Java 集合
Java 集合
1 概念
容器概念
容器,就是可以容纳其他 Java 对象的对象。Java Collections Framework(JCF)
为 Java 开发者提供了通用的容器,其始于 JDK 1.2,优点是:
- 降低编程难度。
- 提高程序性能。
- 提高 API 间的互操作性。
- 降低学习难度。
- 降低设计和实现相关 API 的难度。
- 增加程序的重用性。
Java 容器里只能放对象,对于基本类型(int, long, float, double 等),需要将其包装成对象类型后(Integer, Long, Float, Double 等)才能放到容器里。很多时候拆包装和解包装能够自动完成。这虽然会导致额外的性能和空间开销,但简化了设计和编程。
容器相关接口
- java.util.Enumeration 只提供了遍历
Vector
和Hashtable
(及子类Properties
)类型集合元素的功能,不支持元素的移除操作。 - java.util.RandomAccess 表示实现了这个接口的集合是支持 "快速随机访问" 策略。
- JavaLangAccess
- SharedSecrets。
要点内容
- 常用的容器有哪些,相应的数据结构是什么。
- 以下容器的一些特性需要有一定的了解。
- 容器的基本操作。如 CRUD、构造方法、扩容的逻辑以及对应的时间复杂度和空间复杂度。
- 一些特性。如插入有序、数据有序,并发支持。
2 集合
Java 中的集合主要是 Collection、Map。
Collection
Collection 存储着对象的集合,其主要有以下的数据子类型:
List 和 Queue 简述,以及类图
List 和 Queue 的主要类图如下:
List 常用容器简述
- ArrayList:顺序容器,基于动态数组实现,线程不安全。
- Vector:顺序容器,和 ArrayList 类似,但它是线程安全的。
- LinkedList:顺序容器,基于双向链表实现,只能顺序访问,但是可以快速地在链表中间插入和删除元素。不仅如此,LinkedList 还可以用作栈、队列和双向队列。
- CopyOnWriteArrayList。
- Stack:首选 ArrayDeque,它有着比 LinkedList (当作栈或队列使用时)有着更好的性能。
Queue 常用容器简述
- Deque:双向队列,可替换栈功能。
- LinkedList:可以用它来实现双向队列。
- PriorityQueue:基于堆结构实现,可以用它来实现优先队列。
- DelayQueue。
- ArrayBlockingQueue。
- LinkedBlockingDeque。
- SynchronousQueue。
- PriorityBlockingQueue。
- ArrayDeque。
- LinkedTransferQueue。
Set 简述,以及类图
Set 常用容器简述
- HashSet:基于哈希表实现,支持快速查找,但不支持有序性操作。并且失去了元素的插入顺序信息,也就是说使用 Iterator 遍历 HashSet 得到的结果是不确定的。
- TreeSet:基于红黑树实现,支持有序性操作,例如根据一个范围查找元素的操作。但是查找效率不如 HashSet,HashSet 查找的时间复杂度为 O(1),TreeSet 则为 O(logN)。
- LinkedHashSet:具有 HashSet 的查找效率,且内部使用双向链表维护元素的插入顺序。
- CopyOnWriteArraySet。
- ConcurrentSkipListSet。
Map 简述,以及类图
Map 存储着键值对(两个对象)的映射表。主要类图如下:
Map 常用容器简述
- HashMap:基于哈希表实现。
- HashTable:和 HashMap 类似,但它是线程安全的,这意味着同一时刻多个线程可以同时写入 HashTable 并且不会导致数据不一致。它是遗留类,不应该去使用它。现在可以使用 ConcurrentHashMap 来支持线程安全,并且 ConcurrentHashMap 的效率会更高,因为 ConcurrentHashMap 引入了分段锁。
- LinkedHashMap:使用双向链表来维护元素的顺序,顺序为插入顺序或者最近最少使用(LRU)顺序。
- ConcurrentHashMap:HashMap 的一个线程安全的、支持高效并发的版本。
- TreeMap:基于红黑树实现。
- ConcurrentSkipListMap。
- EnumMap。
- IdentityHashMap。
- WeakHashMap。
集合工具
- Arrays。
- Collections。