Java Collections

应用场景

• 无法预测存储数据的数量
• 同时存储具有一对一关系的数据
• 需要进行数据的增删
• 数据重复的问题

集合框架的体系结构

Collection - 类的对象

• List
  • ArrayList
• Queue
  • LinkedList
• Set
  • HashSet

Map - key value pairs

• HashMap

List

• List是元素有序并且可以重复的集合，成为序列
• List可以精确的控制每个元素的插入位置，或删除某个位置的元素
• List的两个主要实现是ArrayList和LinkedList

ArrayList

• ArrayList底层是由数组实现的
• 动态增长（倍增)，以满足应用程序的需求
• 在列表尾部插入或删除数据非常有效，增删中间部分的元素则不是非常高效
• 更适合查找和更新元素
• ArrayList中的元素可以为null

Set

• Set是元素无序并且不可以重复的集合

HashSet

• HashSet是Set的一个重要的实现类，
• HashSet中的元素无序并且不可以重复
• HashSet中只允许一个null元素
• 具有良好的存取和查找性能

迭代器 Iterator

• Iterator接口可以以统一的方法对各种集合元素进行遍历
• hasNext()方法检测集合中是否还有下一个元素
• next()方法返回集合中的下一个元素

Map

• Map中的数据是以key value的形式存储的
• key value是以Entry类型的对象实例存在
• 可以通过key值快速得查找value
• 一个映射不能包含重复的key， value可以重复
• 每个key最多映射到一个value

HashMap

• 给予哈希表得Map实现
• 允许使用null值和null key
• key值不允许重复
• HashMap中的entry对象是无序排列得

集合排序

• 使用Collections类的sort()方法
• 使用Comparator和Comparable接口进行排序

Comparator接口

• 强行对某个对象进行整体排序的比较函数
• 可以将comparator传递给sort方法 （如Collections.sort或者Arrays.sort）
• int compare(T o1, T o2) 比较用来排序的两个参数
  • if o1 < o2, return negative integer
  • if o1 == o2, return 0
  • if o1 > o2, return positive integer

Comparable接口

• 此接口强行对实现他的每个类的对象进行整体排序
• 这种排序被称为类的自然排序，类的compareTo方法被称为他的自然比较方法
• 对于集合，通过调用Collections.sort方法进行排序
• 对于数组，通过调用Arrays.sort方法进行排序
• int compareTo(T o)
  • 该对象小于，等于或大于指定对象，则分别返回负整数，零或者正整数 （与之前的int compare(T o1, T o2)相同）

Comparator 和 Comparable 的区别

Comparator	Comparable
位于java.util包	位于java.lang包
在要比较的类的外部实现该接口，并且可以实现多个不同的Comparator	在要比较的类上实现该接口
调用sort方法时，要指定comparator的实现类	调用sort方法时，只需指定集合名即可

应用场景

• 如果一个类实现了comparable接口，还希望通过不同的方式进行排序，我们还可以定义额外的Comparator
• Comparable会作为默认的排序方式，Comparator接口则作为一个扩展的排序方式

TreeSet

• TreeSet 是一个有序的集合，它支持自然排序个根据实现Comparable和Comparator接口进行排序
• 当TreeSet用来储存String或者Integer对象时，会按照他们的升序排列
• TreeSet无法排列自定义类，元素需要实现Comparator或者Comparable来排序

泛型

• 在Java中增加泛型之前，泛型程序设计使用继承来实现

  • 坏处
    • 需要强制转换
    • 可向集合中添加任意类型的元素，存在风险

• 泛型的使用

List<String> list = new ArrayList<String>();

• Java SE7及以后的版本中，构造方法中的泛型可以省略

List<String> list = new ArrayList<>();

多态与泛型

class Cat extends Animal {}

List<Animal> list = new ArrayList<Cat>(); // not allowed

List<Number> numbers = new ArrayList<Integer>(); // not allowed

• 以上代码是不允许的， 变量声明的类型必须匹配传递给实际对象的类型

自定义泛型类

public class NumGeneric<T> {
  private T num;

  public T getNum() {
    return num;
  }

  public void setNum(T num) {
    this.num = num;
  }
}


// generic class with two generic types
public class TwoNumGeneric<A, B> {
  private A num1;
  private B num2;

  public TwoNumGeneric(A num1, B num2) {
    this.num1 = num1;
    this.num2 = num2;
  }

  public A getNum1() {
    return num1;
  }

  public void setNum1(A num1) {
    this.num1 = num1;
  }

  public B getNum2() {
    return num2;
  }

  public void setNum2(B num2) {
    this.num2 = num2;
  }
}

自定义泛型方法

public class GenericMethod {

  // <T> between public and void declare that this is a generic method
  public <T> void printValue(T t) {
    System.out.println(t);
  }
}