储时保持顺序，要给集合元素添加顺序属性，需要使用TreeSet（集合元素有排序关系）。

4）再来说List的几种实现

最重要的的当然是ArrayList（不同步）和LinkedList，一个使用数组实现的动态扩展容量的list，一个是链式实现的list。

还有就是Vector（同步）类，它除了包含访问和修改向量的同步方法之外，跟ArrayList一样。

最后就是Stack类，它继承自Vector类，，但一般只作为栈的功能来使用，不要去使用Vector里面的功能

5）Map

Map是映射，跟前面的Set和List有本质的区别。

散列图HashMap，链式散列图LinkedHashMap，树形图TreeHashMap是映射的3种实现，从名字上来说，有了上述Set的3种实现的分析，这个也是类似的。

HashMap：效率高

LikedHashMap：按照添加顺序存储，可以按添加顺序取出

TreeHashMap：排序性

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Collections类和Arrays类：

Collections类（注意不是Collection）：提供了许多静态的方法来管理集合，线性表（大多数是来操作线性表的，比如对线性表复制，排序之类的，参见API）

Arrays类：提供了对数组排序，查找，比较，填充元素的各种静态方法。

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一般类型的使用：

是指在java集合中使用泛型来指定添加元素的类型：

HashMap<K,V>  map  =  new HashMap<K,V>()   其中K，V是两个类类型，表明这里只能填充k，v类型的对象

另外集合中只能添加对象，对于基本数据类型，会自动转型为对应的包装类。

 

 

 

 

 

 

 

1.Array 即数组 

    a.必须定义长度,定义方法可分为两种   

           一种仅定义数组对象名，初值为默认值  若用原始类型定义 则默认值为0，若是引用类型定义初值为null     

              如      int[] ia = new int[num]; 

           另一种是创建数组的同时定义数组内容 

              如      String[] ib = new String[num]{"直线","矩形","圆"};   

       数组是有序的，带有线性表的性质，可直接顺序访问 

 

2.Set 

       接口 java.uitl.Set extends 接口Collection<E>   

       实现子类为java.util.HashSet<E>  java.util.TreeSet<E>  故可调用java.util.HashSet创建Set对象 

 

       特点：集合Set中元素是无序的，故打印出来结果的顺序和创建Set的顺序不同 

 

       Set的创建：首先创建Set对象，然后调用add()(addall())方法逐次添加 

       Set的遍历：由于Set中元素是无序的，故应调用迭代器 java.util.Iterator 创建迭代器对象遍历集合Set 

 

3.List 

       接口 java.util.List extends 接口Collention<E> 

       实现子类为java.util.ArrayList<E>   可调用创建List对象      

 

       List的创建：同Set   

       特点：集合List中的元素是有序的，带有线性表的特性  可顺序遍历  

 

4.Map  

       接口 java.util.Map 的实现类为java.util.HashMap<K,V>等 可调用其创建Map对象 

 

       特点：集合Map<K,V>包含两个部分，Key和Valve 并且一一对应   其中Key不能重复，但Value可以重复 

 

       Map的创建：首先创建Map对象，然后调用put(Key,Value)方法把设定好的Key和Value配对到一起 

 

       Map的遍历：调用集合Map的 KeySet() 方法将Map<Key,Value>中的K放入个Set集合中，然后创建迭代器对象，用迭代器逐个遍历Set中的元素，即遍历Map<Key,V>中的Key值.再从相应的Key中取得Value值 得以遍历.

 

 

 

 

 

 

 

 

下面复习一下由标准Java（1.0和1.1）库提供的集合（BitSet未包括在这里，因为它更象一种负有特殊使命的类）：

(1) 数组包含了对象的数字化索引。它容纳的是一种已知类型的对象，所以在查找一个对象时，不必对结果进行造型处理。数组可以是多维的，而且能够容纳基本数据类型。但是，一旦把它创建好以后，大小便不能变化了。

(2) Vector（矢量）也包含了对象的数字索引——可将数组和Vector想象成随机访问集合。当我们加入更多的元素时，Vector能够自动改变自身的大小。但Vector只能容纳对象的句柄，所以它不可包含基本数据类型；而且将一个对象句柄从集合中取出来的时候，必须对结果进行造型处理。

(3) Hashtable（散列表）属于Dictionary（字典）的一种类型，是一种将对象（而不是数字）同其他对象关联到一起的方式。散列表也支持对对象的随机访问，事实上，它的整个设计方案都在突出访问的“高速度”。

(4) Stack（堆栈）是一种“后入先出”（LIFO）的队列。

若你曾经熟悉数据结构，可能会疑惑为何没看到一套更大的集合。从功能的角度出发，你真的需要一套更大的集合吗？对于Hashtable，可将任何东西置入其中，并以非常快的速度检索；对于Enumeration（枚举），可遍历一个序列，并对其中的每个元素都采取一个特定的操作。那是一种功能足够强劲的工具。

但Hashtable没有“顺序”的概念。Vector和数组为我们提供了一种线性顺序，但若要把一个元素插入它们任何一个的中部，一般都要付出“惨重”的代价。除此以外，队列、拆散队列、优先级队列以及树都涉及到元素的“排序”——并非仅仅将它们置入，以便以后能按线性顺序查找或移动它们。这些数据结构也非常有用，这也正是标准C++中包含了它们的原因。考虑到这个原因，只应将标准Java库的集合看作自己的一个起点。而且倘若必须使用Java 1.0或1.1，则可在需要超越它们的时候使用JGL。

