Java:那些关于集合的知识都在这里了!

前言

  • Java中,集合的使用可谓是重中之重
  • 本文将献上一份 全面 & 详细的Java集合学习攻略,希望您们会喜欢。

目录

《Java:那些关于集合的知识都在这里了!》

1. 简介

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2. 与数组的区别

Java集合 与 常用数组的区别如下:

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3. 集合类型

  • Java集合的类型可分为SetListMapQueue 4种

  • 具体介绍如下

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下面会更加详细地说明

4. 集合继承关系

  • Java集合的根接口 = Collection接口 + Map接口

Java的集合类都实现上述2个接口

其中:

  • ListSetQueue实现了 Collection接口。继承关系如下:

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  • Map 实现了 Map接口 。继承关系如下:

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下面,我将主要介绍 Collection接口 、Map接口 & 其具体集合实现类

5. Collection相关

在本节中,会先介绍Collection接口,再介绍其具体集合实现类(ListSetQueue类)

5.1 Collection 接口

  • 定义
    一个接口,是集合ListSetQueue容器的顶层父接口

  • 包结构

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  • 接口中定义的方法
    主要用于 添加元素、删除元素 等等
Boolean add(Object o); // 向集合中添加一个对象的引用

Boolean remove(Object o); // 从集合中删除一个对象的引用
Void clear();// 删除集合中的所有对象,即不再持有这些对象的引用

Boolean contains(Object o);// 判断在集合中是否持有特定对象
Object[] toArray();// 返回1个数组,该数组包含集合中的所有元素

Iterator iterator(); // 返回1个Iterator对象:用于遍历集合中的元素

Boolean isEmpty();// 判断集合是否为空
Int size();// 返回集合中元素的数目

Boolean equals(Object o); // 对象比较
Int hashCode() ;// 返回hash码 
  • Collections的区别

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附:Collections的使用

// 主要功能有:搜索元素、获取最大最小值、排序集合、对象线程安全化、将1个List所有元素复制到另1个 等
// 1. 获取最大最小值
static T max(Collection<? extends T> coll, Comparator<? super T> comp); 
static T min(Collection<? extends T> coll, Comparator<? super T> comp); 

// 2. 排序 
static void sort(List<T> list, Comparator<? super T> c); 

// 3. 将线程不安全的Collection转为线程安全的Collection 
static Collection<T> synchronizedCollection(Collection<T> c); 
static List<T> synchronizedList(List<T> list); 
static Map<K,V> synchronizedMap(Map<K,V> m); 
static Set<T> synchronizedSet(Set<T> s);

// 交换指定位置的两个元素 
static void swap(List<?> list, int i, int j) 

// 主要操作对象 = 集合类 = `Collection`接口的实现类
List list = new ArrayList(); 
list.add(XXX); 
//··· 
list.add(XXX); 
Collectoions.sort(list);
  • CollectionsArrays 的区别

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下面,我将介绍其具体集合实现类:ListSetQueue

5.2 List 集合

  • 简介

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  • 使用方法
void add(int index, Object element); // 将元素elment插入在集合list的index处
boolean addAll(Collection<? extends E> c);  // 将集合c 中的所有元素都插入到列表中的指定位置index处

E set(int index, E element); // 将集合中index索引处的元素替换成element

Object get(int index); // 返回List集合index索引处的元素
Int indexOf(Object o) ;// 返回集合中元素o的index索引
int lastIndexOf(Object o); // 返回集合中最后一个元素的索引
List subList(int fromIndex,int toIndex);// 返回集合中从索引fromIndex到toIndex索引处的元素集合

Object remove(int index);// 删除集合index索引处的元素

void clear();  // 清空集合
int size();  // 获得集合长度
boolean isEmpty(); // 判断集合是否为空
  • 集合实现类
    List的集合实现类主要包括:VectorArrayListLinkedListStack。具体介绍如下

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  • VectorArrayListLinkedList之间的区别

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5.3 Set 集合

  • 简介

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  • 使用方法
boolean add(E e);  // 添加元素
boolean remove(Object o);  // 删除元素

boolean addAll(Collection<? extends E> c); // 插入集合c 中的所有元素到集合中
boolean removeAll(Collection<?> c);  // 移除原集合中的集合c中的元素

boolean contains(Object o);  // 判断是否包含该元素
boolean containsAll(Collection<?> c);  // 判断是否包含该集合中的元素

Object[] toArray();  // 返回1个数组,该数组包含集合中的所有元素

void clear();  // 清空集合
int size();  // 获得集合长度
boolean isEmpty(); // 判断集合是否为空
  • 集合实现类
    Set的集合实现类主要包括:TreeSetHashSetLinkedHashSet)、EnumSet。具体介绍如下

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5.4 Queue 集合

  • 简介

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  • 使用方法
//插入新元素到队列:插入成功则返回true; 若队列已满,抛出IllegalStateException异常 
boolean add(E e); 
 
//插入新元素到队列,若插入成功则返回true ;若队列已满,返回false,但不抛出异常 
boolean offer(E e); 
 
