黑马程序员-----Java基础-----集合框架详解

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经常会看到程序中使用了记录集，常用的有Collection、HashMap、HashSet、ArrayList，因为分不清楚它们之间的关系，所以在使用时经常会混淆，以至于不知道从何下手。所以今天特意记录一下，有助于以后自己能记得清楚。

一、它们的关系 
Collection ：
（1）List：（以特定次序存储元素。所以取出来的顺序可能和放入顺序不同。 ）
       ---ArrayList 
       ---LinkedList 
       ---Vector 
（2）Set ：（ 不含有重复的元素 ）
       --- HashSet 
       --- TreeSet 
Map ：
       ---HashMap 
       ---HashTable 
       ---TreeMap 
补充： 
    List，Set，Map将存入的数据一律视为Object类型。 
    Collection、List、Set、Map都是接口，不能实例化。继承自它们的 ArrayList, Vector, HashTable,HashMap是具象class，这些才可被实例化。 
    vector不进行边界检查。 

二、具体的实例 

Collection 
定义一个Collection对象，指向其子类一个新创建的实例：

Collection c = new ArrayList()  //此即所谓的"父类引用指向子类对象"，后面只要使用c即可代表新创建的ArrayList。接下来给它赋值。
c.add("06S030014");
c.add("hit");
c.add("cs");
c.add("wh");

       然后如何取出来哪，实现了Collection接口的子类都有一个iterator()方法，通过调用该方法可以返回Iterator类型的一个对象，使用该对象即可取出所要的值。代码如下： 

Iterator it=c.iterator()
String s = (String)it.next();

这只是取出其中的一条数据，要想把所有的都取出来，可以用循环 

for(Iterator it=c.iterator();it.hasNext();){
String s = (String)it.next();
}

实现了Collection接口的子类都可以用类似上述的方法存取数据。 

HashMap 
    HashMap不同于Collection，它的对象没有iterator()方法，但它有一个values()方法，调用此方法后返回的是Collection对象，通过返回的对象可调用iterator()方法，从而实现取数据。
    还有一个get()方法也可以获得数据，但只能取出单条记录。看下面的例子 

HashMap hm1 = new HashMap();
book bk1 = new book("001","java学习","高等教育");
book bk2 = new book("002","tomcat配置","清华大学出版社");
book bk3 = new book("003","jsp","机械工业");
hm1.put("book1",bk1);
hm1.put("book2",bk2);
hm1.put("book3",bk3);

    其中book是书籍类，有三个属性：bookid，bookname，bookpub。具体代码见附件。 
    调用put()方法将book的三个对象存入HashMap中，对应的名字分别为book1，book2，book3 
    取数据的两种方法 
       第一种：

Iterator itt = hm1.values().iterator();
book bkex = (book) itt.next();

            取出的是第一条记录，在此注意的是后存的先取[至于为什么我也说不清楚] 
       第二种：

book tempbook =(book)hm1.get("book3");

            这样可以直接根据名字取出对应的记录。 

以上是我在学习得出来的一些经验，希望以后再翻阅的时候能对自己有帮助。

三、线性表，链表，哈希表的详细介绍

线性表，链表，哈希表是常用的数据结构，在进行Java开发时，JDK已经为我们提供了一系列相应的类来实现基本的数据结构。这些类均在 java.util包中。抛出两个问题，各个类的作用是？如何正确使用这些类？

Collection接口  
Collection是最基本的集合接口，一个Collection代表一组Object，即Collection的元素（Elements）。一些Collection允许相同的元 素而另一些不行。一些能排序而另一些不行。Java   
SDK不提供直接继承自Collection的类，Java    SDK提供的类都是继承自Collection的“ 子接口”如List和Set。  
所有实现Collection接口的类都必须提供两个标准的构造函数：无参数的构造函数用于创建一个空的Collection，有一个Collection参 数的构造函数用于创建一个新的Collection，这个新的Collection与传入的Collection有相同的元素。后一个构造函数允许用户复制一个 Collection。  
如何遍历Collection中的每一个元素？不论Collection的实际类型如何，它都支持一个iterator()的方法，该方法返回一个迭代子，使 用该迭代子即可逐一访问Collection中每一个元素。典型的用法如下：
 

Iterator    it    =    collection.iterator();    //    获得一个迭代子
while(it.hasNext())    {
Object    obj    =    it.next();    //    得到下一个元素
}

由Collection接口派生的两个接口是List和Set。  

List接口  
     List是有序的Collection，使用此接口能够精确的控制每个元素插入的位置。用户能够使用索引（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。  和下面要提到的Set不同，List允许有相同的元素。  
     除了具有Collection接口必备的iterator()方法外，List还提供一个listIterator()方法，返回一个ListIterator接口，和标准的 Iterator接口相比，ListIterator多了一些add()之类的方法，允许添加，删除，设定元素，还能向前或向后遍历。  
     实现List接口的常用类有LinkedList，ArrayList，Vector和Stack。  
   
