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哈喽大家好我是 DanMu。在 Java 开发中集合类对象绝对是被使用最频繁的对象之一。因此深入了解集合类对象的底层数据结构和原理选择合适的集合类型能够极大程度上的影响程序的性能。在本文中将先对 Java 中的集合类对象做一个整体的梳理在后续文章中对重要的集合对象进行具体分析。
知识体系 在 Java 的集合体系中由两个主要的根接口Collection 和 Map并再次基础上衍生出若干种不同的集合类型。
Java 集合体系的演变
实际上在 Java 开发之初还没有集合的概念。在 JDK 1.2 之前Java 的标准容器是 Arrays、Vectors和 Hashtables。所有这些集合都没有通用接口。因此它们都作为 Java 存放对象的容器但所有这些集合的实现都是独立定义的彼此之间没有关联。这导致使用者需要单独记忆不同容器的不同方法比如下面这个例子
class CollectionDemo {public static void main(String[] args){// Creating instances of the array,// vector and hashtableint arr[] new int[] { 1, 2, 3, 4 };VectorInteger v new Vector();HashtableInteger, String h new Hashtable();// Adding the elements into the// vectorv.addElement(1);v.addElement(2);// Adding the element into the// hashtableh.put(1, hi);h.put(2, hi);// Array instance creation requires [],// while Vector and hastable require ()// Vector element insertion requires addElement(),// but hashtable element insertion requires put()// Accessing the first element of the// array, vector and hashtableSystem.out.println(arr[0]);System.out.println(v.elementAt(0));System.out.println(h.get(1));// Array elements are accessed using [],// vector elements using elementAt()// and hashtable elements using get()}
}
上面这些集合Array、Vector 和 Hashtable没有统一的标准方法我们很难编写适用于所有类型集合的算法。并且大多数 Vector 类都被 final 修饰这意味着不能通过扩展 Vector 类来实现额外的功能。因此在 JDK 1.2 版本中引入了全新设计的集合框架Collection Framework其中原有的方法虽然得到了保留但是大部分已经不被使用。
Collection
容器主要包括 Collection 和 Map 两种Collection 存储着对象的集合而 Map 以Key, Value 的形式存储着键值对(两个对象)的映射表。
List
ArrayList
底层基于数组实现在容量不足时可以实现自动扩容并且支持随机访问。
Vector
和 ArrayList 类似但它是线程安全的现在几乎已经废弃。
LinkedList
基于双向链表实现只能顺序访问但是可以快速地在链表中间插入和删除元素。并且 LinkedList 还实现了栈、队列和双向队列的接口。
Queue
LinkedList
可以用它来实现双向队列的链表形式实现。
PriorityQueue
优先级队列基于堆结构实现可以用它来实现大/小顶堆。
Set
HashSet
基于 HashMap 实现支持快速查找但不支持有序性操作。并且失去了元素的插入顺序信息也就是说使用 Iterator 遍历 HashSet 得到的结果是不确定的。
TreeSet
基于红黑树实现支持有序性操作例如根据一个范围查找元素的操作。但是查找效率不如 HashSetHashSet 查找的时间复杂度为 O(1)TreeSet 则为 O(logN)。
LinkedHashSet
具有 HashSet 的查找效率且内部使用双向链表维护元素的插入顺序。
Map
HashMap
基于哈希表实现。
TreeMap
基于红黑树实现。
HashTable
和 HashMap 类似但它是线程安全的但是其性能远远低于 ConcurrentHashMap已经废弃。
LinkedHashMap
使用双向链表来维护元素的顺序顺序为插入顺序或者最近最少使用(LRU)顺序。
ConcurrentHashMap
严格来说ConcurrentHashMap 属于java.util.concurrent中得到实现但是它常常与 HashMap 进行对比因此把它也加入这里。ConcurrentHashMap 具有和 HashMap 相同的功能但是提供了线程安全的实现。
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