E remove();  // 返回第1个元素 & 从队列中删除;若队列为空,抛出异常 
E poll();  // 返回第1个元素 & 从队列中删除 ;若队列为空,返回null,但不抛出异常 
E element();  //返回的第1个元素 & 不从队列中删除;若队列为空,则抛异常 
E peek(); // 返回第1元素 & 不从队列中删除;若队列为空,则返回null

// 时间复杂度分析
// 1. 插入方法:offer()、poll()、remove() 、add ()= O(log(n)) 
// 2. 删除方法:remove() 、 contains()  = O(n) 
// 3. 检索方法:peek()、element() 、size() = O(1)


// 使用建议
// 1. 遍历时,若使用但不需删除元素,使用element()、peek()(时间效率高)
// 2. 使用offer()加入元素、poll()取出元素
    // a. 避免使用Collection的add() 、remove()
    // b. 原因 = 通过返回值可判断成功与否,但add()、remove()在失败时会抛出异常

  • 集合实现类
    Queue的集合实现类主要包括:PriorityQueueDueueArrayDequeLinkedList)、PriorityQueueArrayBlockingQueueLinkedBlockingQueue)。具体介绍如下

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至此,关于Collection接口、其具体集合实现类(ListSetQueue类)讲解完毕。总结如下

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6. Map 相关

在本节中,会先介绍Map接口,再介绍其具体集合实现类中最常见的HashMapLinkedHashMapTreeMap

6.1 Map 接口

  • 简介

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注:Map接口 与 Collection 接口无关

  • 包结构

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// 为了更好理解各类的关系,下面附上:各类的定义图
// HashMap 
public class HashMap<K,V> 
    extends AbstractMap<K,V> 
    implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable{} 
 
// LinkedHashMap 
public class LinkedHashMap<K,V> 
    extends HashMap<K,V> 
    implements Map<K,V>{}

// TreeMap 
public class TreeMap<K,V> 
    extends AbstractMap<K,V> 
    implements NavigableMap<K,V>, Cloneable, java.io.Serializable{} 

// Hashtable 
public class Hashtable<K,V> 
    extends Dictionary<K,V> 
    implements Map<K,V>, Cloneable, java.io.Serializable {} 

// ConcurrentHashMap 
public class ConcurrentHashMap<K, V> extends AbstractMap<K, V> 
        implements ConcurrentMap<K, V>, Serializable {} 
  • 接口中定义的方法
Set<K> keySet();  // 单独抽取key序列,将所有key生成一个Set
Collection<V> values();  // 单独value序列,将所有value生成一个Collection
 
V remove(Object key);  // 删除该映射关系
V get(Object key); // 获得指定键的值
V put(K key, V value);  // 添加键值关系
void putAll(Map<? extends K, ? extends V> m);  // 将指定Map中的映射关系 复制到 此Map中

boolean containsKey(Object key); // 若存在该键的映射关系,则返回true
boolean containsValue(Object value);  // 若存在该值的映射关系,则返回true
 
void clear(); // 清除所有映射关系
int size();  // 返回键值关系的数量
boolean isEmpty(); // 若未包含键值关系,则返回true


// Map中还包括1个内部类:Entry
// 该类封装了一个key-value对
// Entry类包含如下方法:
boolean equals(Object o );// 比较指定对象 与 此项 的相等性

K getKey();// 返回 与 此项 对应的键
V getValue();// 返回 与 此项 对应的值

int hashCode();// 返回此映射项的哈希值
V setValue(V value) ;// 使用指定值替换 与 此项对应的值
  • Set集合、List集合的关系

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下面,我将介绍其具体集合实现类中最常见的HashMapLinkedHashMapTreeMap

6.2 HashMap

  • 类定义
public class HashMap<K,V>
         extends AbstractMap<K,V> 
         implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable
  • 主要介绍

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关于其更加具体介绍 & 源码分析,请看文章:

注:HashMap 的实现在 JDK 1.7JDK 1.8 差别较大,建议一同查看

6.3 LinkedHashMap

  • 类定义
public class LinkedHashMap<K,V> 
    extends HashMap<K,V> 
    implements Map<K,V>{}
  • 简介

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6.4 TreeMap

  • 类定义
public class TreeMap<K,V> 
    extends AbstractMap<K,V> 
    implements NavigableMap<K,V>, Cloneable, java.io.Serializable{} 
  • 简介

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  • 关于排序方式 & 判断相等的标准

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6.5 相关子类比较

  • HashMapLinkedHashMapTreeMap的区别
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  • HashMapHashtable 的区别

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  • HashMapConcurrentHashMap 的区别

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至此,关于Java集合的相关内容(ColletcionMap接口 & 其相关实现子类)讲解完毕。

7. 总结

  • 本文主要讲解了Java集合的相关内容,包括Colletcion 接口、Map接口 & 其相关实现子类),具体总结如下:

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    原文作者:HashMap源码分析
    原文地址: https://juejin.im/entry/5c16f66ae51d45607a5bfdaa
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