如果能使用Java 1.2，那么只使用新集合即可，它一般能满足我们的所有需要。注意本书在Java 1.1身上花了大量篇幅，所以书中用到的大量集合都是只能在Java1.1中用到的那些：Vector和Hashtable。就目前来看，这是一个不得以而为之的做法。但是，这样处理亦可提供与老Java代码更出色的向后兼容能力。若要用Java1.2写新代码，新的集合往往能更好地为你服务。

 

 

 

 

 

1、什么是Java集合API

Java集合框架API是用来表示和操作集合的统一框架，它包含接口、实现类、以及帮助程序员完成一些编程的算法。简言之，API在上层完成以下几件事：

● 编程更加省力，提高城程序速度和代码质量

● 非关联的API提高互操作性

● 节省学习使用新API成本

● 节省设计新API的时间

● 鼓励、促进软件重用

具体来说，有6个集合接口，最基本的是Collection接口，由三个接口Set、List、SortedSet继承，另外两个接口是Map、SortedMap，这两个接口不继承Collection，表示映射而不是真正的集合。

 

2、什么是Iterator

一些集合类提供了内容遍历的功能，通过java.util.Iterator接口。这些接口允许遍历对象的集合。依次操作每个元素对象。当使用Iterators时，在获得Iterator的时候包含一个集合快照。通常在遍历一个Iterator的时候不建议修改集合本省。

 

3、Iterator与ListIterator有什么区别？

Iterator：只能正向遍历集合，适用于获取移除元素。ListIerator：继承Iterator，可以双向列表的遍历，同样支持元素的修改。

 

4、什么是HaspMap和Map？

Map是接口，Java 集合框架中一部分，用于存储键值对，HashMap是用哈希算法实现Map的类。

 

5、HashMap与HashTable有什么区别？对比Hashtable VS HashMap

两者都是用key-value方式获取数据。Hashtable是原始集合类之一（也称作遗留类）。HashMap作为新集合框架的一部分在Java2的1.2版本中加入。它们之间有一下区别：

● HashMap和Hashtable大致是等同的，除了非同步和空值（HashMap允许null值作为key和value，而Hashtable不可以）。

● HashMap没法保证映射的顺序一直不变，但是作为HashMap的子类LinkedHashMap，如果想要预知的顺序迭代（默认按照插入顺序），你可以很轻易的置换为HashMap，如果使用Hashtable就没那么容易了。

● HashMap不是同步的，而Hashtable是同步的。

● 迭代HashMap采用快速失败机制，而Hashtable不是，所以这是设计的考虑点。

 

6、在Hashtable上下文中同步是什么意思？

同步意味着在一个时间点只能有一个线程可以修改哈希表，任何线程在执行hashtable的更新操作前需要获取对象锁，其他线程等待锁的释放。

 

7、什么叫做快速失败特性

从高级别层次来说快速失败是一个系统或软件对于其故障做出的响应。一个快速失败系统设计用来即时报告可能会导致失败的任何故障情况，它通常用来停止正常的操作而不是尝试继续做可能有缺陷的工作。当有问题发生时，快速失败系统即时可见地发错错误告警。在Java中，快速失败与iterators有关。如果一个iterator在集合对象上创建了，其它线程欲“结构化”的修改该集合对象，并发修改异常 （ConcurrentModificationException） 抛出。

 

8、怎样使Hashmap同步？

HashMap可以通过Map m = Collections.synchronizedMap（hashMap）来达到同步的效果。

 

9、什么时候使用Hashtable，什么时候使用HashMap

基本的不同点是Hashtable同步HashMap不是的，所以无论什么时候有多个线程访问相同实例的可能时，就应该使用Hashtable，反之使用HashMap。非线程安全的数据结构能带来更好的性能。

如果在将来有一种可能—你需要按顺序获得键值对的方案时，HashMap是一个很好的选择，因为有HashMap的一个子类LinkedHashMap。所以如果你想可预测的按顺序迭代（默认按插入的顺序），你可以很方便用LinkedHashMap替换HashMap。反观要是使用的Hashtable就没那么简单了。同时如果有多个线程访问HashMap，Collections.synchronizedMap（）可以代替，总的来说HashMap更灵活。

 

10、为什么Vector类认为是废弃的或者是非官方地不推荐使用？或者说为什么我们应该一直使用ArrayList而不是Vector

你应该使用ArrayList而不是Vector是因为默认情况下你是非同步访问的，Vector同步了每个方法，你几乎从不要那样做，通常有想要同步的是整个操作序列。同步单个的操作也不安全（如果你迭代一个Vector，你还是要加锁，以避免其它线程在同一时刻改变集合）。而且效率更慢。当然同样有锁的开销即使你不需要，这是个很糟糕的方法在默认情况下同步访问。你可以一直使用Collections.sychronizedList来装饰一个集合。

事实上Vector结合了“可变数组”的集合和同步每个操作的实现。这是另外一个设计上的缺陷。Vector还有些遗留的方法在枚举和元素获取的方法，这些方法不同于List接口，如果这些方法在代码中程序员更趋向于想用它。尽管枚举速度更快，但是他们不能检查如果集合在迭代的时候修改了，这样将导致问题。尽管以上诸多原因，oracle也从没宣称过要废弃Vector.