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1、第第14章章 集合框架集合框架熟悉java2之前的容器类的继承关系,熟练使用其中的类和接口熟悉java集合框架,熟练使用其中的相关类和接口熟练使用集合类的泛型用法我们在解决问题时,通常需要选择一种数据结构本章主要讲述Java技术是如何帮助你建立进行重大编程时所需要的传统数据结构这就是“集合框架”,一个集合就是一组对象的容器14.1 java2之前的容器类之前的容器类左图中两条线分别表示两种不同的数据结构:第1条线:Vector代表线性表结构,特点是元素有序存储,支持下标访问,元素在容器中可重复出现;第2条线:Dictionary代表映射结构,存储的是“健/值对”,特点是无序存储,不支持下标访问
2、,通过健快速映射到值,其中健是唯一的,值可以不唯一,且所有键值不能为null。VectorStackDictionaryHashtableProperties14.1.1 长度和容量的概念长度和容量的概念容量:存储空间的大小,StringBuffer.capacity();长度:实际存储的大小,StringBuffer.length();14.1.2 Enumeration接口接口Enumertation接口提供了一种抽象机制,用于访问任意一个容器中的各个元素;目前这个接口已经基本被Iterator接口替代了。14.2 集合框架概述集合框架概述从图中可以看出,整个集合框架是建立在两个接口之上,
3、它们是Collection和Map,一共包含四种类型的集合,它们是List、Queue、Set、Map;List代表线性表,特点是元素有序存储,支持下标访问,元素在容器中可重复出现;Queue代表队列结构,特点是先进先出,不支持下标访问;Set代表集合结构,特点是无序存储,不支持下标访问,元素在集合中是唯一的;Map代表映射结构,特点是,允许存储null键和null值。IterableCollectionQueueListSetMapIteratorListIterator14.3 集合框架的迭代器集合框架的迭代器Java每个集合都提供了iterator()方法来返回一个迭代器;通过反复调用n
4、ext方法,可以逐个访问集合中的各个元素;如果到了集合尾部,next方法将抛出一个NoSuchElementException异常;由上图可以看出:应该将java迭代器看成是位于各个元素之间的,当调用next方法时,迭代器便越过下一个元素,并返回它刚刚越过的那个元素的引用;当迭代器刚创建时,它位于第一个元素之前,并不指向任何一个元素。14.3.1 Iterator接口接口返回元素迭代器14.3.2 ListIterator 接口接口它是Iterator接口的子接口;除了继承了其父接口的正向遍历方法next外,还提供了反向遍历方法previous;因此它是一个双向迭代器;还提供了add方法添加元
5、素。List a=new LinkedList();a.add(Amy);a.add(Carl);a.add(Erica);Iterator aIter=a.iterator();ListIterator aLIter=a.listIterator();14.4 Collection接口接口Collection接口是集合框架的基础;声明了多数集合类都有的核心方法;因此应当熟悉这些方法;见书或api文档。14.5 List结构结构线性表结构;重载了父接口的add等方法,增加了set、get等方法,以支持下标访问;List中的元素可以重复出现。ListListIteratorQueueAbstra
6、ctListAbstractSequentialListCopyOnWriteArrayListArrayListVectorStackLinkedList14.5.1 Vector类类Vector又称“向量”,实现了一个动态数组的功能。它的特点是:底层以数组实现,支持下标运算,下标从0开始;容易维护元素的顺序,是按添加的顺序进行维护的;所有方法都是同步的,是线程安全的;通常扩展容量的方式是倍增的;与数组的区别:它的容量可变,数组的容量是定的。14.5.2 Stack类类Stack类是实现了标准的后进先出的栈,是Vector的子类;Vector可用的方法,Stack都可用,但实际应用中尽量不使
7、用继承的方法;下标从1开始,栈顶下标为1,栈底下标为size;push是压栈,pop是出栈。栈栈顶栈栈顶数据栈栈顶栈栈顶数据入栈操作 出栈操作 14.5.3 ArrayList类类其特点是:底层是以数组实现的,所以它适合反复遍历,不适合作频繁的元素插入和删除操作;可以动态的增减大小,数组列表以开始的长度创建,当长度超过时,集合自动增加原来容量的50%,删除对象时,集合自动变小;不是同步的。14.5.4 LinkedList类类与ArrayList不同的是:LinkedList是链表结构;因此它的删除、插入方便;底层是双向链表实现的,适合频繁的插入和删除;在JDK5.0中,其实现了Queue接口
8、。链表头部节点数据后继前驱节点数据后继前驱14.5 比较器比较器3.6.1 Comparable接口Comparable接口强行对实现它的每个类的对象进行整体排序;此排序被称为该类的自然排序,其方法被称为它的自然比较方法;实现此接口的对象列表可以通过Arrays.sort,collections.sort等方法进行自动排序,是它们的默认比较器;其方法:public int compareTo(T o);3.6.2 Comparator接口此接口的方法强行对某些对象collection进行整体排序;可以将Comparator作为参数传递给sort方法,从而允许在排序顺序上实现精确控制;还可以使用
9、Comparator来控制TreeSet等数据结构的顺序;其方法:public int compare(T o1,To 2);14.6 Set结构结构Set结构的特点:元素在集合中无序存储;集合中不允许存在相同的元素。SetSortedSetAbstractSetTreeSetHashSetCopyOnWriteArraySetEnumSetE extends EnumLinkedHashSet14.6.1 EnumSetE extends Enum类类EnumSet是与枚举类型一起使用的专用Set实现;由iterator方法返回的迭代器按枚举声明常量的顺序遍历这些元素;可以防止枚举中出现重复
10、值。14.6.2 HashSet类类HashSet创建一个使用哈希表存储的集合;HashSet的特点:它是一种把查找时间看得很重要的Set;集合中元素是无序存放的;所有的键必须覆盖hashCode和equals方法关于hashCode和equals方法:系统在判断是否加入相同对象时,会调用对象的hashCode和equals方法来判断;在Object类中它们返回的或比较的都是对象的内存地址,不能反映它们是否是相同对象,因此都必须覆盖;好的hashCode方法所产生的值应该均匀分布。14.6.3 TreeSet类类实现SortedSet接口,可以实现对集合自动排序,必须满足以下两点中的其一:1、
11、创建集合时不指定比较器时,集合中的对象必须实现Comparable接口,按其指定的方式排序;2、创建集合时指定比较器Comparator,则按指定的比较器的方式排序;注意匿名内部类的使用。14.7 Map结构结构MapMap.EntryAbstractMapWeekHashMapIdentityHashMapEnumMapTreeMapConcurrentHashMapHashMapLinkedHashMapSortedMapConcurrentMapDictionaryHashtableProperties14.7.1 MapMap(映射)是一种把键对象和值对象进行映射的集合,它的每一个元素
12、都包含一对键对象和值对象;向Map集合中加入元素时,必须提供一对键对象和值对象,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.Entry接口是Map的内部接口,它封装了一个key/value,也就是说一个Map.Entry对象就是一个键/值对;在Hashtable中实际上也存在Map.Entry,只不过在Java2之前拿不到它的引用。14.7.2 实现实现Map接口的常用类接口的常用类HashMap是一个基于哈希实现的映射表;TreeMap排序映射表;Properties属性表,不是泛型类:由于文件中的键、值都是String类型,因此用setProperties()和getProperties()方法设置和获取键/值对;