java集合类

转载：http://www.cnblogs.com/hzmark/archive/2012/12/17/CollectionBase.html  

数组是一种很常见的数据结构，开始接触编程的时候多数程序都和数组相关。刚开始接触Java时也是一直使用数组写一些程序，后来越来越觉得数组这东西没法满足需求了，这时一位“前辈”对我说了一句：不会用集合类就等于没学过Java。然后才知道有集合类。

    想想已经是3、4年前的事了，时间如白驹过隙啊。

    什么时候数组会显得力不从心，没法满足需求，需要集合类呢？

1. 不知道具体数据长度
2. 需要自动排序
3. 存储键值对

    当然，上面的情况不是绝对的，只是数组比较难满足。这时集合类（也可称为容器类）就显示了它强大的功能。

    集合类的分类（图片转自http://biancheng.dnbcw.info/1000wen/359774.html）

    

    上图中不包含Queue内容，部分Map的实现类未给出。

    常见使用的有List、Set、Map及他们的实现类。

    List、Set、Map接口及各实现类的特性

接口	特性	实现类	实现类特性	成员要求
List	线性、有序的存储容器，可通过索引访问元素	ArrayList	数组实现。非同步。
		Vector	类似ArrayList，同步。
		LinkedList	双向链表。非同步。
Map	保存键值对成员	HashMap	基于哈希表的 Map 接口的实现，满足通用需求	任意Object对象，如果修改了equals方法，需同时修改hashCode方法
		TreeMap	默认根据自然顺序进行排序，或者根据创建映射时提供的Comparator进行排序	键成员要求实现caparable接口，或者使用Comparator构造TreeMap。键成员一般为同一类型。
		LinkedHashMap	类似于HashMap，但迭代遍历时取得“键值对”的顺序是其插入顺序或者最近最少使用的次序	与HashMap相同
		IdentityHashMap	使用==取代equals()对“键值”进行比较的散列映射	成员通过==判断是否相等
		WeakHashMap	弱键映射，允许释放映射所指向的对象
		ConcurrentHashMap	线性安全的Map
Set	成员不能重复	HashSet	为快速查找设计的Set	元素必须定义hashCode()
		TreeSet	保持次序的Set，底层为树结构	元素必须实现Comparable接口
		LinkedHashSet	内部使用链表维护元素的顺序（插入的次序）	元素必须定义hashCode()

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   

 

 

 

 

 

    在满足要求的情况下，Map应尽量使用HashMap，Set应尽量使用HashSet。

    集合类的基本使用

    List

 

List基本操作
 ArrayList<String> arrayList = new ArrayList<String>();
         arrayList.add("Tom");
         arrayList.add("Jerry");
         arrayList.add("Micky");
         // 使用Iterator遍历元素
         Iterator<String> it = arrayList.iterator();
         while (it.hasNext()) {
             String str = it.next();
             System.out.println(str);
         }
         // 在指定位置插入元素
         arrayList.add(2, "Kate");
         // 通过索引直接访问元素
         for (int i = 0; i < arrayList.size(); i++) {
             System.out.println(arrayList.get(i));
         }
         List<String> subList = new ArrayList<String>();
         subList.add("Mike");
         // addAll(Collection<? extends String> c)添加所给集合中的所有元素
         arrayList.addAll(subList);
         // 判断是否包含某个元素
         if (arrayList.contains("Mike")) {
             System.out.println("Mike is include in the list");
         }

         LinkedList<String> linkedList = new LinkedList<String>();
         linkedList.addAll(arrayList);
         // 获取指定元素
         System.out.println(linkedList.get(4));
         // 获取第一个元素
         System.out.println(linkedList.getFirst());
         // 获取最后一个元素
         System.out.println(linkedList.getLast());
         // 获取并删除第一个元素
         System.out.println(linkedList.pollFirst());
         // 获取，但不移除第一个元素
         System.out.println(linkedList.peekFirst());

ArrayList和LinkedList的效率比较

 

ArrayList添加元素的效率
 ArrayList<String> arrList = new ArrayList<String>();
         long startTimeMillis, endTimeMillis;
         startTimeMillis = System.currentTimeMillis();
         for (int i = 0; i < 10000; i++) {
             arrList.add(0, "addString");
         }
         endTimeMillis = System.currentTimeMillis();
         System.out.println("ArrayList:" + (endTimeMillis - startTimeMillis)
                 + "ms");

         arrList.clear();

         startTimeMillis = System.currentTimeMillis();
         for (int i = 0; i < 20000; i++) {
             arrList.add(0, "addString");
         }
         endTimeMillis = System.currentTimeMillis();
         System.out.println("ArrayList:" + (endTimeMillis - startTimeMillis)
                 + "ms");

         arrList.clear();

         startTimeMillis = System.currentTimeMillis();
         for (int i = 0; i < 40000; i++) {
             arrList.add(0, "addString");
         }
         endTimeMillis = System.currentTimeMillis();
         System.out.println("ArrayList:" + (endTimeMillis - startTimeMillis)
                 + "ms");

         arrList.clear();

         startTimeMillis = System.currentTimeMillis();
         for (int i = 0; i < 80000; i++) {
             arrList.add(0, "addString");
         }
         endTimeMillis = System.currentTimeMillis();
         System.out.println("ArrayList:" + (endTimeMillis - startTimeMillis)
                 + "ms");

         arrList.clear();

         startTimeMillis = System.currentTimeMillis();
         for (int i = 0; i < 160000; i++) {
             arrList.add(0, "addString");
         }
         endTimeMillis = System.currentTimeMillis();
         System.out.println("ArrayList:" + (endTimeMillis - startTimeMillis)
                 + "ms");

         arrList.clear();

         startTimeMillis = System.currentTimeMillis();
         for (int i = 0; i < 320000; i++) {
             arrList.add(0, "addString");
         }
         endTimeMillis = System.currentTimeMillis();
         System.out.println("ArrayList:" + (endTimeMillis - startTimeMillis)
                 + "ms");

