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JAVA (集合和資料結構)

Collection和Collections的區別:

1、java.util.Collection 是一個集合介面。它提供了對集合物件進行基本操作的通用介面方法。Collection介面在Java 類庫中有很多具體的實現。Collection介面的意義是為各種具體的集合提供了最大化的統一操作方式。聲明瞭適用於JAVA集合(只包括Set和List)的通用方法。Set 和List 都繼承了Conllection,Map沒有.

2、java.util.Collections 是一個包裝類。它包含有各種有關集合操作的靜態多型方法。此類不能例項化,就像一個工具類,服務於Java的Collection框架。 

 

JAVA集合主要分為三種類型:Set(集),List(列表),Map(對映)

Set(集):

HashSet類:

Java.util.HashSet類實現了Java.util.Set介面。

它不允許出現重複元素;

不保證和政集合中元素的順序

允許包含值為null的元素,但最多隻能有一個null元素。

TreeSet類:

TreeSet描述的是Set的一種變體——可以實現排序等功能的集合,它在講物件元素新增到集合中時會自動按照某種比較規則將其插入到有序的物件序列中,並保證該集合元素按照“升序”排列。

  Set的功能方法

  Set具有與Collection完全一樣的介面,因此沒有任何額外的功能,不像前面有兩個不同的List。實際上Set就是Collection,只是行為不同。(這是繼承與多型思想的典型應用:表現不同的行為。)Set不儲存重複的元素(至於如何判斷元素相同則較為負責)

  Set : 存入Set的每個元素都必須是唯一的,因為Set不儲存重複元素。加入Set的元素必須定義equals()方法以確保物件的唯一性。Set與Collection有完全一樣的介面。Set介面不保證維護元素的次序。

  HashSet : 為快速查詢設計的Set。存入HashSet的物件必須定義hashCode()。

  TreeSet : 儲存次序的Set, 底層為樹結構。使用它可以從Set中提取有序的序列。

  LinkedHashSet : 具有HashSet的查詢速度,且內部使用連結串列維護元素的順序(插入的次序)。於是在使用迭代器遍歷Set時,結果會按元素插入的次序顯示。

List(列表):

List的特徵是其元素以線性方式儲存,集合中可以存放重複物件。

  List介面主要實現類包括:

  ArrayList() : 代表長度可以改變得陣列。可以對元素進行隨機的訪問,向ArrayList()中插入與與刪除元素的速度慢。

  LinkedList(): 在實現中採用連結串列資料結構。插入和刪除速度快,訪問速度慢。對於List的隨機訪問來說,就是隻隨機來檢索位於特定位置的元素。

  List 的 get(int index) 方法放回集合中由引數index指定的索引位置的物件,下標從“0” 開始。

List的功能方法

  實際上有兩種List: 一種是基本的ArrayList,其優點在於隨機訪問元素,另一種是更強大的LinkedList,它並不是為快速隨機訪問設計的,而是具有一套更通用的方法。

  List : 次序是List最重要的特點:它保證維護元素特定的順序。List為Collection添加了許多方法,使得能夠向List中間插入與移除元素(這隻推薦LinkedList使用。)一個List可以生成ListIterator,使用它可以從兩個方向遍歷List,也可以從List中間插入和移除元素。

  ArrayList : 由陣列實現的List。允許對元素進行快速隨機訪問,但是向List中間插入與移除元素的速度很慢。ListIterator只應該用來由後向前遍歷ArrayList,而不是用來插入和移除元素。因為那比LinkedList開銷要大很多。

  LinkedList : 對順序訪問進行了優化,向List中間插入與刪除的開銷並不大。隨機訪問則相對較慢。(使用ArrayList代替。)還具有下列方法:addFirst(), addLast(), getFirst(), getLast(), removeFirst() 和 removeLast(), 這些方法 (沒有在任何介面或基類中定義過)使得LinkedList可以當作堆疊、佇列和雙向佇列使用。

Map(對映):

  Map 是一種把鍵物件和值物件對映的集合,它的每一個元素都包含一對鍵物件和值物件。

  Map沒有繼承於Collection介面

  從Map集合中檢索元素時,只要給出鍵物件,就會返回對應的值物件。

  Map 的常用方法:

  1 新增,刪除操作:

  Object put(Object key, Object value): 向集合中加入元素

  Object remove(Object key):   刪除與KEY相關的元素

  void putAll(Map t):   將來自特定映像的所有元素新增給該映像

  void clear(): 從映像中刪除所有對映

  2 查詢操作:

  Object get(Object key): 獲得與關鍵字key相關的值

  Map集合中的鍵物件不允許重複,也就說,任意兩個鍵物件通過equals()方法比較的結果都是false.

