java——集合

轉自http://doc.okbase.net/DavidIsOK/archive/94766.html

資料結構對程式設計有著深遠的影響，在程式導向的C語言中，資料庫結構用struct來描述，而在物件導向的程式設計中，資料結構是用類來描述的，並且包含有對該資料結構操作的方法。在Java語言中，Java語言的設計者對常用的資料結構和演算法做了一些規範（介面）和實現（具體實現介面的類）。所有抽象出來的資料結構和操作（演算法）統稱為Java集合框架（JavaCollectionFramework）。Java程式設計師在具體應用時，不必考慮資料結構和演算法實現細節，只需要用這些類建立出來一些物件，然後直接應用就可以了，這樣就大大提高了程式設計效率。

1. 先說Set和List:

1.1. Set子介面:無序，不允許重複。List子介面:有序，可以有重複元素。具體區別是

Set：檢索元素效率低下，刪除和插入效率高，插入和刪除不會引起元素位置改變。<對應類有 HashSet,TreeSet>

List：和陣列類似，List可以動態增長，查詢元素效率高，插入刪除元素效率低，因為會引起其他元素位置改變。<相應類有 ArrayList,LinkedList，Vector>

Set和List具體子類：

2.2. <例項比較>

HashSet：以雜湊表的形式存放元素，插入刪除速度很快。

ArrayList：動態陣列，LinkedList：連結串列、佇列、堆疊。

Vector是一種老的動態陣列，是執行緒同步的，效率很低，一般不贊成使用

1.Collection介面

Collection是最基本的集合介面，一個Collection代表一組Object，即Collection的元素（Elements）。一些 Collection允許相同的元素而另一些不行。一些能排序而另一些不行。JavaSDK不提供直接繼承自Collection的類，JavaSDK提供的類都是繼承自Collection的“子介面”如List和Set。

所有實現Collection介面的類都必須提供兩個標準的建構函式：無引數的建構函式用於建立一個空的Collection，有一個 Collection引數的建構函式用於建立一個新的Collection，這個新的Collection與傳入的Collection有相同的元素。後一個建構函式允許使用者複製一個Collection。

如何遍歷Collection中的每一個元素？不論Collection的實際型別如何，它都支援一個iterator()的方法，該方法返回一個迭代子，使用該迭代子即可逐一訪問Collection中每一個元素。典型的用法如下：

Iteratorit=collection.iterator();//獲得一個迭代子

while(it.hasNext()){

Objectobj=it.next();//得到下一個元素

}

由Collection介面派生的兩個介面是List和Set。

2.List介面

List是有序的Collection，使用此介面能夠精確的控制每個元素插入的位置。使用者能夠使用索引（元素在List中的位置，類似於陣列下標）來訪問List中的元素，這類似於Java的陣列。

和下面要提到的Set不同，List允許有相同的元素。

除了具有Collection介面必備的iterator()方法外，List還提供一個listIterator()方法，返回一個 ListIterator介面，和標準的Iterator介面相比，ListIterator多了一些add()之類的方法，允許新增，刪除，設定元素，還能向前或向後遍歷。

實現List介面的常用類有LinkedList，ArrayList，Vector和Stack。

2.1.LinkedList類

LinkedList實現了List介面，允許null元素。此外LinkedList提供額外的get，remove，insert方法在 LinkedList的首部或尾部。這些操作使LinkedList可被用作堆疊（stack），佇列（queue）或雙向佇列（deque）。

注意LinkedList沒有同步方法。如果多個執行緒同時訪問一個List，則必須自己實現訪問同步。一種解決方法是在建立List時構造一個同步的List：

Listlist=Collections.synchronizedList(newLinkedList(...));

2.2.ArrayList類

ArrayList實現了可變大小的陣列。它允許所有元素，包括null。ArrayList沒有同步。

size，isEmpty，get，set方法執行時間為常數。但是add方法開銷為分攤的常數，新增n個元素需要O(n)的時間。其他的方法執行時間為線性。

每個ArrayList例項都有一個容量（Capacity），即用於儲存元素的陣列的大小。這個容量可隨著不斷新增新元素而自動增加，但是增長演算法並沒有定義。當需要插入大量元素時，在插入前可以呼叫ensureCapacity方法來增加ArrayList的容量以提高插入效率（自動增判斷長度後增長也會浪費時間的呀！）

2.3.Vector類

Vector非常類似ArrayList，但是Vector是同步的。由Vector建立的Iterator，雖然和ArrayList建立的 Iterator是同一介面，但是，因為Vector是同步的，當一個Iterator被建立而且正在被使用，另一個執行緒改變了Vector的狀態（例如，新增或刪除了一些元素），這時呼叫Iterator的方法時將丟擲ConcurrentModificationException，因此必須捕獲該異常。通過使用capacity和ensurecapacity操作以及capacityIncrement域可以優化儲存操作，這個前面講過，（Vector的Iterator和listIterator方法翻譯的迭代器支援fail-fast機制，因此如果在使用迭代器的過程中有其他執行緒修改了map，那麼將丟擲ConcurrentModificationException，這就是所謂fail-fast策略。官方對此的說明是 java.util 包中的集合類都返回 fail-fast迭代器，這意味著它們假設執行緒在集合內容中進行迭代時，集合不會更改它的內容。如果 fail-fast迭代器檢測到在迭代過程中進行了更改操作，那麼它會丟擲 ConcurrentModificationException，這是不可控異常。）

2.4.Stack類

Stack繼承自Vector，實現一個後進先出的堆疊。Stack提供5個額外的方法使得Vector得以被當作堆疊使用。基本的push和pop方法，還有peek方法得到棧頂的元素，empty方法測試堆疊是否為空，search方法檢測一個元素在堆疊中的位置。Stack剛建立後是空棧。

stack 有幾個比較實用的方法