集合框架

早在 Java 2 中之前,Java 就提供了特设类。比如:Dictionary, Vector, Stack, 和 Properties 这些类用来存储和操作对象组。

虽然这些类都非常有用,但是它们缺少一个核心的,统一的主题。由于这个原因,使用 Vector 类的方式和使用 Properties 类的方式有着很大不同。

集合框架被设计成要满足以下几个目标。

  • 该框架必须是高性能的。基本集合(动态数组,链表,树,哈希表)的实现也必须是高效的。
  • 该框架允许不同类型的集合,以类似的方式工作,具有高度的互操作性。
  • 对一个集合的扩展和适应必须是简单的。

为此,整个集合框架就围绕一组标准接口而设计。你可以直接使用这些接口的标准实现,诸如: LinkedListHashSet, 和 TreeSet 等,除此之外你也可以通过这些接口实现自己的集合。

从上面的集合框架图可以看到,Java 集合框架主要包括两种类型的容器,一种是集合(Collection),存储一个元素集合,另一种是图(Map),存储键/值对映射。Collection 接口又有 3 种子类型,List、Set 和 Queue,再下面是一些抽象类,最后是具体实现类,常用的有 ArrayList、LinkedList、HashSet、LinkedHashSet、HashMap、LinkedHashMap 等等。

集合框架是一个用来代表和操纵集合的统一架构。所有的集合框架都包含如下内容:

  • ​**接口:**是代表集合的抽象数据类型。例如 Collection、List、Set、Map 等。之所以定义多个接口,是为了以不同的方式操作集合对象
  • **实现(类):**是集合接口的具体实现。从本质上讲,它们是可重复使用的数据结构,例如:ArrayList、LinkedList、HashSet、HashMap。
  • **算法:**是实现集合接口的对象里的方法执行的一些有用的计算,例如:搜索和排序。这些算法被称为多态,那是因为相同的方法可以在相似的接口上有着不同的实现。

除了集合,该框架也定义了几个 Map 接口和类。Map 里存储的是键/值对。尽管 Map 不是集合,但是它们完全整合在集合中。

集合框架体系

Java 集合框架提供了一套性能优良,使用方便的接口和类,java集合框架位于java.util包中, 所以当使用集合框架的时候需要进行导包。

集合接口

集合框架定义了一些接口。本节提供了每个接口的概述:

序号 接口描述
Collection Collection 是最基本的集合接口,一个 Collection 代表一组 Object,即 Collection 的元素, Java不提供直接继承自Collection的类,只提供继承于的子接口(如List和Set)。Collection 接口存储一组不唯一,无序的对象。
List List接口是一个有序的 Collection,使用此接口能够精确的控制每个元素插入的位置,能够通过索引(元素在List中位置,类似于数组的下标)来访问List中的元素,第一个元素的索引为 0,而且允许有相同的元素。List 接口存储一组不唯一,有序(插入顺序)的对象。
Set Set 具有与 Collection 完全一样的接口,只是行为上不同,Set 不保存重复的元素。Set 接口存储一组唯一,无序的对象。
SortedSet SortedSet继承于Set保存有序的集合。
Map Map 接口存储一组键值对象,提供key(键)到value(值)的映射。
Map.Entry Map.Entry 描述在一个Map中的一个元素(键/值对)。是一个Map的内部类。
SortedMap SortedMap继承于 Map,使 key 保持在升序排列。
Enumeration Enumeration这是一个传统的接口和定义的方法,通过它可以枚举(一次获得一个)对象集合中的元素。这个传统接口已被迭代器取代。

Set和List的区别

  1. Set 接口实例存储的是无序的,不重复的数据。List 接口实例存储的是有序的,可以重复的元素。
  2. Set检索效率低下,删除和插入效率高,插入和删除不会引起元素位置改变, 实现类有HashSet,TreeSet。
  3. List和数组类似,可以动态增长,根据实际存储的数据的长度自动增长List的长度。查找元素效率高,插入删除效率低,因为会引起其他元素位置改变, 实现类有ArrayList,LinkedList,Vector。

集合类

java.util包中定义的类,如下所示:

序号 类描述
Vector Vector 该类和ArrayList非常相似,但是该类是同步的,可以用在多线程的情况,该类允许设置默认的增长长度,默认扩容方式为原来的2倍。
Stack Stack 栈是Vector的一个子类,它实现了一个标准的后进先出的栈。
Dictionary Dictionary 字典类是一个抽象类,用来存储键/值对,作用和Map类相似。
Hashtable Hashtable 是 Dictionary(字典) 类的子类。
Properties Properties 继承于 Hashtable,表示一个持久的属性集,属性列表中每个键及其对应值都是一个字符串。
BitSet 一个Bitset类创建一种特殊类型的数组来保存位值。BitSet中数组大小会随需要增加。
AbstractCollection 抽象类, 实现了大部分的集合接口。

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