Java 集合框架

早在 Java 2中之前,Java 就提供了特设类。比如:Dictionary, Vector, Stack, 和 Properties 这些类用来存储和操作对象组。

虽然这些类都非常有用,但是它们缺少一个核心的,统一的主题。由于这个原因,使用Vector 类的方式和使用 Properties 类的方式有着很大不同。

集合框架被设计成要满足以下几个目标。

  • 该框架必须是高性能的。基本集合(动态数组,链表,树,哈希表)的实现也必须是高效的。
  • 该框架允许不同类型的集合,以类似的方式工作,具有高度的互操作性。
  • 对一个集合的扩展和适应必须是简单的。

为此,整个集合框架就围绕一组标准接口而设计。你可以直接使用这些接口的标准实现,诸如: LinkedList, HashSet, 和 TreeSet 等,除此之外你也可以通过这些接口实现自己的集合。

从上面的集合框架图可以看到,Java 集合框架主要包括两种类型的容器,一种是集合(Collection),存储一个元素集合,另一种是图(Map),存储键/值对映射。

Collection 接口又有 3 种子类型,ListSetQueue,再下面是一些抽象类,最后是具体实现类,常用的有 ArrayListLinkedListHashSetLinkedHashSetHashMapLinkedHashMap等等。

集合框架是一个用来代表和操纵集合的统一架构。所有的集合框架都包含如下内容:

  • 接口: 是代表集合的抽象数据类型。例如 CollectionListSetMap等。之所以定义多个接口,是为了以不同的方式操作集合对象
  • 实现(类): 是集合接口的具体实现。从本质上讲,它们是可重复使用的数据结构,例如:ArrayListLinkedListHashSetHashMap
  • 算法: 是实现集合接口的对象里的方法执行的一些有用的计算,例如:搜索和排序。这些算法被称为多态,那是因为相同的方法可以在相似的接口上有着不同的实现。

除了集合,该框架也定义了几个 Map接口和类。Map 里存储的是键/值对。尽管Map不是集合,但是它们完全整合在集合中。

集合框架体系如图所示

Java 集合框架提供了一套性能优良,使用方便的接口和类,java集合框架位于java.util包中, 所以当使用集合框架的时候需要进行导包。

集合接口

集合框架定义了一些接口。本节提供了每个接口的概述:

序号 接口描述
1 Collection 接口
- Collection 是最基本的集合接口,一个 Collection 代表一组 Object,即 Collection 的元素, Java不提供直接继承自Collection的类,只提供继承于的子接口(如List和set)。
- Collection 接口存储一组不唯一,无序的对象。
2 List 接口
- List接口是一个有序的 Collection,使用此接口能够精确的控制每个元素插入的位置,能够通过索引(元素在List中位置,类似于数组的下标)来访问List中的元素,第一个元素的索引为 0,而且允许有相同的元素。
- List 接口存储一组不唯一,有序(插入顺序)的对象。
3 Set
- Set 具有与 Collection 完全一样的接口,只是行为上不同,Set 不保存重复的元素。
- Set 接口存储一组唯一,无序的对象。
4 SortedSet
- 继承于Set保存有序的集合。
5 Map
- Map 接口存储一组键值对象,提供key(键)到value(值)的映射。
6 Map.Entry
- 描述在一个Map中的一个元素(键/值对)。是一个Map的内部类。
7 SortedMap
- 继承于 Map,使 Key 保持在升序排列。
8 Enumeration
- 这是一个传统的接口和定义的方法,通过它可以枚举(一次获得一个)对象集合中的元素。这个传统接口已被迭代器取代。

Set和List的区别

  • Set接口实例存储的是无序的,不重复的数据。List接口实例存储的是有序的,可以重复的元素。
  • Set检索效率低下,删除和插入效率高,插入和删除不会引起元素位置改变 <实现类有HashSet,TreeSet>。
  • List和数组类似,可以动态增长,根据实际存储的数据的长度自动增长List的长度。查找元素效率高,插入删除效率低,因为会引起其他元素位置改变 <实现类有ArrayList,LinkedList,Vector> 。