2020 10.9曾宇欣

集合容器概述

什么是集合

集合框架:用于存储数据的容器。

集合框架是为表示和操作集合而规定的一种统一的标准的体系结构。
任何集合框架都包含三大块内容:对外的接口、接口的实现和对集合运算的算法。

接口:表示集合的抽象数据类型。接口允许我们操作集合时不必关注具体实现,从而达到“多态”。在面向对象编程语言中,接口通常用来形成规范。

实现:集合接口的具体实现,是重用性很高的数据结构。

算法:在一个实现了某个集合框架中的接口的对象身上完成某种有用的计算的方法,例如查找、排序等。这些算法通常是多态的,因为相同的方法可以在同一个接口被多个类实现时有不同的表现。事实上,算法是可复用的函数。
它减少了程序设计的辛劳。

集合框架通过提供有用的数据结构和算法使你能集中注意力于你的程序的重要部分上,而不是为了让程序能正常运转而将注意力于低层设计上。
通过这些在无关API之间的简易的互用性,使你免除了为改编对象或转换代码以便联合这些API而去写大量的代码。 它提高了程序速度和质量。

集合的特点

集合的特点主要有如下两点:

  • 对象封装数据,对象多了也需要存储。集合用于存储对象。
  • 对象的个数确定可以使用数组,对象的个数不确定的可以用集合。因为集合是可变长度的。

集合和数组的区别

  • 数组是固定长度的;集合可变长度的。
  • 数组可以存储基本数据类型,也可以存储引用数据类型;集合只能存储引用数据类型。
  • 数组存储的元素必须是同一个数据类型;集合存储的对象可以是不同数据类型。

数据结构:就是容器中存储数据的方式。

对于集合容器,有很多种。因为每一个容器的自身特点不同,其实原理在于每个容器的内部数据结构不同。

集合容器在不断向上抽取过程中,出现了集合体系。在使用一个体系的原则:参阅顶层内容。建立底层对象。

使用集合框架的好处

  1. 容量自增长;
  2. 提供了高性能的数据结构和算法,使编码更轻松,提高了程序速度和质量;
  3. 允许不同 API 之间的互操作,API之间可以来回传递集合;
  4. 可以方便地扩展或改写集合,提高代码复用性和可操作性。
  5. 通过使用JDK自带的集合类,可以降低代码维护和学习新API成本。

常用的集合类有哪些?

Map接口和Collection接口是所有集合框架的父接口:

  1. Collection接口的子接口包括:Set接口和List接口
  2. Map接口的实现类主要有:HashMap、TreeMap、Hashtable、ConcurrentHashMap以及Properties等
  3. Set接口的实现类主要有:HashSet、TreeSet、LinkedHashSet等
  4. List接口的实现类主要有:ArrayList、LinkedList、Stack以及Vector等

List,Set,Map三者的区别?List、Set、Map 是否继承自 Collection 接口?List、Map、Set 三个接口存取元素时,各有什么特点?

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Java 容器分为 Collection 和 Map 两大类,Collection集合的子接口有Set、List、Queue三种子接口。我们比较常用的是Set、List,Map接口不是collection的子接口。

Collection集合主要有List和Set两大接口

  • List:一个有序(元素存入集合的顺序和取出的顺序一致)容器,元素可以重复,可以插入多个null元素,元素都有索引。常用的实现类有 ArrayList、LinkedList 和 Vector。
  • Set:一个无序(存入和取出顺序有可能不一致)容器,不可以存储重复元素,只允许存入一个null元素,必须保证元素唯一性。Set 接口常用实现类是 HashSet、LinkedHashSet 以及 TreeSet。

Map是一个键值对集合,存储键、值和之间的映射。 Key无序,唯一;value 不要求有序,允许重复。Map没有继承于Collection接口,从Map集合中检索元素时,只要给出键对象,就会返回对应的值对象。

Map 的常用实现类:HashMap、TreeMap、HashTable、LinkedHashMap、ConcurrentHashMap

集合框架底层数据结构

Collection

  1. List

  • Arraylist: Object数组
  • Vector: Object数组
  • LinkedList: 双向循环链表

  1. Set

  • HashSet(无序,唯一):基于 HashMap 实现的,底层采用 HashMap 来保存元素
  • LinkedHashSet: LinkedHashSet 继承与 HashSet,并且其内部是通过 LinkedHashMap 来实现的。有点类似于我们之前说的LinkedHashMap 其内部是基于 Hashmap 实现一样,不过还是有一点点区别的。
  • TreeSet(有序,唯一): 红黑树(自平衡的排序二叉树。)

Map

  • HashMap: JDK1.8之前HashMap由数组+链表组成的,数组是HashMap的主体,链表则是主要为了解决哈希冲突而存在的(“拉链法”解决冲突).JDK1.8以后在解决哈希冲突时有了较大的变化,当链表长度大于阈值(默认为8)时,将链表转化为红黑树,以减少搜索时间
  • LinkedHashMap:LinkedHashMap 继承自 HashMap,所以它的底层仍然是基于拉链式散列结构即由数组和链表或红黑树组成。另外,LinkedHashMap 在上面结构的基础上,增加了一条双向链表,使得上面的结构可以保持键值对的插入顺序。同时通过对链表进行相应的操作,实现了访问顺序相关逻辑。
  • HashTable: 数组+链表组成的,数组是 HashMap 的主体,链表则是主要为了解决哈希冲突而存在的
  • TreeMap: 红黑树(自平衡的排序二叉树)

心得体会:

​ 对于集合的理解逐渐的加深,但对于集合的运用还需要多练习。

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