LinkedList类  
     LinkedList实现了List接口，允许null元素。此外LinkedList提供额外的get，remove，insert方法在LinkedList的首部或尾部。这些操 作使LinkedList可被用作堆栈（stack），队列（queue）或双向队列（deque）。  
     注意LinkedList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。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(...));

ArrayList类  
     ArrayList实现了可变大小的数组。它允许所有元素，包括null。ArrayList没有同步。  
size，isEmpty，get，set方法运行时间为常数。但是add方法开销为分摊的常数，添加n个元素需要O(n)的时间。其他的方法运行时间为线性  
     每个ArrayList实例都有一个容量（Capacity），即用于存储元素的数组的大小。这个容量可随着不断添加新元素而自动增加，但是增长 算法并没有定义。当需要插入大量元素时，在插入前可以调用ensureCapacity方法来增加ArrayList的容量以提高插入效率。  
     和LinkedList一样，ArrayList也是非同步的（unsynchronized）。  
   
Vector类  
     Vector非常类似ArrayList，但是Vector是同步的。由Vector创建的Iterator，虽然和ArrayList创建的Iterator是同一接口，但是，因 为Vector是同步的，当一个Iterator被创建而且正在被使用，另一个线程改变了Vector的状态（例如，添加或删除了一些元素），这时调用 Iterator的方法时将抛出ConcurrentModificationException，因此必须捕获该异常。  
   
Stack 类  
     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。  
   
Set接口  
     Set是一种不包含重复的元素的Collection，即任意的两个元素e1和e2都有e1.equals(e2)=false，Set最多有一个null元素。  

     很明显，Set的构造函数有一个约束条件，传入的Collection参数不能包含重复的元素。  
     请注意：必须小心操作可变对象（Mutable    Object）。如果一个Set中的可变元素改变了自身状态导致Object.equals(Object)=true将 
导致一些问题。 

Map接口  
     请注意，Map没有继承Collection接口，Map提供key到value的映射。一个Map中不能包含相同的key，每个key只能映射一个value。Map接口提供3种集合的视图，Map的内容可以被当作一组key集合，一组value集合，或者一组key-value映射。  
   
Hashtable类  
     Hashtable继承Map接口，实现一个key-value映射的哈希表。任何非空（non-null）的对象都可作为key或者value。  
     添加数据使用put(key,    value)，取出数据使用get(key)，这两个基本操作的时间开销为常数。  
Hashtable通过initial    capacity和load    factor两个参数调整性能。通常缺省的load    factor    0.75较好地实现了时间和空间的均衡 。增大load    factor可以节省空间但相应的查找时间将增大，这会影响像get和put这样的操作。  
     使用Hashtable的简单示例如下，将1，2，3放到Hashtable中，他们的key分别是”one”，”two”，”three”：  

Hashtable    numbers    =    new    Hashtable();
numbers.put(“one”,    new    Integer(1));
numbers.put(“two”,    new    Integer(2));
numbers.put(“three”,    new    Integer(3));

要取出一个数，比如2，用相应的key：  

Integer    n    =    (Integer)numbers.get(“two”);
System.out.println(“two    =    ”    +    n);

     由于作为key的对象将通过计算其散列函数来确定与之对应的value的位置，因此任何作为key的对象都必须实现hashCode和equals方法。 hashCode和equals方法继承自根类Object，如果你用自定义的类当作key的话，要相当小心，按照散列函数的定义，如果两个对象相同，即 obj1.equals(obj2)=true，则它们的hashCode必须相同，但如果两个对象不同，则它们的hashCode不一定不同，如果两个不同对象的hashCode 相同，这种现象称为冲突，冲突会导致操作哈希表的时间开销增大，所以尽量定义好的hashCode()方法，能加快哈希表的操作。
 
     如果相同的对象有不同的hashCode，对哈希表的操作会出现意想不到的结果（期待的get方法返回null），要避免这种问题，只需要牢记 一条：要同时复写equals方法和hashCode方法，而不要只写其中一个。Hashtable是同步的。

HashMap类  
     HashMap和Hashtable类似，不同之处在于HashMap是非同步的，并且允许null，即null    value和null    key。，但是将HashMap视为 Collection时（values()方法可返回Collection），其迭代子操作时间开销和HashMap的容量成比例。因此，如果迭代操作的性能相当重要的话 ，不要将HashMap的初始化容量设得过高，或者load   
factor过低。  
   
WeakHashMap类  
     WeakHashMap是一种改进的HashMap，它对key实行“弱引用”，如果一个key不再被外部所引用，那么该key可以被GC回收。  
   

四、总结  
     如果涉及到堆栈，队列等操作，应该考虑用List，对于需要快速插入，删除元素，应该使用LinkedList，如果需要快速随机访问元素， 应该使用ArrayList。  
     如果程序在单线程环境中，或者访问仅仅在一个线程中进行，考虑非同步的类，其效率较高，如果多个线程可能同时操作一个类，应该 使用同步的类。  
     要特别注意对哈希表的操作，作为key的对象要正确复写equals和hashCode方法。  
     尽量返回接口而非实际的类型，如返回List而非ArrayList，这样如果以后需要将ArrayList换成LinkedList时，客户端代码不用改变。 这就是针对抽象编程。