 

执行时

Set基础操作
            List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
            list.add(3);
            list.add(4);
            HashSet<Integer> hashSet = new HashSet<Integer>();
            hashSet.add(1);
            hashSet.add(3);
            hashSet.add(2);
            hashSet.add(6);
            // 重复元素将不能被添加
            hashSet.add(3);
            // 只要有元素被添加就返回true
            if (hashSet.addAll(list)) {
                System.out.println("Add success");
            }
            // 判断是否存在某个集合
            if (hashSet.containsAll(list)) {
                System.out.println("The hashSet is contain 3 and 4");
            }
            Iterator<Integer> it = hashSet.iterator();
            while (it.hasNext()) {
                System.out.print(it.next() + " ");
                // 1 2 3 4 6
                // 看结果是被排序了，HashSet按照Hash函数排序，Integer值的HashCode就是其int值
            }
            // 换转成数组
            Object[] integers = hashSet.toArray();
            for (int i = 0; i < integers.length; i++) {
                System.out.print((Integer) integers[i]);
            }
            //移除元素
            hashSet.remove(3);

            TreeSet<String> treeSet = new TreeSet<String>();
            treeSet.add("C");
            treeSet.add("A");
            treeSet.add("D");
            treeSet.add("B");
            for (Iterator<String> strIt = treeSet.iterator(); strIt.hasNext();) {
                System.out.print(strIt.next());
                // ABCD 按照字母顺序
            }
            LinkedHashSet<String> linkedHashSet = new LinkedHashSet<String>();
            linkedHashSet.add("C");
            linkedHashSet.add("A");
            linkedHashSet.add("D");
            linkedHashSet.add("B");
            for (Iterator<String> linkedIt = linkedHashSet.iterator(); linkedIt
                    .hasNext();) {
                System.out.print(linkedIt.next());
                // CADB 按照插入顺序
            }

间比较

执行次数（在0号位置插入）	ArrayList所用时间（ms）	LinkedList所用时间（ms）
10000	31	0
20000	141	0
40000	484	16
80000	1985	0
160000	7906	0
320000	31719	16
执行次数（在尾部插入）	ArrayList所用时间（ms）	LinkedList所用时间（ms）
10000	0	0
20000	15	0
40000	0	0
80000	0	0
160000	0	15
320000	0	16
循环输出次数（get(index)方法）	ArrayList所用时间（ms）	LinkedList所用时间（ms）
10000	93	204
20000	188	797
40000	328	2734
80000	688	13328
160000	1594	62313
320000	2765	太久了……

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

    

   

 

 

 

    因为ArrayList底层由数组实现，在0号位置插入时将移动list的所有元素，在末尾插入元素时不需要移动。LinkedList是双向链表，在任意位置插入元素所需时间均相同。所以在List中有较多插入和删除操作的情况下应使用LinkedList来提高效率，而有较多索引查询的时候使用ArrayList（使用增强型的for循环或Iterator遍历LinkedList效率将提高很多）。

    Map

Map基本操作
 HashMap<String, Integer> map = new HashMap<String, Integer>();
         // 向Map中添加元素
         map.put("Tom", 26);
         map.put("Jack", 18);
         map.put("Micky", 17);
         map.put("Kate", 15);
         // 根据Key获取Value
         System.out.println("Jack is " + map.get("Jack") + " years old");
         // 移除
         map.remove("Micky");
         // 遍历Map
         for (Entry<String, Integer> entry : map.entrySet()) {
             System.out.println("name:" + entry.getKey() + " age:"
                     + entry.getValue());
         }
         // Key相同的元素将被覆盖
         map.put("Jack", 19);
         // 根据Key获取Value
         System.out.println("Jack is " + map.get("Jack") + " years old");
         // 判断是否包含某个Key
         if (map.containsKey("Tom")) {
             System.out.println(map.get("Tom"));
         }
         // 判断是否包含某个Value
         if (map.containsValue(26)) {
             System.out.println("The map include the value 26");
         }
         // 判断map是否为空
         if (!map.isEmpty()) {
             // 获取map大小
             System.out.println("The map's size=" + map.size());
         }
         // 获取Key的集合
         for (String str : map.keySet()) {
             System.out.println(str);
         }

         TreeMap<String, Integer> treeMap = new TreeMap<String, Integer>();
         treeMap.putAll(map);
         // 输出内容按照key值排序
         for (Entry<String, Integer> entry : treeMap.entrySet()) {
             System.out.println("name:" + entry.getKey() + " age:"
                     + entry.getValue());
             // name:Jack age:19
             // name:Kate age:15
             // name:Tom age:26
         }

         LinkedHashMap<String, Integer> linkedHashMap = new LinkedHashMap<String, Integer>();
         // 向Map中添加元素
         linkedHashMap.put("Tom", 26);
         linkedHashMap.put("Jack", 18);
         linkedHashMap.put("Micky", 17);
         linkedHashMap.put("Kate", 15);
         // 保持了插入的顺序
         for (Entry<String, Integer> entry : linkedHashMap.entrySet()) {
             System.out.println("name:" + entry.getKey() + " age:"
                     + entry.getValue());
             // name:Tom age:26
             // name:Jack age:18
             // name:Micky age:17
             // name:Kate age:15
         }

 

Set