Java集合容器详解

目录

 

一、Java集合框架概述

二、使用 Iterator接口遍历Collection 集合元素

三、foreach遍历集合和数组

四、Collection接口的子接口——List接口

五、Collection接口的子接口——Set接口

六、Map接口及其多个实现类

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一、Java集合框架概述

Java 集合类可以用于存储数量不等的多个对象，还可用于保存具有映射关系的 关联数组。Java 集合可分为 Collection 和 Map 两种体系。

 

1、Collection接口：单列数据，定义了存取一组对象的方法的集合。

• List：元素有序、可重复的集合。
• Set：元素无序、不可重复的集合。

2、Map 接口： 双列数据，保存具有映射关系“ key-value 对”的集合。

 

二、使用 Iterator接口遍历Collection 集合元素

Iterator ： Iterator对象称为迭代器(设计模式的一种)，主要用于遍历 Collection 集合中的元素。

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

/**
 * @author hedong
 * @version 1.0
 * @date 2020/4/9 18:56
 */
public class CollectionTest {
    public static void main(String[] args) {
        //new一个具体的实现类
        Collection c1 = new ArrayList();
        //往集合中添加三个数据
        c1.add("hedong");
        c1.add("zhangsan");
        c1.add("liming");

        //返回c1的迭代器
        Iterator iterator = c1.iterator();
        //遍历集合
        while(iterator.hasNext()){//hasNext():判断是否还有下一个元素
            Object obj = iterator.next();//next():指针下移 ,将下移以后集合位置上的元素返回
            System.out.println(obj);
        }
    }
}

注意：hasNext()仅判断是否还有下一个元素，只有执行了next()指针才会下移并返回该位置上的元素。

三、foreach遍历集合和数组

Java 5.0 提供了 foreach 循环迭代访问 Collection和数组

 

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

/**
 * @author hedong
 * @version 1.0
 * @date 2020/4/9 18:56
 */
public class CollectionTest {
    public static void main(String[] args) {
        //new一个具体的实现类
        Collection c1 = new ArrayList();
        //往集合中添加三个数据
        c1.add("hedong");
        c1.add("zhangsan");
        c1.add("liming");
        
        //foreach内部任然是使用的iterator实现
        //for(要遍历元素类型 局部变量:需要遍历的集合对象)
        for (Object obj:c1) {
            System.out.println(obj);
        }

    }
}

注意：foreach遍历方式内部仍然使用Iterator迭代器实现

四、Collection接口的子接口——List接口

List接口是Collection接口的子接口，它包括三个常用实现类：ArrayList、LinkedList和Vector。List集合是有序的，可重复的。

ArrayList和LinkedList的异同:

二者都线程不安全，相对线程安全的Vector，执行效率高。 此外，ArrayList底层 是基于动态数组的数据结构， LinkedList基于链表的数据结构。对于 随机访问get 和 set ， ArrayList 觉得优于 LinkedList ，因为 LinkedList要移动指针。对于新增 和删除操作add( 特指插入 ) 和 remove ， LinkedList 比较占优势，因为 ArrayList要移动数据。

ArrayList和Vector的区别:

Vector和 ArrayList 几乎是完全相同的 , 唯一的区别在于 Vector 是同步类 (synchronized)，属于 强同步类。因此开销就比ArrayList 要大，访问要慢。正常情况下 , 大多数的 Java程序员使用 ArrayList而不是 Vector, 因为同步完全可以由程序员自己来控制。 Vector每次扩容请求其大 小的2 倍空间，而 ArrayList 是 1.5 倍。 Vector 还有一个子类 Stack。

五、Collection接口的子接口——Set接口

Set接口是Collection接口的子接口，它包括三个常用实现类：HashSet、LinkedHashSet(HashSet的子类)和TreeSet。Set集合是无序的，不可重复的。

注意：这里的“无序”不是说每次Set集合打印出来的元素顺序都不一样，而是，每次往Set集合中存放元素时，元素并不是根据底层数组索引顺序存放的，存放位置由哈希值决定。同理，List集合中所谓的“有序”是指元素是根据底层数组索引顺序存放。也就是说，有序或者无序是针对添加时而言。

• HashSet：Set接口的主要实现类，是线程不安全的，可存储null值。
• LinkedHashSet：是HashSet的子类，遍历其内部数据时可按照添加时顺序输出。（注意：这并不意味着“有序”）
• TreeSet：可根据添加对象的指定属性进行排序。所以TreeSet集合中添加的数据必须为相同类的对象

添加元素的过程（以HashSet为例）：

1、向HashSet集合中添加元素a

2、调用元素a所在类的hashCode()方法，计算a的哈希值

3、根据计算的哈希值再调用某种算法计算出在HashSet底层数组中的存放位置，即索引位置

4、判断该位置上是否已经有了元素

• 若该位置没有其他元素：直接添加元素a成功
• 若该位置已经有了其他元素b：则比较元素a和b的哈希值，若哈希值不相同，则添加元素a成功；若哈希值相同，则调用元素a所在类的equals()方法，若返回true，则添加失败，返回false，则添加成功。

注意：如果位置上已经有了元素，后面在这个位置上继续添加的元素将以链表方式存储。

六、Map接口及其多个实现类

Map集合用于存储双列数据，即key——value数据。他包括HashMap、LinkedHashMap、TreeMap、Hashtable、Properties多个实现类。

• HashMap：Map的主要实现类，线程不安全、高效，key和value可以为null。
• LinkedHashMap：HashMap的子类，可以在遍历Map元素时按照添加时的顺序输出。
• TreeMap：可以进行排序。
• Hashtable：Map古老的实现类，线程安全，效率低，key和value不可以为null。
• Properties：Hashtable的子类，常用于处理配置文件，key和value都是string类型。

Map结构的理解：

• map中的key：无序的、不可重复的，使用Set存储key。
• map中的value：无序的，可重复的，使用Collection存储value。
• map中的Entry：一个键值对key—value构成一个Entry对象，无序的，不可重复的，使用Set存储Entry对象。

HashMap底层实现原理：

实例化Map对象后，底层将创建一个Entry 数组，当添加一个元素（key-value）时，就首先计算元素key的hash值，以此确定插入数组中的位置，如果这个位置没有元素，则插入成功；如果这个位置已经有了元素，则比较它们的哈希值，如果哈希值不同，则以链表的形式链在这个元素旁边；如果哈希值也相同，则调用equals()比较，若为false，则同样以链表的形式链在旁边，若为true，则覆盖它的值。