Java之集合類詳解

面試常見問題

 ArrayList和LinkedList的聯系和差別

   1. ArrayList是實作了基于動态數組的資料結構，LinkedList基于連結清單的資料結構。

   2. 對于随機通路get和set，ArrayList覺得優于LinkedList，因為LinkedList要移動指針。 

   3. 對于新增和删除操作add和remove，LinedList比較占優勢，因為ArrayList要移動資料

 Vector和ArrayList的聯系和差別 

    1、Vector是多線程安全的，而ArrayList不是，這個可以從源碼中看出，Vector類中的方法很多有synchronized進行修飾，這樣就導緻了Vector在效率上無法與ArrayList相比；

    2、兩個都是采用的線性連續空間存儲元素，但是當空間不足的時候，兩個類的增加方式是不同的，很多網友說Vector增加原來空間的一倍，ArrayList增加原來空間的50%，其實也差不多是這個意思，不過還有一點點問題可以從源碼中看出，一會兒從源碼中分析。

    3、Vector可以設定增長因子，而ArrayList不可以。

在說集合前我們不得不說一下數組

數組的作用：存放一組相同的資料類型(基本或對象)的資料，進而實作對資料的管理

優勢：可以快速的通過下标對數組元素進行通路，效率高

劣勢：容量實作定義好了，不能随着需求變化而擴容

是以出現了更好的集合架構

一、數組和集合的比較

數組不是面向對象的，存在明顯的缺陷，集合彌補了數組的缺點，比數組更靈活更實用，而且不同的集合架構類可适用不同場合。如下：

 ·1：數組能存放基本資料類型和對象，而集合類存放的都是對象的引用，而非對象本身！

 ·2：數組容易固定無法動态改變，集合類容量動态改變。 

 ·3：數組無法判斷其中實際存有多少元素，length隻告訴了數組的容量，而集合的size()可以确切知道元素的個數 

 ·4：集合有多種實作方式和不同适用場合，不像數組僅采用順序表方式 

 ·5：集合以類的形式存在，具有封裝、繼承、多态等類的特性，通過簡單的方法和屬性即可實作各種複雜操作，大大提高了軟體的開發效率

二、Java集合主要由兩個接口派生：Collection和Map，是集合架構的根接口。

  1. collection的子接口：Set:接口 ---實作類： HashSet、LinkedHashSet

  2. set的子接口SortedSet接口---實作類：TreeSet

  3. List:接口---實作類： LinkedList,Vector,ArrayList 

  4. List:有序清單，允許存放重複的元素； 

   實作類： 

   ArrayList：數組實作，查詢快，增删慢，輕量級；(線程不安全)

   LinkedList：雙向連結清單實作，增删快，查詢慢 (線程不安全)

   Vector：數組實作，重量級  (線程安全、使用少)

  5. Set:無序集合，不允許存放重複的元素；允許使用null元素

   HashSet 的背景有一個HashMap;初始化背景容量；隻不過生成一個HashSet的話，系統隻提供key的通路； 如果有兩個Key重   複，那麼會覆寫之前的； 

   實作類 

   HashSet：equals傳回true，hashCode傳回相同的整數；哈希表；存儲的資料是無序的。

   LinkedHashSet：此實作與 HashSet 的不同之外在于，後者維護着一個運作于所有條目的雙重連結清單。存儲的資料是有序的。

   哈希表詳解：

   http://www.bianceng.cn/Programming/sjjg/200705/1126.htm 

   http://blog.csdn.net/feixiaoxing/article/details/6885657

   http://blog.csdn.net/jdh99/article/details/8490704

   6. 子接口SortedSet,對Set排序實作類 :TreeSet：使用元素的自然順序對元素進行排序，或者根據建立 set 時提供的 Comparator 進行排序；二叉樹實作的； 

   二叉樹詳解：

   http://blog.csdn.net/luckyxiaoqiang/article/details/7518888/

   http://blog.csdn.net/pony_maggie/article/details/38390513

7. Map的實作類：HashMap、TreeMap、LinkedHashMap、Hashtable等

   HashMap：鍵值對，key不能重複，但是value可以重複；key的實作就是HashSet；value對應着放；允許null的鍵或值；

   Hashtable：線程安全的，不允許null的鍵或值；

   Properties:：key和value都是String類型，用來讀配置檔案；

   TreeMap：對key排好序的Map; key 就是TreeSet, value對應每個key; key要實作Comparable接口或TreeMap有自己的構造器； 

