Java集合框架

　　在Java语言中，Java语言的设计者对常用的数据结构和算法做了一些规范（接口）和实现（具体实现接口的类）。所有抽象出来的数据结构和操作（算法）统称为Java集合框架（Java Collection Framework）。

    Java程序员在具体应用时，不必考虑数据结构和算法实现细节，只需要用这些类创建出来一些对象，然后直接应用就可以了。这样就大大提高了编程效率。

   Java类集框架的优势：

        1) 这种框架是高性能的。对基本类集（动态数组，链接表，树和散列表）的实现是高效率的。一般很少需要人工去对这些“数据引擎”编写代码（如果有的话）。

        2) 框架允许不同类型的类集以相同的方式和高度互操作方式工作。

        3) 类集是容易扩展和/或修改的。为了实现这一目标，类集框架被设计成包含一组标准的接口。对这些接口，提供了几个标准的实现工具（例如LinkedList，HashSet和 TreeSet），通常就是这样使用的。如果你愿意的话，也可以实现你自己的类集。为了方便起见，创建用于各种特殊目的的实现工具。一部分工具可以使你自己的类集 实现更加容易。

        4) 增加了允许将标准数组融合到类集框架中的机制。

　　java集合框架整体结构如下图所示：

 

　　


 　　集合框架概述：

　　java中集合类集定义在java.util包下，Collection接口是构造类集框架的基础，它声明所有类集将拥有的核心方法。

　　最常用的接口有：
List——有序集合
Set——无序集合
Map——映射关系的集合数据结构

　　另外还有Queue接口，它提供了基于队列的集合体系。每种集合都可以理解为用来在内存中存放一组对象的某种”容器“。
　　集合框架详解

　　Collection接口：

　　　　Collection是java集合框架最基本的接口。所有实现Collection接口的类都必须提供两个标准的构造函数，无参的构造函数用于创建一个空的Collection，有一个Collection参数的构造函数用于创建一　　个新的Collection，与传入的Collection有相同的元素。

　　　　遍历集合使用迭代器。例如：

Interator it=collection.interator();//得到集合的迭代器
while(it,hasNext()){
Object obj=ir.next();//得到下一个对象
}

　　Collection派生的常用子接口有List，Set，Queue。

　　Collections是集合类，提供了很多静态方法来管理集合。

　　Collection常用方法如下所示：　　


COllection方法

 

　　List接口：

　　List是有序集合，可以对列表中的每个元素的插入位置进行精确的控制，用户可以根据索引进行访问。List允许重复元素，即满足e1.equals(e2);

　　List除了Collection必备的iterator方法外，还有一个ListIterator方法。与标准的Iterator接口相比，ListIterator多了一些方法，允许添加，删除，修改元素，以及前后遍历。

　　实现List接口的常用类有：LinkedList,ArrayList,Vector,Stack。

　　List接口常用方法如下所示：


List接口方法

　　ArrayList类：

　　ArrayList实现了可变大小的数组，允许所有元素（包括null），允许元素重复，ArrayList没有实现线程同步。

　　ArrayList使用一个内置的数组来存储元素，每个ArrayList实例都有一个初始容量（Capacity）10，容量可以随着添加新元素而不断增长，公式如下：Capacity=（Capacity*3）/2+1，每次增长容量50%。在插入大量元素前，可以调用ensureCapacity方法来增加ArrayList容量，以提高插入效率。

　　对数组进行重新分配大小时，会导致性能下降，（当有大量元素时）会浪费大量存储空间。如果我们知道有多少元素，可以通过构造函数指定容量。我们也可以使用trimToSize方法在ArrayList重新分配容量后去掉浪费的存储空间。

　　LinkedList类：

　　LinkedList是List接口的链表实现，允许所有元素（包括null），允许元素重复，ArrayList没有实现线程同步。

　　LinkedList在列表的开头和结尾提供了额外的get，remove和insert方法，这些操作将允许列表用作堆栈（Stack），队列（Queue）或双端队列（Deque）。

　　LinkedList实现了Queue接口，提供了add，pull等方法供队列操作。

　　LinkedList没有实现同步，但可以在创建时实现一个同步列表，例如：

　  List list=Collections.synchronizedList(new LinkedList());

　　LinkedList方法如下所示：


View
Code

　　Vector类：

　　Vector类十余ArrayL，但Vector是线程同步的。当一个Iterator被创建而且正在使用时，另外一个线程改变了vector的状态。这时调用Iterator的方法，将抛出ConcurrentModificationException异常，因此必须捕获异常。

　　Vector方法：


Vector方法

 

　　Stack类：

　　Stack类继承自Vector，他实现了一个先进后出的栈。Stack提供了五个额外的方法使得Vector被当做堆栈使用，push,pop,peek,search,empty。

　　Stack方法：


Stack方法

 

　　Set接口：

　　Set是无序集合，不包括重复元素，及e1.equals(e2)==false，最多含有一个null。

　　常用的子类有HashSet，TreeSet。

     Set接口方法列表如下所示：　　


Set方法列表

 

　　HashSet类：

　　HashSet实现Set接口，由哈希表支持（实际上是一个HashMap实例），不保证集合的迭代顺序，它是基于HashMap实现，底层使用HashMap保存所有元素，基本上都是直接调用底层HashMap的相关方法实现。

　　HashSet方法：


HashSet方法

　　Map接口：

　　Map接口没有继承Collection接口，Map提供Key到value的关系映射。Map中不能含有重复的Key，每个key只能映射一个value。Map是Dictionary（字典）的替代品，Map提供了三种集合视图：键集，值集和键值映射关系集的形式来查看映射的内容。

　　常用的子类有：HashMap。TreeMap，子接口有SortedMap。

　　方法列表：


Map方法

　　HashMap类：

　　基于哈希表的Map接口实现，非线程同步，提供所有可选的映射操作，允许null键值，不保证映射顺序。

　　TreeMap：

　　基于红黑树的SortedMap接口实现，保证映射按照升序排列关键字，根据使用的构造方法不同，可能会按不同的方法排序。


TreeMap方法

 

　　HashTable：

　　不允许null键值，线程同步，其他类似于HashMap。

 

　　总结：

　　如果涉及到堆栈，队列等操作，应该考虑用List，对于需要快速插入，删除元素，应该使用LinkedList，如果需要快速随机访问元素， 

应该使用ArrayList。  

　　如果程序在单线程环境中，或者访问仅仅在一个线程中进行，考虑非同步的类，其效率较高，如果多个线程可能同时操作一个类，应该 

使用同步的类。  

　　要特别注意对哈希表的操作，作为key的对象要正确复写equals和hashCode方法。  

　　尽量返回接口而非实际的类型，如返回List而非ArrayList，这样如果以后需要将ArrayList换成LinkedList时，客户端代码不用改变。 

这就是针对抽象编程