JAVA標(biāo)準(zhǔn)庫集合的使用

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一。JAVA集合框架有兩個(gè)基本接口:Collection和Map。·

二。隊(duì)列(Queue extends Collection)

? ? ? ? 隊(duì)列的實(shí)現(xiàn)方式通常有兩種:

? ? ? ? 1.循環(huán)數(shù)組:高效,能隨機(jī)訪問,但是容量有限,如果對(duì)數(shù)組中隨機(jī)刪除或者添加會(huì)付出很大? ?????????????????????????????代價(jià)。

? ? ? ? 2.鏈表:容量無限,不能隨機(jī)訪問,刪除或者添加開銷小,但是不能隨機(jī)訪問,只能遍歷。

隊(duì)列通常使用方法

? ? 3.也可以擴(kuò)展包中的abstractQueue類實(shí)現(xiàn)自己的隊(duì)列。

? ? 4.雙端隊(duì)列:可以在頭部或者尾部進(jìn)行插入,刪除的隊(duì)列。不允許在中間插入數(shù)據(jù)。引入了Deque接口,由ArrayDeque類和LinkedList類實(shí)現(xiàn)。

? ? 5.優(yōu)先級(jí)隊(duì)列:使用堆的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),對(duì)是一個(gè)可以自我調(diào)節(jié)的二叉樹。將對(duì)象以任意順序插入,但是總將優(yōu)先級(jí)最小的對(duì)象移動(dòng)到根。典型例子是任務(wù)調(diào)度。

三。迭代器(Iterator)

迭代器接口

? ?1.? 迭代器用來遍歷集合,next()用來遍歷,在末尾調(diào)用next()會(huì)NosuchEllementException錯(cuò)誤,Hasnext()可以用來判斷是否到集合最后一個(gè)元素。

? ? 2.編譯器會(huì)將for each循環(huán)翻譯為帶有迭代器的循環(huán)。

? ? 3.for each可以和所有實(shí)現(xiàn)了Iterable接口的對(duì)象一起工作,而Collection擴(kuò)展了iterable接口,所以for each可以和所有標(biāo)準(zhǔn)庫中的集合一起工作。

? ? 4.迭代器被認(rèn)為是出于集合中兩個(gè)元素之間,next()執(zhí)行一次是返回它越過的哪一個(gè)元素。

? ? 5.remove()和next()具有互相依賴性,remove()刪除的是next()返回的元素,所以必須一起使用,否則將拋出IllegalStateException錯(cuò)誤。

? ? 6.ListIterator接口是Iterator接口的子接口,它提供了一個(gè)在迭代器前面添加一個(gè)元素的add()。

四。鏈表(List)?

? ? 鏈表是一個(gè)有序集合,實(shí)現(xiàn)方式:

????1.動(dòng)態(tài)的ArrayList類,可以自由擴(kuò)展容量,也可以在構(gòu)造器指定容量,最大的缺點(diǎn)是刪除或者添加需要付出很大代價(jià)。ArrayList類不是線程安全的,需要線程安全可以使用Vector類。

? ? 2.LinkedList<E>類,在JAVA里面,所有鏈表其實(shí)都是雙向鏈表,在類中,提供了反向遍歷鏈表的方法previous()和HasPrevious()。類中實(shí)現(xiàn)了一個(gè)方法listIterator()返回一個(gè)實(shí)現(xiàn)了ListIterator接口的迭代器對(duì)象。還有一個(gè)set(String)方法可以取代next()或者previous()返回的那一個(gè)元素。

????????2-1.在迭代器對(duì)鏈表進(jìn)行遍歷時(shí),如果對(duì)這個(gè)鏈表申請(qǐng)了多個(gè)迭代器,當(dāng)一個(gè)迭代器對(duì)鏈表進(jìn)行了修改,那么調(diào)用其它迭代器時(shí),會(huì)拋出一個(gè)Concurrent ModificcationException異常。

? ? ? ? 2-2.有一種快要簡單的檢測并發(fā)的方法:每個(gè)迭代器維護(hù)一個(gè)獨(dú)立計(jì)數(shù)器,改變一次鏈表,計(jì)數(shù)+1,每次迭代器開始自己的方法之前將迭代器與集合計(jì)數(shù)對(duì)比,不匹配則拋出Concurrent ModificcationException異常

? ? ? ? 2-3.但是在對(duì)并發(fā)修改鏈表的檢測中,set(String)方法并不會(huì)拋出異常。

? ? ? ? 2-4.LiskedList<E>類提供了一個(gè)隨機(jī)訪問方法get(),但是并不建議使用它,因?yàn)樗膶?shí)現(xiàn)還是通過遍歷實(shí)現(xiàn)訪問。雖然經(jīng)過優(yōu)化:當(dāng)索引大于size/2,從尾部開始遍歷。

? ? ? ? 2-5.有整數(shù)索引n,listIterator(n)將返回一個(gè)指向索引為n的元素之前的迭代器。

五.散列表(哈希表,hashtable)

? ? 1.散列表依據(jù)散列碼存放對(duì)象,散列表用鏈表數(shù)組實(shí)現(xiàn),每個(gè)列表被稱為桶(bucket)

散列表

? ? 2.每個(gè)桶中存放散列碼相同的對(duì)象,由對(duì)象散列碼除以桶數(shù)得到的余數(shù)就是存放該對(duì)象的桶號(hào)。如果這個(gè)桶滿了,稱為散列沖突。這時(shí)候要將該對(duì)象與桶中的對(duì)象對(duì)比,查看是否該對(duì)象是否在桶中。