   LinkedHashMap： 此實作與 HashMap 的不同之處在于，後者維護着一個運作于所有條目的雙重連結清單。存儲的數

據是有序的。

接口	簡述	實作	操作特性	成員要求
Set	成員不能重複	HashSet	外部無序地周遊成員	成員可為任意Object子類的對象，但如果覆寫了equals方法，同時注意修改hashCode方法。
TreeSet	外部有序地周遊成員；附加實作了SortedSet, 支援子集等要求順序的操作	成員要求實作caparable接口，或者使用 Comparator構造TreeSet。成員一般為同一類型。
LinkedHashSet	外部按成員的插入順序周遊成員	成員與HashSet成員類似
List	提供基于索引的對成員的随機通路	ArrayList	提供快速的基于索引的成員通路，對尾部成員的增加和删除支援較好	成員可為任意Object子類的對象
LinkedList	對清單中任何位置的成員的增加和删除支援較好，但對基于索引的成員通路支援性能較差	成員可為任意Object子類的對象
Map	儲存鍵值對成員，基于鍵找值操作，compareTo或compare方法對鍵排序	HashMap	能滿足使用者對Map的通用需求	鍵成員可為任意Object子類的對象，但如果覆寫了equals方法，同時注意修改hashCode方法。
TreeMap	支援對鍵有序地周遊，使用時建議先用HashMap增加和删除成員，最後從HashMap生成TreeMap；附加實作了SortedMap接口，支援子Map等要求順序的操作	鍵成員要求實作caparable接口，或者使用Comparator構造TreeMap。鍵成員一般為同一類型。
LinkedHashMap	保留鍵的插入順序，用equals 方法檢查鍵和值的相等性	成員可為任意Object子類的對象，但如果覆寫了equals方法，同時注意修改hashCode方法。
IdentityHashMap	使用== 來檢查鍵和值的相等性。	成員使用的是嚴格相等
WeakHashMap	其行為依賴于垃圾回收線程，沒有絕對理由則少用

三、Collection常見方法

add(E e); addAll(Collection c);clear();contains(Obj o);傳回是否包含指定的元素(true false) 

containsAll(Collection c)是否包含c中所有元素 isEmpty(); iterator();remove();size();toArray();傳回collection中所有元素的數組

四、集合的周遊

     1、增強for循環 for(Obj o:c){syso(o)}

     2、使用iterator ， Iterator it=c.iterator;

          while(it.hasNext()){Object o = it.next()}

     3、普通循環：for(Iterator it=c.iterator();it.hasNext();){it.next() }

五、代碼執行個體

1、 ArrayList
import java.util.ArrayList;  
  
/** 
 *  
 * 關于ArrayList的基本操作  
 * 其它操作感興趣的讀者可以自己結合源碼實作一下 
 *  * @author erqing 
 *  
 */  
public class ListTest {  
  
    public static void main(String[] args) {  
  
        /* 建立一個ArrayList */  
        ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();  
        System.out.println("初始化大小:" + list.size());  
        /* 添加元素 */  
        list.add("zzz");  
        list.add("egg");  
        list.add("hell");  
        list.add("child");  
        System.out.println("目前容量:" + list.size());  
  
        /* 将ArrayList的大小和實際所含元素的大小設定一緻 */  
        list.trimToSize();  
        /* 周遊 */  
        for (String string : list) {  
            System.out.println(string);  
        }    
        /* 在指定位置插入元素 */  
        list.add(2, "zhu");  
  
        for (String string : list) {  
            System.out.println(string);  
        }    
        System.out.println("--------------");  
  
        /* 清空list */  
        list.clear();  
        /* 周遊 */  
        for (String string : list) {  
            System.out.println(string);  
        }  
        System.out.println("--------------");  
    }  
}  
  2、LinkedList
import java.util.LinkedList;  
  
public class LinkedListTest {  
      
    public static void main(String[] args) {  
  
        /* 建立一個list */  
        LinkedList<Integer> list = new LinkedList<Integer>();  
        System.out.println(list.size());  
  
        /* 向list中添加元素 */  
        list.add(222);  
        list.add(111);  
        list.add(0);  
        list.add(3333);  
        list.add(8888);  
          
        System.out.println(list.size());  
  
        /* 周遊list */  
        for (Integer integer : list) {  
            System.out.println(integer);  
        }  
  
        /* 擷取第一個元素 ,即header的next域*/  
        System.out.println("第一個元素是:" + list.getFirst());  
          
        /*擷取最後一個元素,即header的previous域*/  
        System.out.println("最後一個元素是:"+list.getLast());  
    }  
}  

3、hashset
	public static void main(String[] args) {
		Set set = new HashSet();
		set.add("a");
		set.add("b");
		System.out.println(set);
		Student stu= new Student(18, "小名", 60);
		set.add(stu);//調用第一個對象的hashcode方法  調  equals
		set.add(new Student(19, "小明", 60));
		set.add(new Student(19, "小明", 60));
		set.add(new Student(20, "小明", 61));
		System.out.println(set);
	}
4、treeset
import java.util.ArrayList;
import java.util.HashSet;
import java.util.TreeSet;

