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Java集合体系简介

Java集合体系简介

作者: InitialX | 来源:发表于2016-09-12 14:54 被阅读307次

    I. 第一部分:常见数据结构

    首先简单在说下数据结构.
    什么是数据结构?数据结构就是组织数据的方式.
    常见的数据结构:栈,堆,树,图,数组,队列,链表.

    这里主要介绍与java集合体系相关的栈、数组和链表.

    特点:压栈弹栈,先进后出. 
    如:手枪弹夹装弹过程,最先压入的子弹在最下面,装弹时,最先进入枪膛的时,最后压入弹夹的子弹.```
    
    ######队列
    

    特点:先进先出.
    如:子弹射出的过程,先进入枪膛的子弹最先被射出.

    
    ######数组
    

    概述:用来存储同一种类型元素的容器。
    特点:在内存中是连续的,每个元素都有编号(从0开始的),方便获取。但增删就比较麻烦,需要将目标位置后的所有数据后移.
    查询快,增删慢.

    ######链表
    

    概述:把一些结点通过链子连接起来的数据结构。每个结点由地址域和数值域组成.
    特点:增删快,查询慢.

    ----
    ####II. 第二部分:Java中的Collection(集合)体系
    
    ![图片取自:http://blog.csdn.net/jiuqiyuliang,感谢作者.](https://img.haomeiwen.com/i2971338/44c878dcbb2a24e3.png?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)
    
    #####2.1 集合体系概览:
    集合体系分为4大块:
    
    

    Collection接口:
    Collection是最基本集合接口,它定义了一组允许重复的对象.
    它有两个子接口:List和Set.
    1. List下3个实现类:ArrayList, LinkedList, Vector.
    2. Set下2个实现类:HashSet, TreeSet.

    
    

    Map接口:
    该接口描述了从不重复的键到值的映射。Map接口用于维护键/值对.
    特征:它描述了从不重复的键到值的映射.
    两个重要的实现类:HashMap和TreeMap.
    1.HashMap,中文叫散列表,基于哈希表实现,特点就是键值对的映射关系。一个key对应一个Value。HashMap中元素的排列顺序是不固定的。更加适合于对元素进行插入、删除和定位。
    2.TreeMap,基于红黑书实现。TreeMap中的元素保持着某种固定的顺序。更加适合于对元素的顺序遍历。

    
    

    Comaprable接口:
    Comparable可以用于比较的实现,实现了Comparable接口的类可以通过实现comparaTo方法从而确定该类对象的排序方式。

    
    

    Iterator接口:
    用于循环访问集合中的对象。
    所有实现了Collection接口的容器类都有iterator方法,用于返回一个实Iterator接口的对象。
    Iterator对象称作迭代器,Iterator接口方法能以迭代方式逐个访问集合中各个元素,并可以从Collection中除去适当的元素。

    
    ***
    #####2.2 Collection的接口概览(List 和 Set)
    ---
    ######2.2.1 List接口
    
    三个子类:
    

    ArrayList
    底层数据结构是数组,查询快,增删慢。
    线程不安全(不同步),效率高。

    
    

    -Vector
    底层数据结构是数组,查询快,增删慢。
    线程安全,效率低。
    特有功能:
    添加:
    void addElement(Object obj);
    获取:
    Object elementAt(int index);
    Enumeration elements(); //它返回此向量的组件的枚举,类似于迭代器Iterator
    boolean hasMoreElements() //类似于hasNext()
    Object nextElement(); //类似于next();

    
    

    -LinkedList
    底层数据结构是链表,增删快,查询慢。
    线程不安全的,效率高。
    特有方法:
    添加:
    void addFirst(Object obj);//头部添加元素
    void addLast(Object obj);//尾部添加元素
    获取:
    Object getFirst();//获取头部元素
    Object getLast();//获取尾部元素
    删除:
    Object removeFirst();//移除头部元素
    Object removeLast();//移除尾部元素

    
    

    问:以后用List体系的那个子类?