  但是可以將任意多個鍵獨享對映到同一個值物件上。

Map的功能方法

  方法put(Object key, Object value)新增一個“值”(想要得東西)和與“值”相關聯的“鍵”(key)(使用它來查詢)。方法get(Object key)返回與給定“鍵”相關聯的“值”。可以用containsKey()和containsValue()測試Map中是否包含某個“鍵”或“值”。標準的Java類庫中包含了幾種不同的Map:HashMap, TreeMap, LinkedHashMap, WeakHashMap, IdentityHashMap。它們都有同樣的基本介面Map,但是行為、效率、排序策略、儲存物件的生命週期和判定“鍵”等價的策略等各不相同。

  執行效率是Map的一個大問題。看看get()要做哪些事,就會明白為什麼在ArrayList中搜索“鍵”是相當慢的。而這正是HashMap提高速度的地方。HashMap使用了特殊的值,稱為“雜湊碼”(hash code),來取代對鍵的緩慢搜尋。“雜湊碼”是“相對唯一”用以代表物件的int值,它是通過將該物件的某些資訊進行轉換而生成的。所有Java物件都能產生雜湊碼,因為hashCode()是定義在基類Object中的方法。

  HashMap就是使用物件的hashCode()進行快速查詢的。此方法能夠顯著提高效能。

  Map : 維護“鍵值對”的關聯性,使你可以通過“鍵”查詢“值”

  HashMap : Map基於散列表的實現。插入和查詢“鍵值對”的開銷是固定的。可以通過構造器設定容量capacity和負載因子load factor,以調整容器的效能。

  LinkedHashMap : 類似於HashMap,但是迭代遍歷它時,取得“鍵值對”的順序是其插入次序,或者是最近最少使用(LRU)的次序。只比HashMap慢一點。而在迭代訪問時發而更快,因為它使用連結串列維護內部次序。

  TreeMap : 基於紅黑樹資料結構的實現。檢視“鍵”或“鍵值對”時,它們會被排序(次序由Comparabel或Comparator決定)。TreeMap的特點在於,你得到的結果是經過排序的。TreeMap是唯一的帶有subMap()方法的Map,它可以返回一個子樹。

  WeakHashMap : 弱鍵(weak key)Map,Map中使用的物件也被允許釋放: 這是為解決特殊問題設計的。如果沒有map之外的引用指向某個“鍵”,則此“鍵”可以被垃圾收集器回收。

  IdentifyHashMap : 使用==代替equals()對“鍵”作比較的hash map。專為解決特殊問題而設計

 

        List按物件進入的順序儲存物件,不做排序或編輯操作。Set對每個物件只接受一次,並使用自己內部的排序方法(通常,你只關心某個元素是否屬於Set,而不關心它的順序--否則應該使用List)。Map同樣對每個元素儲存一份,但這是基於"鍵"的,Map也有內建的排序,因而不關心元素新增的順序。如果新增元素的順序對你很重要,應該使用 LinkedHashSet或者LinkedHashMap.  

 

Stack類:

(堆疊)是一種後進先出的模式,只能在棧頭進行插入與刪除操作。繼承了Conllection.

1.  push    把項 壓入棧頂。其作用與 addElement (item ) 相同。引數 item 壓入棧頂的項 。 返回: item 引數 ;

2.  pop ()   移除棧頂物件,並作為函式的值返回該物件。返回:棧頂物件(Vector 物件的中的最後一項)。丟擲異常 : EmptyStackException 如果堆疊式空的......

3.  peek()   檢視棧頂物件而不移除它。。返回:棧頂物件(Vector 物件的中的最後一項)。丟擲異常 : EmptyStackException 如果堆疊式空的 ......

4.  empty  (測試堆疊是否為空。)  當且僅當堆疊中不含任何項時 返回 true,否則 返回 false.

5.  int search  (object o)      返回物件在堆疊中位置, 以 1 為基數, 如果物件 o是棧中的一項,該方法返回距離 棧頂最近的出現位置到棧頂的距離; 棧中最上端項的距離1。 使        用equals 方法比較 o 與 堆疊中的項......   

Queue類:

(佇列)是一種先進先出的模式,只能在隊尾進行插入,在隊頭進行刪除。繼承了Conllection.

1.add        增加一個元索                     如果佇列已滿,則丟擲一個IIIegaISlabEepeplian異常
2.remove   移除並返回佇列頭部的元素    如果佇列為空,則丟擲一個NoSuchElementException異常
3.element  返回佇列頭部的元素             如果佇列為空,則丟擲一個NoSuchElementException異常
4.offer       新增一個元素並返回true       如果佇列已滿,則返回false
5.poll         移除並返問佇列頭部的元素    如果佇列為空,則返回null
6.peek       返回佇列頭部的元素             如果佇列為空,則返回null
7.put         新增一個元素                      如果佇列滿,則阻塞
8.take        移除並返回佇列頭部的元素     如果佇列為空,則阻塞