Java 集合框架
早在Java 2中之前,Java就提供了特設(shè)類。比如:Dictionary, Vector, Stack, 和Properties這些類用來存儲和操作對象組。
雖然這些類都非常有用,但是它們?nèi)鄙僖粋€(gè)核心的,統(tǒng)一的主題。由于這個(gè)原因,使用Vector類的方式和使用Properties類的方式有著很大不同。
集合框架被設(shè)計(jì)成要滿足以下幾個(gè)目標(biāo)。
該框架必須是高性能的?;炯希▌討B(tài)數(shù)組,鏈表,樹,哈希表)的實(shí)現(xiàn)也必須是高效的。
該框架允許不同類型的集合,以類似的方式工作,具有高度的互操作性。
對一個(gè)集合的擴(kuò)展和適應(yīng)必須是簡單的。
為此,整個(gè)集合框架就圍繞一組標(biāo)準(zhǔn)接口而設(shè)計(jì)。你可以直接使用這些接口的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn),諸如: LinkedList, HashSet, 和 TreeSet等,除此之外你也可以通過這些接口實(shí)現(xiàn)自己的集合。
集合框架是一個(gè)用來代表和操縱集合的統(tǒng)一架構(gòu)。所有的集合框架都包含如下內(nèi)容:
接口:是代表集合的抽象數(shù)據(jù)類型。接口允許集合獨(dú)立操縱其代表的細(xì)節(jié)。在面向?qū)ο蟮恼Z言,接口通常形成一個(gè)層次。
實(shí)現(xiàn)(類):是集合接口的具體實(shí)現(xiàn)。從本質(zhì)上講,它們是可重復(fù)使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
算法:是實(shí)現(xiàn)集合接口的對象里的方法執(zhí)行的一些有用的計(jì)算,例如:搜索和排序。這些算法被稱為多態(tài),那是因?yàn)橄嗤姆椒梢栽谙嗨频慕涌谏嫌兄煌膶?shí)現(xiàn)。
除了集合,該框架也定義了幾個(gè)Map接口和類。Map里存儲的是鍵/值對。盡管Map不是collections,但是它們完全整合在集合中。
集合接口
集合框架定義了一些接口。本節(jié)提供了每個(gè)接口的概述:
序號 | 接口描述 |
---|---|
1 | Collection 接口 允許你使用一組對象,是Collection層次結(jié)構(gòu)的根接口。 |
2 | List 接口 繼承于Collection和一個(gè) List實(shí)例存儲一個(gè)有序集合的元素。 |
3 | Set 繼承于 Collection,是一個(gè)不包含重復(fù)元素的集合。 |
4 | SortedSet 繼承于Set保存有序的集合。 |
5 | Map 將唯一的鍵映射到值。 |
6 | Map.Entry 描述在一個(gè)Map中的一個(gè)元素(鍵/值對)。是一個(gè)Map的內(nèi)部類。 |
7 | SortedMap 繼承于Map,使Key保持在升序排列。 |
8 | Enumeration 這是一個(gè)傳統(tǒng)的接口和定義的方法,通過它可以枚舉(一次獲得一個(gè))對象集合中的元素。這個(gè)傳統(tǒng)接口已被迭代器取代。 |
集合類
Java提供了一套實(shí)現(xiàn)了Collection接口的標(biāo)準(zhǔn)集合類。其中一些是具體類,這些類可以直接拿來使用,而另外一些是抽象類,提供了接口的部分實(shí)現(xiàn)。
標(biāo)準(zhǔn)集合類匯總于下表:
序號 | 類描述 |
---|---|
1 | AbstractCollection 實(shí)現(xiàn)了大部分的集合接口。 |
2 | AbstractList 繼承于AbstractCollection 并且實(shí)現(xiàn)了大部分List接口。 |
3 | AbstractSequentialList 繼承于 AbstractList ,提供了對數(shù)據(jù)元素的鏈?zhǔn)皆L問而不是隨機(jī)訪問。 |
4 | LinkedList 繼承于 AbstractSequentialList,實(shí)現(xiàn)了一個(gè)鏈表。 |
5 | ArrayList 通過繼承AbstractList,實(shí)現(xiàn)動態(tài)數(shù)組。 |
6 | AbstractSet 繼承于AbstractCollection 并且實(shí)現(xiàn)了大部分Set接口。 |
7 | HashSet 繼承了AbstractSet,并且使用一個(gè)哈希表。 |
8 | LinkedHashSet 具有可預(yù)知迭代順序的 Set 接口的哈希表和鏈接列表實(shí)現(xiàn)。 |
