Java集合容器类

时间:2022-12-15 18:53:05

一、Collection & Collections

首先,Collection和Collections是两个不同的概念。Collection是容器层次结构中的根接口,而Collections是一个提供一些处理容器类静态方法的类。

JDK不提供Collection接口的具体是夏安,而是提供了更加具体的子接口(如Set和List)实现。

问:Collection接口有何作用?

答:所有容器的实现类(如ArrayList实现了List接口,HashSet实现了Set接口)提供了两个“标准”的构造函数来实现:1、一个无参的构造方法(void);  2、一个带有Collection类型单参数构造方法,用于创建一个具有其参数相同元素的新的Collection及其实现类等。实际上:因为所有通用的容器类遵从Collection接口,用第二种构造方法是允许容器之间相互复制。

二、Collection的类层次结构

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1、Set 一个不包括重复元素(包括可变对象)的Collection,是一种无序的集合。Set不包含满足 a.equals(b) 的元素对a和b,并且最多有一个null。实现Set的接口有: EnumSet、HashSet、TreeSet等。

2、List 一个有序的Collection(也称序列),元素可以重复。确切地说,列表通常允许满足e1.equas(e2)的元素对e1和e2,并且如果列表本身允许null元素的话,通常允许多个null元素。实现List的有:ArrayList、LinkedList、Vector、Stack等。

3、Queue 一种队列是双端队列,支持在头、尾两端插入和移除元素,主要包括:ArrayDeque、LinkedBlockingDeque、LinkedList。另一种是阻塞式队列,队列满了以后再插入于是怒就会抛出异常,主要包括ArrayBloakQueue、ProrityBlockingQueue、LinkedBlockingQueue。

三、Map类的层次结构

Map是一个键值对的集合,也就是说,一个映射不能包含重复的键,每个键最多映射到一个值。

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四、容器接口

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五、面试问题总结

(一)Vector和ArrayList

1、Vector是线程同步的,所以它也是线程安全的,而ArrayList是线程异步的,是不安全的。如果不考虑到线程的安全因素,一般用ArrayList效率比较高。

2、如果集合中的元素的数目大于目前数组的长度时,Vector增长率为目前数组长度的100%,而ArrayList增长率为目前数组长度的50%。如果在集合中使用数据量较大的数据,用Vector有一定的优势。

3、如果查找一个指定位置的数据,Vector和ArrayList使用的时间是相同的,都是O(1),这个时候使用Vector和ArrayList都可以,而如果移动一个指定位置的数据花费的时间为O(n-i),n为总长度,这个时候就应考虑到使用LinkedList,因为它移动一个指定位置的数据所花费时间为O(1),而查询一个指定位置的数据时花费的时间为O(i)。

->  ArrayList和Vector是采用数组方式存储数据,此数组元素数大于实际存储的数据以便增加和插入元素,都允许直接序号索引匀速,但是插入数据要涉及到数组元素移动等内存操作,所以索引数据快,插入数据慢,Vector由于使用了synchronized方法(线程安全),所以性能上比ArrayList要差,LinkedList使用双向链表实现存储,按序号索引数据需要进行向前或向后遍历,但是插入数据时只需要记录本项的前后项即可,所以插入速度较快!

(二)ArrayList和LinkedList

1、ArrayList是实现了基于动态数组的数据结构,LinkedList基于链表的数据结构。

2、对于随机访问get和set,ArrayList觉得优于LinkedList,因为LinkedList要移动指针。

3、对于新增和删除操作add/remove,LinkedList比较占优势,因为ArrayList要移动指针。

-> 注:若只对单条数据插入或删除,ArrayList的速度反而由于LinkedList。但若是批量随机的插入删除数据,ArrayList的速度反而优于LinkedList。但若是批量随机的插入删除数据,LinkedList的速度大大优于ArrayList,因为ArrayList每插入一条数据,要移动插入点及之后的所有数据。

(三)HashMap和TreeMap

1、HashMap通过hashcode对其内容进行快速查找,而TreeMap中所有的元素都保持着某种固定的顺序。如果你需要得到一个有序的结果就应该选择TreeMap(HashMap中元素的排列顺序是不固定的)。两种常规的Map实现:HashMap和TreeMap(TreeMap实现SortedMap接口)。

2、在Map中插入、删除和查找元素,HashMap是最好的选择。但若按照自然顺序或自定义顺序遍历Key键,那么TreeMap会更好。使用HashMap要求添加的键类明确定义了hashCode() 和 equals() 的实现。这个TreeMap没有调优选项,因为树总处于平衡状态。

(四)HashMap和HashTable

1、历史原因:HashTable是基于陈旧的Dictionary类的,HashMap是Java1.2引进的Map接口的一个实现。

2、同步性:Hashtable是线程安全的,也就是说是同步的,而HashMap是线程不安全的,是异步的。

3、值:只有HashMap可以让你将控制null作为一个表的条目的key或value。

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