Java 容器(list, set, map)

java容器类库的简化图:

(虚线框表示接口, 实线框表示普通的类,

空心箭头表示特定的类实现了接口, 实心箭头表示某个类可以生成箭头所指的类对象)

Java 容器(list, set, map)

继承Collection的主要有Set 和 List.

List:

ArrayList    内部实现是用数组, 随机访问速度快, 删除或插入元素速度慢。

LinkedList  内部实现是用链表, 随机访问速度慢,删除和插入元素相对较快。

平时最佳的做法可能是将ArrayList作为默认首选,只有你需要使用额外的功能,或者因为经常从表中插入或删除元素导致程序性能变差的时候,才去选择LinkedList。

Vector和Stack是过去遗留下来的类,目的只是为了支持老程序,应该在编写程序时尽量避免使用它们。

Set:

Hash

HashSet: 为快速查找而设计,可以认为是基于哈希表的实现。 存入HashSet的元素必须定义hashCode().

LinkedHashSet: 具有HashSet的查询速度且内部使用链表维护元素的顺序(按插入的顺序或最近最少使用顺序)

Tree

TreeSet:保持次序的Set,底层为树结构(红黑树)。使用它可以从Set提取有序的序列。元素必须实现Comparable接口或者在构造TreeSet时传入Comparator参数。

 class Stone {
private int volume; public Stone(int volume) {
this.volume = volume;
} public int getVolume() {
return volume;
} //...........省略..........//
} class Stick implements Comparable{
private int length; public Stick(int length) {
this.length = length;
} public int getLength() {
return length;
} @Override
public int compareTo(Object o) {
Stick st = (Stick)o;
return this.getLength() - st.getLength();
} //...........省略..........//
} public class MyComparator implements Comparator<Stone>{ @Override
public int compare(Stone st1, Stone st2) {
return st1.getVolume() - st2.getVolume();
} public static void main(String[] args) {
new TreeSet<Stone>(new MyComparator()); //传入Comparator new TreeSet<Stick>(); //Stick实现了Comparable
}
}

不管是散列存储还是树形存储,元素都必须实现equals()方法虽然只有当时被放入HashSet或LinkedHashSet是hashCode()才是必须的,但是,对于良好的编程风格,应该在覆盖equals()方法的同时也覆盖hashCode()方法。

equals()方法必须满足5个条件:

1. 自反性。 对任意x,    x.equals(x)一定为true

2. 对称性。 对任意x、y,     如果y.equals(x)为true, x.equals(y)也为true

3. 传递性。 对任意x、y、z, 如果x.equals(y), y.equals(z)都为true, x.equals(z)也应该为true

4. 一致性。 对任意x、y,   如果对象中用于等价比较的信息没有改变,那么无论调用x.equals(y)多少次,其返回结果都应该一致。

5. 对于任何不是null的x,     x.equals(null)一定为false

hashCode()的编写建议(Effective Java):

1. 给result(int型)一个非零的初始值

2. 为对象内每个有意义的域f(即每个可以做equals()操作的域)计算出一个int散列码c

域类型

计算

boolean c = ( f ? 0 : 1)

byte, char, short, 或 int

c = (int)f
long c = (int)(f ^ (f>>>32))
float c = Float.floatToIntBits(f);
double

long l = Double.doubleToLongBits(f);
c = (int)(1 ^ (l>>>32))

Object

c = f.hashCode( )
Array 对数组中的每个元素应用上述规则

3. 合并计算得到的散列码 result = 37 * result + c

4. 返回 result

5. 检查hashCode()最后生成的结果,确保相同的对象有相同的散列码

SortedSet(接口)保证元素处于排序状态(按对象的比较函数对元素排序),主要方法有:

Comparator comparator()  返回当前Set使用的Comparator,如果返回空,表示以自然排序(即按元素实现的Comparable中

compareTo()方法排序)。

Object first() 返回容器的第一个元素

Object last() 返回容器的最后一个元素

SortedSet subSet(fromElement, toElement) 生成此Set的子集,范围从fromElement(包含)到toElement(不包含)

SortedSet headSet(toElement) 生成此Set的子集,由小于toElement的元素组成

SortedSet tailSet(fromElement) 生成此Set的子集,有大于等于fromElement的元素组成

TreeSet实现SortedSet,包括SortedSet的方法。

可选操作

在Collection接口中执行各种添加和移除的方法都是可选的。也就是说实现Collection接口的类并不需要为这些方法提供有意义的功能实现。这违反了面向对象设计中的规则(无论你选择如何实现接口,应该保证能够向该接口发送这些消息)。

可选操作声明调用某些方法将不会执行有意义的行为,相反,它们会抛出异常。

可选操作是逻辑上的,在实现接口时,还是需要覆盖接口所谓的可选方法,只不过你不一定要提供有意义的实现,如果不支持该可选方法,可以在该方法出抛出UnsupportedOperationException。

那么为什么需要将方法定义为可选呢?

这样可以防止设计中出现接口过多的情况。

比如现在有下面三种需求(当然可以有更多不同的需求)

不能修改集合内容的容器,

只能添加元素的容器,

只能删除元素的容器。

那么现在就需要为上面三种需求各定义一种接口,显然这样比起现在的Collection,需要定义更多的接口。这样会导致接口过多,使整个容器类库更加复杂。

注意:UnsupportedOperationException必须是一个罕见的异常。即对大多数类来说,所有操作都应该可以工作,只有在特列中才会有未获得支持的操作。

快速报错(fail-fast)

java容器有一种保护机制,能够防止多个进程同时修改同一容器的内容。

如果在迭代遍历某个容器的过程中,另一个进程介入其中,并且插入、删除或修改此容器内的某个对象,那么就容易出现问题。

java容器类类库采用fail-fast机制。他会探查容器上除了当前线程所进行的操作之外的所有变化,一旦发现其它进程修改了容器,就会立刻抛出ConcurrentModificationException异常。

示例:

 import java.util.*;
public class FailFast {
public static void main(String[] args) {
Collection<String> c = new ArrayList<String>();
Iterator<String> it = c.iterator();
c.add("An object");
try {
String s = it.next();
} catch(ConcurrentModificationException e) {
System.out.println(e);
}
}
}
/* Output:
java.util.ConcurrentModificationException
*///:~

Map

HashMap  基于散列表的实现(它取代了HashTable, HashTable是过时的类)。

LinkedHashMap 类似与HashMap, 但是迭代遍历时,取得“键值对”的顺序是其插入的顺序

或最近最少使用的顺序(如果在构造LiskedHashMap传入参数accessOrder=true)。

比HashMap慢一点,但是在迭代访问时更快,因为它使用链表维护内部的次序。

TreeMap 基于红黑树的实现。查看key 或 key-value是,它们会被排序(次序由Comparator或Comparable决定)

博客园(FOREVER_ENJOY):http://www.cnblogs.com/zyx1314/p/5331282.html

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