/**
 * 使用treeset存放一組學生成績
 * 	1、可以自動排序(系統類  自然排序)
 *  2、不可重複(去重)
 *  3、隻能存放一種資料類型
 *  ---存放到 treeset中的元素必須要具有比較能力
 *  	調用compareTo() 如果得到的結果為0 ， 兩個元素相等
 *      1 ---》排到後面
 *      -1 --->排到前面
 *      
 *  hashset:-->hashtable(哈希表)
 *  treeset:-->二叉樹，紅黑樹算法
 *  每存入一個元素就會調用一次compareTo方法
 * @author Administrator
 *
 */
import java.util.Comparator;
/**
 * 外部比較器，當系統類提供的比較規則滿足不了需求時使用
 *   1、自己建立一個比較器  實作  Comprator接口 ，添加一個泛型（需要比較的資料類型）
 *   2、重寫comprae方法,用來比較，參數是兩個需要比較的對象
 * @author Administrator
 *
 */
public class MyStrCompartor implements Comparator<String>{

	@Override
	public int compare(String o1, String o2) {
		//按照字元串長度排序
		return o1.length() - o2.length();
	}

}


public class TestTreeSet02 {

	public static void main(String[] args) {
		//使用外部比較器，
		//1 拿到比較器的對象
		MyStrCompartor mcom = new MyStrCompartor();
		//2在建立集合時，調用有參的構造方法，把比較器傳進去
		//3、在treeset中添加元素時，會優先調用自定義比較器的方法
		//treeset專用
		TreeSet ts = new TreeSet(mcom);
//		ts.add(20);//自動裝箱
//		ts.add(1);
//		ts.add(100);
//		ts.add(7);
//		ts.add(8);
//		ts.add(100);
		System.out.println(ts);
		//需求：不希望按照系統的排序來排列
		//自己建立一個比較規則
		ts.add("xiaomi32313");
		ts.add("zhangliguo5");
		ts.add("asima1");
		ts.add("baibaibai4");
		ts.add("sansan2");
//		ts.add(new Student("yushen", 19, 19));
//		ts.add(new Student("xiaoming", 19, 19));
//		ts.add(new Student("axiaoming1", 19, 18));
		System.out.println(ts);
	}

}

5、hashmap
import java.util.HashMap;  
import java.util.Map;  
import java.util.Set;  
  
/** 
 * HashMap的使用 
 * @author erqing 
 *  
 */  
public class MapTest {  
  
    public static void main(String[] args) {  
  
        /* 初始化map */  
        Map<String, Integer> map = new HashMap<String, Integer>();  
        System.out.println("HashMap的初始值:" + map.size());  
        System.out.println("HashMap是否為空:" + (map.isEmpty() ? "是" : "否"));  
  
        /* 想map中添加元素 */  
        map.put("erqing", 1);  
        map.put("niuniu", 2);  
        map.put("egg", 3);  
        System.out.println(map.size());  
        ;  
        System.out.println("HashMap是否為空:" + (map.isEmpty() ? "是" : "否"));  
  
        /* 周遊HashMap中的元素 */  
        Set<String> set = map.keySet();  
        for (String s : set) {  
            System.out.println(s + " " + map.get(s) + " " + "hashcode:"  
                    + s.hashCode());  
        }  
  
        /*檢測是否含有某個Key*/  
        System.out.println(map.containsKey("egg"));  
          
        /*檢測是否含有某個Value*/  
        System.out.println(map.containsValue(2));  
          
        /*列印hashCode*/  
        System.out.println(map.hashCode());  
    }  
}  
/*
輸出：
HashMap的初始值:0
HashMap是否為空:是
3
HashMap是否為空:否
niuniu 2 hashcode:-1045196352
egg 3 hashcode:100357
erqing 1 hashcode:-1294670850
true
true
1955200455
*/

6、treemap
public static void main(String[] args) {  
          
        SortedMap<String, Integer> map = new TreeMap<String, Integer>();  
        map.put("zgg", 1);  
        map.put("erqing", 3);  
        map.put("niu", 0);  
        map.put("abc", 2);  
        map.put("aaa", 5);  
//	map.put(1004, new Student("04",18 ,1004));
//	map.put(1005, new Student("05",18 ,1005));    也能存new
        Set<String> keySet = map.keySet();  
        for (String string : keySet) {  
            System.out.print(map.get(string)+" ");  
        }  
    }  
//輸出：5 2 3 0 1
           

📢作者：小空和小芝中的小空

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