    看是否考虑安全。
    安全:用Vector
    不安全:继续考虑是查询多还是增删多
    查询多:ArrayList
    增删多:LinkedList
    什么都不知道,用ArrayList。

    练习题:

    1.一个字符串集合ArrayList中含有如下元素:hello, world, java, hello, .net, java, php, ios, java, android,world。要求编写程序,获得一个没有重复元素的新集合。

    思路:

    1、创建两个集合对象,A,B。
    2、把字符串添加到集合A中。
    3、遍历集合A,并且判断集合B中是否包含A集合当前遍历到的元素。
    4、如果包含,不添加,如果不包含,就将该元素添加到集合B中。
    5、迭代结束后,集合B中存的就是去重后的元素。

    
    
    ######练习题
    

    请用LinkedList来模拟栈的数据结构。

    刚我们知道栈的结构为:先进后出.
    咱们可以使用LinkedList集合,对这个类进行包装来实现先进先出的效果,但不能直接使用它。
    具体实现时,先往集合里添加一个新数据,add(); 取自己写类,对LinkedList进行封装:

    1、需要提供添加元素的方法add() //内部封装的是:addFirst()
    2、需要提供获取元素的方法get(int index) //内部封装的是:List体系的get(int index)方法
    3、需要提供获取集合长度的方法size() //内部分装的是:LinkedList的size()方法

    以后遇到类似的题,怎么做?

    解题思路:
    1、分析要模拟的数据结构的特点。
    2、对可用的类进行包装,然后提供对应的方法就可以了。

    ----
    #####2.2 Set集合
    set集合的特点: 无序,唯一
    
    ######2.2.1 HashSet集合
    A:底层数据结构是哈希表(是一个元素为链表的数组)
    B:哈希表底层依赖两个方法:hashCode()和equals()
    
    如何保证元素唯一性?
    `由hashCode()和equals()保证的,先调用hashCode()在调用equals().`
    
    执行顺序:
    

    首先比较哈希值是否相同:
    若相同:
    继续执行equals()方法;
    -返回true:元素重复了,不添加;
    -返回false:直接把元素添加到集合;
    若不同:
    就直接把元素添加到集合;

    
    ######2.2.2 TreeSet集合
    A:底层数据结构是红黑树(是一个自平衡的二叉树)
    B:保证元素的排序方式
    
    排序方法:
    a:自然排序(元素具备比较性):让元素所属的类实现Comparable接口.
    b:比较器排序(集合具备比较性):让集合构造方法接收Comparator的实现类对象
    
    ---
    #####2.3 Map接口概览
           Map也是接口,但没有继承Collection接口。该接口描述了从不重复的键到值的映射。Map接口用于维护键/值对(key/value pairs)。
           特征:它描述了从不重复的键到值的映射。
           两个重要的实现类:HashMap和TreeMap
           1.HashMap,中文叫散列表,基于哈希表实现,特点就是键值对的映射关系。一个key对应一个Value。HashMap中元素的排列顺序是不固定的。更加适合于对元素进行插入、删除和定位。
           2.TreeMap,基于红黑书实现。TreeMap中的元素保持着某种固定的顺序。更加适合于对元素的顺序遍历。
    
    
    ---
    ####总结
    ######|-List
    有序,可重复
      |--ArrayList
      ` 底层数据结构是数组,查询快,增删慢.`
      `线程不安全,效率高.`
      |--Vector
    ` 底层数据结构是数组,查询快,增删慢.`
    `线程安全,效率低.`
    |--LinkedList
    `底层数据结构是链表,查询慢,增删快.`
    `线程不安全,效率高.`
    
    ######|-Set
    无序,唯一
    |--HashSet
    `底层数据结构是哈希表.`
    `保证元素唯一性: 依赖两个方法:hashCode()和equals().`
    |--LinkedHashSet
    `底层数据结构是链表和哈希表`
    `由链表保证元素有序`
    `由哈希表保证元素唯一`
    |--TreeSet
    `底层数据结构是红黑树。`
    `如何保证元素排序? 自然排序; 比较器排序.`
    `如何保证元素唯一性的呢? 根据比较的返回值是否是0来决定.`
    
    4:针对Collection集合我们到底使用谁?
    `唯一么? 是:Set; 否:List.`
    
    `若用Set:
      排序么? 是:TreeSet; 否:HashSet.
      如果知道是Set,但是不知道是哪个Set,就用HashSet.
      要安全吗?是:Vector; 否:ArrayList或者LinkedList.
    `
    
    `
    若用List:
      查询多:ArrayList
      增删多:LinkedList
      如果你知道是List,但是不知道是哪个List,就用ArrayList.
    `
    
    `如果你知道是Collection集合,但是不知道使用谁,就用ArrayList。`
    如果你知道用集合,就用ArrayList。
    
    5:在集合中常见的数据结构(掌握)
    `ArrayXxx:底层数据结构是数组,查询快,增删慢;
    LinkedXxx:底层数据结构是链表,查询慢,增删快;
    HashXxx:底层数据结构是哈希表。依赖两个方法:hashCode()和equals();
    TreeXxx:底层数据结构是二叉树。两种方式排序:自然排序和比较器排序;
    `

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