JAVA集合类-Collection-List

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集合类图

1.所有集合类都位于java.util包下。Java的集合类主要由两个接口派生而出:Collection和Map,Collection和Map是Java集合框架的根接口,这两个接口又包含了一些子接口或实现类。

2. 集合接口:6个接口(短虚线表示),表示不同集合类型,是集合框架的基础。

3. 抽象类:5个抽象类(长虚线表示),对集合接口的部分实现。可扩展为自定义集合类。

4. 实现类:8个实现类(实线表示),对接口的具体实现。

5. Collection 接口是一组允许重复的对象

6. Set 接口继承 Collection,集合元素不重复

7. List 接口继承 Collection,允许重复,维护元素插入顺序。

8. Map接口是键-值对象,与Collection接口没有什么关系。

9.Set、List和Map可以看做集合的三大类:

List集合是有序集合,集合中的元素可以重复,访问集合中的元素可以根据元素的索引来访问。

Set集合是无序集合,集合中的元素不可以重复,访问集合中的元素只能根据元素本身来访问(也是集合里元素不允许重复的原因)。

Map集合中保存Key-value对形式的元素,访问时只能根据每项元素的key来访问其value。

List是一个有序的队列,每一个元素都有它的索引。第一个元素的索引值是0。List的实现类有LinkedList, ArrayList, Vector, Stack。

List接口

List集合代表一个有序集合,集合中每个元素都有其对应的顺序索引。List集合允许使用重复元素,可以通过索引来访问指定位置的集合元素。

List接口继承于Collection接口,它可以定义一个允许重复有序集合。因为List中的元素是有序的,所以我们可以通过使用索引(元素在List中的位置,类似于数组下标)来访问List中的元素,这类似于Java的数组。

List接口为Collection直接接口。List所代表的是有序的Collection,即它用某种特定的插入顺序来维护元素顺序。用户可以对列表中每个元素的插入位置进行精确地控制,同时可以根据元素的整数索引(在列表中的位置)访问元素,并搜索列表中的元素。实现List接口的集合主要有:ArrayList、LinkedList、Vector、Stack。

(1)ArrayList

ArrayList是一个动态数组,也是我们最常用的集合。它允许任何符合规则的元素插入甚至包括null。每一个ArrayList都有一个初始容量(10),该容量代表了数组的大小。随着容器中的元素不断增加,容器的大小也会随着增加。在每次向容器中增加元素的同时都会进行容量检查,当快溢出时,就会进行扩容操作。所以如果我们明确所插入元素的多少,最好指定一个初始容量值,避免过多的进行扩容操作而浪费时间、效率。

      size、isEmpty、get、set、iterator 和 listIterator 操作都以固定时间运行。add 操作以分摊的固定时间运行,也就是说,添加 n 个元素需要 O(n) 时间(由于要考虑到扩容,所以这不只是添加元素会带来分摊固定时间开销那样简单)。

 ArrayList擅长于随机访问,同时ArrayList是非同步的。

时间开销主要来源于数组复制

(2)LinkedList

同样实现List接口的LinkedList与ArrayList不同,ArrayList是一个动态数组,而LinkedList是一个双向链表。所以它除了有ArrayList的基本操作方法外还额外提供了get,remove,insert方法在LinkedList的首部或尾部。

由于实现的方式不同,LinkedList不能随机访问,它所有的操作都是要按照双重链表的需要执行。在列表中索引的操作将从开头或结尾遍历列表(从靠近指定索引的一端)。这样做的好处就是可以通过较低的代价在List中进行插入和删除操作。

与ArrayList一样,LinkedList也是非同步的。如果多个线程同时访问一个List,则必须自己实现访问同步。一种解决方法是在创建List时构造一个同步的List: 

List list = Collections.synchronizedList(new LinkedList(...));

时间开销主要来源于遍历元素

(3)Vector

与ArrayList相似,但是Vector是同步的。所以说Vector是线程安全的动态数组。它的操作与ArrayList几乎一样。

(4)Stack

     Stack继承自Vector,实现一个后进先出的堆栈。Stack提供5个额外的方法使得Vector得以被当作堆栈使用。基本的push和pop 方法,还有peek方法得到栈顶的元素empty方法测试堆栈是否为空,search方法检测一个元素在堆栈中的位置。Stack刚创建后是空栈。

最重要的是:List集合是有序集合,集合中的元素可以重复,访问集合中的元素可以根据元素的索引来访问。

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