Java基礎：容器，java基礎容器

Java基礎：容器，java基礎容器

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一、Collection：存放獨立元素

Collection中的介面都是可選操作，其實作類別 並不一定實現了其所有介面，這是為了防止“介面爆炸”。最常見的Unsupported Operation都源自於背後由固定尺寸的資料結構支援的容器，比如使用ArrayList.asList將數群組轉換成List的時候，就會得到這樣的容器。

 （1）Collection之List

List較之Collection增加了很多額外的介面。特別是LinkedList。

	優點	缺點	儲存元素的順序	應用
ArrayList	隨機訪問速度快，內部使用數組實現。	迭代，插入和刪除元素慢，尤其是當List]尺寸比較大的時候。	插入順序	可變長數組
LinkedList	迭代(順序訪問經過最佳化)，插入，刪除都很快 內部使用雙向鏈表實現	隨機訪問速度慢	插入順序	順序訪問, 批量插入刪除元素的場合

 

（2）Collection之Set

存入Set的每一個元素都必須是唯一的，因為Set不儲存重複元素，但是存入Set的元素必須要定義equals()方法以確保對象的惟一性。另外Set與Collection有著完全相同的介面，Set並不保證維護元素的次序。所以需要注意，Set不包含隨機訪問的get方法，因為Set是自己維護內部順序的，不需要隨機訪問。

	優點	儲存元素的順序	要求
HashSet	為快速尋找設計	散列儲存	必須定義hashCode()方法
LinkedHashSet	和HashSet一樣的查詢速度，但是插入要比HashSet慢一些，因為它通過維護鏈表形式維護元素。	使用鏈表維護元素順序(插入順序)	必須定義hashCode()方法
TreeSet	儲存有序的Set，底層通過TreeMap來實現的	按照排序次序維護元素	必須實現Comparable介面(包含compareTo方法)

注意，如果沒有特別的限制，HashSet就應該是你的預設選擇，因為它對速度進行了最佳化。

 

（3）Collection之Queue：

	特點	儲存元素的順序
LinkedList	LinkedList除了普通List之外，還添加了很多實現<隊列，棧，雙向隊列>三種資料結構的方法。 尤其是類比Queue的時候在兩端插入刪除元素很快(經過了最佳化)。	插入的順序
PriorityQueue	按照排序次序取出元素，所以要求必須實現Comparable介面。	排序次序

 

二、Map：存放鍵-值對

為了保證Map中的唯一性，任何“鍵”都需要有一個equals()方法，判斷當前鍵是否與表中的鍵相同。

	特點	儲存元素的順序	要求
HashMap	Map基於散列儲存，插入和查詢“鍵值對”的開銷是固定的。	散列儲存	存入的鍵需要具備hashCode()方法，當然，返回的標識不一定要唯一
LinkedHashMap	為了提高速度散列了所有元素，插入查詢只比HashMap慢一點點，因為它在維護散列資料結構的同時還要維護鏈表(插入順序)。 但是迭代訪問的時候更快，因為內部使用鏈表維護次序。	插入順序	同樣需要鍵實現hashCode()方法
TreeMap	Map基於紅/黑樹狀結構的實現。所以所得的結果是經過排序的。	紅/黑樹狀結構	為了排序，必須實現Comparable介面。

其他為解決特殊問題設計的Map還有IdentityHashMap，WeakHashMap，ConcurrentHashMap等。

實驗證明，除了IdentityHashMap之外的其他所有Map，隨著Map的尺寸變大，插入會明顯變慢，但是尋找的代價小很多。我猜測這是由於每次插入都要通過equals方法來確保鍵值的唯一性導致的，不過Map最常用的操作是查詢操作，所以情況還比較樂觀。

總結：

（1）要想讓你的容器型別安全，需要使用泛型（否則編譯器允許你向容器中插入各種不同類型，只要是Object即可）；

（2）建立容器的時候盡量將其向上轉型為介面，像這樣：

List<Apple> apples = newArrayList<Apple>();

   使用介面的目的在於當你決定修改你的實現的時候，只需要在建立的地方修改它就可以了。

（3）Java有大量的用於容器的卓越的方法，他們被封裝到java.util.Collections類中，全部都是static方法。比如Collections類中有unmodifiableMap/List/Set()方法設定Collection和Map為不可修改，還有synchronizedCollection/List/Set/Map等方法同步整個容器。另外排序，填充，逆置，最大最小值等很多方法也可以找到。

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