9 | TreeSet 繼承于AbstractSet,使用元素的自然順序?qū)υ剡M(jìn)行排序. |
10 | AbstractMap 實(shí)現(xiàn)了大部分的Map接口。 |
11 | HashMap HashMap 是一個(gè)散列表,它存儲的內(nèi)容是鍵值對(key-value)映射。 HashMap 繼承于AbstractMap,實(shí)現(xiàn)了Map、Cloneable、java.io.Serializable接口。 |
12 | TreeMap 繼承了AbstractMap,并且使用一顆樹。 |
13 | WeakHashMap 繼承AbstractMap類,使用弱密鑰的哈希表。 |
14 | LinkedHashMap 繼承于HashMap,使用元素的自然順序?qū)υ剡M(jìn)行排序. |
15 | IdentityHashMap 繼承AbstractMap類,比較文檔時(shí)使用引用相等。 |
在前面的教程中已經(jīng)討論通過java.util包中定義的類,如下所示:
序號 | 類描述 |
---|---|
1 | Vector Vector類實(shí)現(xiàn)了一個(gè)動態(tài)數(shù)組。和ArrayList和相似,但是兩者是不同的。 |
2 | Stack 棧是Vector的一個(gè)子類,它實(shí)現(xiàn)了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的后進(jìn)先出的棧。 |
3 | Dictionary Dictionary 類是一個(gè)抽象類,用來存儲鍵/值對,作用和Map類相似。 |
4 | Hashtable Hashtable是原始的java.util的一部分, 是一個(gè)Dictionary具體的實(shí)現(xiàn) 。 |
5 | Properties Properties 繼承于 Hashtable.表示一個(gè)持久的屬性集.屬性列表中每個(gè)鍵及其對應(yīng)值都是一個(gè)字符串。 |
6 | BitSet 一個(gè)Bitset類創(chuàng)建一種特殊類型的數(shù)組來保存位值。BitSet中數(shù)組大小會隨需要增加。 |
一個(gè)Bitset類創(chuàng)建一種特殊類型的數(shù)組來保存位值。BitSet中數(shù)組大小會隨需要增加。
集合算法
集合框架定義了幾種算法,可用于集合和映射。這些算法被定義為集合類的靜態(tài)方法。
在嘗試比較不兼容的類型時(shí),一些方法能夠拋出 ClassCastException異常。當(dāng)試圖修改一個(gè)不可修改的集合時(shí),拋出UnsupportedOperationException異常。
集合定義三個(gè)靜態(tài)的變量:EMPTY_SET EMPTY_LIST,EMPTY_MAP的。這些變量都不可改變。
序號 | 算法描述 |
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1 |
Collection Algorithms 這里是一個(gè)列表中的所有算法實(shí)現(xiàn)。 |
如何使用迭代器
通常情況下,你會希望遍歷一個(gè)集合中的元素。例如,顯示集合中的每個(gè)元素。
做到這一點(diǎn)最簡單的方法是采用一個(gè)迭代器,它是一個(gè)對象,實(shí)現(xiàn)了Iterator 接口或ListIterator接口。
迭代器,使你能夠通過循環(huán)來得到或刪除集合的元素。ListIterator繼承了Iterator,以允許雙向遍歷列表和修改元素。
這里通過實(shí)例列出Iterator和listIterator接口提供的所有方法。<table class="reference>序號 | 迭代器方法描述 |
---|---|
1 |
使用 Java Iterator |
如何使用比較器
TreeSet和TreeMap的按照排序順序來存儲元素. 然而,這是通過比較器來精確定義按照什么樣的排序順序。
這個(gè)接口可以讓我們以不同的方式來排序一個(gè)集合。
序號 | 比較器方法描述 |
---|---|
1 |
使用 Java Comparator 這里通過實(shí)例列出Comparator接口提供的所有方法 |
總結(jié)
Java集合框架為程序員提供了預(yù)先包裝的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法來操縱他們。
集合是一個(gè)對象,可容納其他對象的引用。集合接口聲明對每一種類型的集合可以執(zhí)行的操作。
集合框架的類和接口均在java.util包中。