? ? 3.當(dāng)散列表太滿了,會(huì)發(fā)生再散列,創(chuàng)建一個(gè)更大的散列表,再將所有元素插入到新表,再散列跟裝填因子有關(guān),比如裝填因子是0.75,那么在表超過75%時(shí)發(fā)生再散列。在java se8中,當(dāng)桶滿時(shí)會(huì)把鏈表變?yōu)槠胶舛鏄洹?/p>

? ? 4.在標(biāo)準(zhǔn)庫中,桶的個(gè)數(shù)是2的冪,提供的任何大小都會(huì)變?yōu)?的下一個(gè)冪。

? ? 5.java集合類庫提供了一個(gè)hashset,它是基于hashtable的無序無重復(fù)的集合,它的add()先檢查集中是否有相同的元素。并且用迭代器對(duì)其訪問的順序也是隨機(jī)的。

六。樹集(treeset)

? ? 1.樹集與散列集十分相似,但是它是一個(gè)有序集合,在將對(duì)象放入其中時(shí),樹集就會(huì)將其排序。它的排序是用樹結(jié)構(gòu)完成的(紅黑樹)。

? ? 2.但是在需要對(duì)一些特殊的對(duì)象排序比較中,需要提供一個(gè)comparator<>。當(dāng)對(duì)數(shù)據(jù)存放不要求有序,就不必使用樹集,沒必要付出u排序的時(shí)間花銷。u

? ? 3.樹集實(shí)現(xiàn)了NavigableSet接口,增加了幾個(gè)定位元素和反向遍歷的方法。

七.映射(Map,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu))

? ? ? Map,鍵值對(duì)(<k,v>) java類庫提供了兩個(gè)Map接口的通用實(shí)現(xiàn):

? ? 1.HashMap:對(duì)鍵值對(duì)的鍵進(jìn)行散列,、。

? ? 2.TreeMap:對(duì)鍵值對(duì)的鍵進(jìn)行排序,類似樹集,會(huì)對(duì)元素進(jìn)行排序。

? ? 3.映射接口的方法中,get()用來檢索對(duì)象,get()必須使用一個(gè)鍵->get(Key),但是當(dāng)沒有這個(gè)對(duì)象時(shí),會(huì)返回null,可以使用getOrDefault(Key,Default)方法沒有檢索到對(duì)象時(shí)返回默認(rèn)值。

? ? 4.最高效遍歷映射的方法:

遍歷映射

? ? 5.映射put()方法添加元素,在映射中,鍵是唯一的,當(dāng)對(duì)一個(gè)鍵再次執(zhí)行put()方法時(shí),第二個(gè)value會(huì)取代前一個(gè)value,并且方法返回前一個(gè)value。

? ? 6.映射視圖:java集合框架不認(rèn)為映射是一個(gè)集合,不過可以得到其視圖

映射視圖

? ? 7.弱散列映射:當(dāng)程序中對(duì)映射中一個(gè)鍵的最后一個(gè)引用已經(jīng)消亡,那么這個(gè)鍵對(duì)程序是無用的,然而java的回收機(jī)制并不會(huì)回收它,因?yàn)橹灰成鋵?duì)象是活動(dòng)的,那么整個(gè)映射所有桶也是活動(dòng)的。有一個(gè)WeakHashMap類就是為此設(shè)計(jì)。

? ? 8.鏈接散列集和鏈接散列映射:LinkedHashSet,LinkedHashMap可以用來記住元素的插入順序,在散列集與散列映射中,元素排列是無序的。鏈接散列集和鏈接散列映射是在散列集與散列映射的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)為一個(gè)按照散列方式存放元素的雙向鏈表,對(duì)其進(jìn)行迭代是按照插入順序遍歷的。

? ? 9.LinkedHashSet,LinkedHashMap是由插入順序進(jìn)行迭代的,但是如果想按照訪問順序迭代,則可以創(chuàng)建LinkedHashMap<K,V>(initallapacity,loadFactor,true)。

? ? 10.標(biāo)識(shí)散列映射:類identityHashMap有特殊作用,鍵的散列碼不是用HashCode計(jì)算,而是用System.identityHashCode拉計(jì)算,這是Object.hashcode方法根據(jù)對(duì)象內(nèi)存來計(jì)算散列碼的方式,也就是內(nèi)容相同,但是被認(rèn)為是不同的對(duì)象,其中對(duì)象比較是用==,而不是equals。適用于對(duì)象遍歷算法。

八:視圖

? ? 通過視圖可以獲得其他實(shí)現(xiàn)了Collection和Map接口的對(duì)象,對(duì)原映射進(jìn)行操作。

? ? 1.輕量級(jí)集合包裝器:arrays.asList(Object array[])返回一個(gè)列表或者集合的視圖,帶有對(duì)底層數(shù)組的get和set方法,但是改變數(shù)組大小的任何方法都會(huì)拋出一個(gè)Unsupported OperationException異常。Collection.nCopies(n,anObject)返回一個(gè)實(shí)現(xiàn)了List接口的對(duì)象。

? ? 2.子視圖:

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? List group=staff.subList(10,20)將得到一個(gè)列表的子視圖,包括第一個(gè)參數(shù),小于第二個(gè)參數(shù),可以修改,刪除視圖的對(duì)象,并將反映到列表。集和映射也有相應(yīng)的操作。

? ? 3.同步視圖:集合必須保證線程安全,但是java類庫并不實(shí)現(xiàn)線程安全的集合類,而是使用視圖機(jī)制來保證線程安全。例如,Collections類的synchronizedMap靜態(tài)方法 ,可以將任何一個(gè)映射表轉(zhuǎn)換成具有線程安全的Map:Map<string,int>=Collections.synchronizedMap(new HahMap<string,int>())。

? ? 4.受查視圖:用來對(duì)泛型類型發(fā)生問題是調(diào)試:List<string> checked=Collections.CheckedList(string,string.class)。

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