Java集合系列之Collection與Map介面巨集觀把控

我又不是架構師發表於2017-12-29
Java

Java集合系列之Collection與Map介面巨集觀把控

Hello,大家好，元旦快到了，這裡提前祝大家元旦快樂，出行注意安全，回家的小夥伴能早日和家人見面，開開心心過元旦。Ok,切入主題，這篇文章，我本人覺得還是比較重要的，因為我準備在巨集觀上把Java集合這一塊給描述清楚。老套路，文章結構:

  1. Java集合類之間的繼承關係
  2. 各個巨集觀模組介紹
  3. 集合與集合之前的轉換，集合與陣列之間的轉換

1. Java集合類之間的繼承關係

Java的集合類主要由兩個介面派生而出：Collection和Map,Collection和Map是Java集合框架的根介面。來兩張圖:

Java集合系列之Collection與Map介面巨集觀把控
Java集合系列之Collection與Map介面巨集觀把控
圖中標紅圈的表示我們經常用的集合類。

2. 各個巨集觀模組介紹

2.1 Collection介面

Collection介面是Set,Queue,List的父介面。Collection介面中定義了多種方法可供其子類進行實現，以實現資料操作。

Java集合系列之Collection與Map介面巨集觀把控
可以看出Collection用法有：新增元素，刪除元素，返回Collection集合的個數以及清空集合等。 其中重點說下iterator()方法，該方法的返回值是Iterator。 這個迭代器是這樣來的

public interface Collection<E> extends Iterable<E> 
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使用樣例:

Collection<Day> days = new ArrayList<Day>();
Iterator<Day> iterator = days.iterator();
        while(iterator.hasNext()){//判斷是否有下一個元素
            Day next = iterator.next();//取出該元素
            //逐個遍歷，取得元素後進行後續操作
            .....
        }
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順便說一下，在遍歷Map集合的時候，雖然Map沒有繼承Iterable，不過沒有關係，可以轉換成set，然後再遍歷:

  • 第一種(據說是效率高於第二種，小弟也沒驗證過):
Map map = new HashMap();
    Iterator iter = map.entrySet().iterator();
    while (iter.hasNext()) {
        Map.Entry entry = (Map.Entry) iter.next();
        Object key = entry.getKey();
        Object val = entry.getValue();
    }
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  • 第二種:
Map map = new HashMap();
Iterator iter = map.keySet().iterator();
    while (iter.hasNext()) {
    Object key = iter.next();
    Object val = map.get(key);
}
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其次，需要注意的是，在使用Iterable遍歷Collection時，當Collection內部的元素為物件型別時，.next返回的是指標。也就是說是淺拷貝。

2.1.1 Set集合

Set集合類似於一個罐子，"丟進"Set集合裡的多個物件之間沒有明顯的順序。Set繼承自Collection介面，不能包含有重複元素(記住，這是整個Set類層次的共有屬性)。Set判斷兩個物件相同不是使用"=="運算子，而是根據equals方法。也就是說，我們在加入一個新元素的時候，如果這個新元素物件和Set中已有物件進行注意equals比較都返回false，則Set就會接受這個新元素物件，否則拒絕。 因為Set的這個制約，在使用Set集合的時候，應該注意兩點：

  • 為Set集合裡的元素的實現類實現一個有效的equals(Object)方法。
  • 對Set的建構函式，傳入的Collection引數不能包含重複的元素

API層面，Set集合與Collection集合基本相同，沒有提供任何額外的方法。實際上Set就是Collection，只是行為略有不同（Set不允許包含重複元素）。

2.1.2 List集合

List集合代表一個元素有序、可重複的集合，集合中每個元素都有其對應的順序索引。List集合允許加入重複元素，因為它可以通過索引來訪問指定位置的集合元素。List集合預設按元素的新增順序設定元素的索引.

API層面:List作為Collection介面的子介面，可以使用Collection介面裡的全部方法。而且由於List是有序集合，因此List集合裡增加了一些根據索引來操作集合元素的方法。如下:

  • void add(int index, Object element): 在列表的指定位置插入指定元素.
  • boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c): 將集合c 中的所有元素都插入到列表中的指定位置index處。
  • Object get(index):返回列表中指定位置的元素。
  • int indexOf(Object o):返回此列表中第一次出現的指定元素的索引；如果此列表不包含該元素，則返回 -1。
  • int lastIndexOf(Object o):返回此列表中最後出現的指定元素的索引；如果列表不包含此元素，則返回 -1。
  • Object remove(int index): 移除列表中指定位置的元素。
  • Object set(int index, Object element):用指定元素替換列表中指定位置的元素。
  • List subList(int fromIndex, int toIndex):返回列表中指定的 fromIndex（包括 ）和 toIndex（不包括）之間的所有集合元素組成的子集。
2.1.3 Queue集合

Queue用於模擬"佇列"這種資料結構(先進先出FIFO)。佇列的頭部儲存著佇列中存放時間最長的元素，佇列的尾部儲存著佇列中存放時間最短的元素。新元素插入(offer)到佇列的尾部，訪問元素(poll)操作會返回佇列頭部的元素，佇列不允許隨機訪問佇列中的元素。

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可以看到，新增了offer和poll用來描述佇列這種語義。

2.2 Map介面

Map用於儲存具有"對映關係"的資料，因此Map集合裡儲存著兩組值，一組值用於儲存Map裡的key，另外一組值用於儲存Map裡的value。key和value都可以是任何引用型別的資料。Map的key不允許重複，即同一個Map物件的任何兩個key通過equals方法比較結果總是返回false。關於Map，我們要從程式碼複用的角度去理解，java是先實現了Map，然後通過包裝了一個所有value都為null的Map就實現了Set集合

  • Map的這些實現類和子介面中key集的儲存形式和Set集合完全相同(即key不能重複)
  • 與Set集合的關係:如果把Map裡的所有key放在一起看，它們就組成了一個Set集合（所有的key沒有順序，key與key之間不能重複），實際上Map確實包含了一個keySet()方法，用於返回Map裡所有key組成的Set集合。

API:

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Map集合最典型的用法就是成對地新增、刪除key-value對，然後就是判斷該Map中是否包含指定key，是否包含指定value，也可以通過Map提供的keySet()方法獲取所有key組成的集合，然後使用foreach迴圈來遍歷Map的所有key，根據key即可遍歷所有的value。

3. 集合與集合之前的轉換，集合與陣列之間的轉換

3.1 集合與陣列之間的轉換

  • 陣列轉換成List:Array.asList()可以將一個陣列轉換成一個List.
  • 集合轉換成陣列:Collection介面中定義了toArray方法.

3.1 集合與集合之間的轉換

Map--》Collection： Map.keySet(),entrySet(),.values().三個API

List《---》Set《---》Queue:

        //Set--》List
        List<String> list3 = new ArrayList<String>(new HashSet<String>());   
        //List--》Set
        Set<String> set = new HashSet<String>(new ArrayList<String>());  
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說白了，都是通過構造方法來轉換的.

轉換這一塊給一個參考部落格:

結語

好了，巨集觀角度的Collection,Map算是給大家說清楚了，包括Collection下的子介面要實現的語義(子介面實現的特有方法)。然後集合之間的轉換等等，我覺得巨集觀上是比較重要的，也希望大家這一塊掌握好。Over,Hava a good day .元旦快樂，大家。

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