Java集合框架

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。

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。接口允许集合独立操纵其代表的细节。在面向对象的语言，接口通常形成一个层次。
  • 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。
  • 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collections，但是它们完全整合在集合中。

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：

Sr.No. 集合和描述
1 Collection接口

这使您可以使用对象组; 它位于集合层次结构的顶部。
2 List接口

这扩展了Collection，List的实例存储了有序的元素集合。
3 Set接口

这将Collection扩展为句柄集，其必须包含唯一元素。
4 SortedSet

这扩展了Set来处理有序集。
五 Map接口

这会将唯一键映射到值。
6 Map.Entry

这描述了地图中的元素（键/值对）。这是Map的内部类。
7 SortedMap

这会扩展Map，以便按升序维护密钥。
8 枚举

这是遗留接口，定义了可以枚举（一次获取一个）对象集合中的元素的方法。此遗留接口已被Iterator取代。

集合类

Java提供了一组实现Collection接口的标准集合类。一些类提供了可以按原样使用的完整实现，而其他类是抽象类，提供了用作创建具体集合的起点的骨架实现。

标准集合类总结在下表中

Sr.No. 类和描述
1

AbstractCollection

实现大部分Collection接口。
2

AbstractList中

扩展AbstractCollection并实现大部分List接口。
3

AbstractSequentialList

扩展AbstractList以供使用其元素的顺序访问而非随机访问的集合使用。
4 LinkedList

通过扩展AbstractSequentialList实现链接列表。
5 ArrayList

通过扩展AbstractList实现动态数组。
6

AbstractSet

扩展AbstractCollection并实现大部分的Set接口。
7 HashSet

扩展AbstractSet以与哈希表一起使用。
8 LinkedHashSet

扩展HashSet以允许插入顺序迭代。
9 TreeSet

实现存储在树中的集合。扩展AbstractSet。
10

AbstractMap

实现大部分Map接口。
11 HashMap

扩展AbstractMap以使用哈希表。
12 TreeMap

扩展AbstractMap以使用树。
13 WeakHashMap

扩展AbstractMap以使用具有弱键的哈希表。
14 LinkedHashMap

扩展HashMap以允许插入顺序迭代。
15 IdentityHashMap

扩展AbstractMap并在比较文档时使用引用相等。

在前面的教程中已经讨论通过java.util包中定义的类，如下所示：

Sr.No. 类和描述
1 Vector

这实现了一个动态数组。它与ArrayList类似，但有一些差异。
2 Stack

Stack是Vector的一个子类，它实现了标准的后进先出堆栈。
3 Dictionary

Dictionary是一个抽象类，表示键/值存储库，其操作与Map非常相似。
4 Hashtable

Hashtable是原始java.util的一部分，是Dictionary的具体实现。
5 Properties

Properties是Hashtable的子类。它用于维护键的列表，其中键是String，值也是String。
6 BitSet

BitSet类创建一个包含位值的特殊类型的数组。该阵列可根据需要增加大小。

集合算法

集合框架定义了几种算法，可用于集合和映射。这些算法被定义为集合类的静态方法。

在尝试比较不兼容的类型时，一些方法能够抛出 ClassCastException异常。当试图修改一个不可修改的集合时，抛出UnsupportedOperationException异常。

集合定义三个静态的变量：EMPTY_SET EMPTY_LIST，EMPTY_MAP的。这些变量都不可改变。

序号 算法描述
1 集合算法
这里是一个列表中的所有算法实现。

如何使用迭代器

通常情况下，你会希望遍历一个集合中的元素。例如，显示集合中的每个元素。

做到这一点最简单的方法是采用一个迭代器，它是一个对象，实现了Iterator 接口或ListIterator接口。

迭代器，使你能够通过循环来得到或删除集合的元素。ListIterator继承了Iterator，以允许双向遍历列表和修改元素。

这里通过实例列出Iterator和listIterator接口提供的所有方法。

如何使用比较器

TreeSet和TreeMap的按照排序顺序来存储元素. 然而，这是通过比较器来精确定义按照什么样的排序顺序。

这个接口可以让我们以不同的方式来排序一个集合。

序号 比较器方法描述
1 使用 Java Comparator
这里通过实例列出`Comparator`接口提供的所有方法

总结

Java集合框架为程序员提供了预先包装的数据结构和算法来操纵他们。

集合是一个对象，可容纳其他对象的引用。集合接口声明对每一种类型的集合可以执行的操作。

集合框架的类和接口均在java.util包中。