Java 集合架構（常用資料結構）

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早在Java 2中之前，Java就提供了特設類。比如：向量（Vector）、棧（Stack）、字典（Dictionary）、雜湊表（Hashtable）這些類（資料結構）用來儲存和操作對象組。雖然這些類都非常有用，但是它們缺少一個核心的，統一的主題。集合架構是為表示和操作集合而規定的一種統一的標準的體繫結構。除了集合，該架構（framework）也定義了幾個Map介面和類。Map裡儲存的是鍵/值對。儘管Map不是collections，但是它們完全整合在集合中。

所有的集合架構都包含如下內容：

• 介面：是代表集合的抽象資料類型。介面允許集合獨立操縱其代表的細節。在物件導向的語言，介面通常形成一個層次。
• 實現（類）：是集合介面的具體實現。從本質上講，它們是可重複使用的資料結構。
• 演算法：是實現集合介面的對象裡的方法執行的一些有用的計算，例如：搜尋和排序。這些演算法被稱為多態，那是因為相同的方法可以在相似的介面上有著不同的實現。

集合架構的類和介面均在java.util包中。

是簡化的集合架構關係圖：

集合介面

整個集合架構就圍繞一組標準介面而設計。你可以直接使用這些介面的標準實現，諸如： LinkedList， HashSet， 和 TreeSet等，除此之外你也可以通過這些介面實現自己的集合。具體介面及其概述如下：

名稱	概述
Collection	Collection 是最基本的集合介面，一個 Collection 代表一組 Object，Java不提供直接繼承自Collection的類，只提供繼承於的子介面(如List和set)。
List	List介面是一個有序的Collection，使用此介面能夠精確的控制每個元素插入的位置，能夠通過索引(元素在List中位置，類似於數組的小標)來訪問List中的元素，而且允許有相同的元素。
Set	Set 具有與 Collection 完全一樣的介面，只是行為上不同，Set 不儲存重複的元素。
SortedSet	繼承於Set儲存有序的集合。
Map	將唯一的鍵映射到值。
Map.Entry	描述在一個Map中的一個元素（鍵/值對）。是一個Map的內部類。
SortedMap	繼承於Map，使Key保持在升序排列。
Enumeration	這是一個傳統的介面和定義的方法，通過它可以枚舉（一次獲得一個）對象集合中的元素。這個傳統介面已被迭代器取代。

更多參見：線上文檔-jdk-zh。

集合實作類別

集合類型	描述
ArrayList	一種可以動態增長和縮減的索引序列
LinkedList	一種可以在任何位置進行高效地插入和刪除操作的有序序列
ArrayDeque	一種用迴圈數組實現的雙端隊列
HashSet	一種沒有重複元素的無序集合
TreeSet	一種有序集
EnumSet	一種包含枚舉類型值的集
LinkedHashSet	一種可以記住元素插入次序的集
PriorityQueue	一種允許高效刪除最小元素的集合
HashMap	一種儲存鍵/值關聯的資料結構
TreeMap	一種索引值有序排列的映射表
EnumMap	一種索引值屬於枚舉類型的映射表
WeakHashMap	一種其值誒用武之地後可以被記憶體回收行程回收的映射表
LinkedHashMap	一種可以記住鍵/值項添加次序的映射表
IdentityHashMap	一種用==，而不是用equals比較索引值的映射表

另外還有一組名字以Abstract開頭的類，例如，AbstractQueue，這些類是為類庫實現者而設計的，用來實現自己的資料結構。

常用資料結構

• 向量（Vector）

  Vector類實現了一個動態數組。和ArrayList和相似，但是Vector是同步訪問的（同步操作會耗費大量時間，建議在不需要同步時使用ArrayList），而且Vector包含了許多傳統的方法，這些方法不屬於集合架構。Vector主要用在事先不知道數組的大小，或者只是需要一個可以改變大小的數組的情況。需要注意的是向量中的資料被轉化為Object對象，取出元素使用時要強制轉化為原來的類型。

  Vector類支援4種構造方法:

   

  常用方法：

  方法	描述
  boolean add(E e)	將指定元素添加到此向量的末尾。
  void add(int index, E element)	在此向量的指定位置插入指定的元素。
  E remove(int index)	移除此向量中指定位置的元素。
  boolean remove(Object o)	移除此向量中指定元素的第一個匹配項，不包含則元素保持不變。
  E set(int index, E element)	用指定的元素替換此向量中指定位置處的元素。
  void setElementAt(E obj, int index)	將此向量指定 index 處的組件設定為指定的對象。
  E get(int index)	返迴向量中指定位置的元素。
  int indexOf(Object o)	返回此向量中第一次出現的指定元素的索引，不包含則返回 -1。
  boolean isEmpty()	測試此向量是否不包含組件。
  void clear()	從此向量中移除所有元素。
  int capacity()	返回此向量的當前容量。
  boolean contains(Object o)	如果此向量包含指定的元素，則返回 true。
  void setSize(int newSize)	設定此向量的大小。
  void trimToSize()	對此向量的容量進行微調，使其等於向量的當前大小。

  Vector還定義了很多其他方法，具體可以看：Java Vector 類。

• 雜湊表（Hashtable）

  Hashtable（確實是小寫t）是原始的java.util的一部分， 是一個Dictionary具體的實現 。然而，Java 2 重構的Hashtable實現了Map介面，因此，Hashtable現在整合到了集合架構中。它和HashMap類很相似，但是它支援同步（同樣建議不需要同步時使用HashMap）。像HashMap一樣，Hashtable在雜湊表中儲存鍵/值對。當使用一個雜湊表，要指定用作鍵的對象，以及要連結到該鍵的值。然後，該鍵經過雜湊處理，所得到的散列碼被用作儲存在該表中值的索引。

  Hashtable定義了四個構造方法:

   

  如果散列表的裝載因子是0.75，那麼當散列表的容量被使用了75%時，就會自動將容量增加到原始容量的2倍。通常，預設載入因子（0.75）在時間和空間成本上尋求一種折中，裝載因子過高雖然減少了空間開銷，但同時也增加了尋找某個條目的時間。

  常用方法：

  方法	描述
  V put(K key, V value)	將指定 key 映射到此雜湊表中的指定 value。
  V remove(Object key)	從雜湊表中移除該鍵及其相應的值。
  V get(Object key)	返回指定鍵所映射到的值，不包含則返回 null。
  void clear()	將此雜湊表清空，使其不包含任何鍵。
  boolean containsValue(Object value)	如果此 Hashtable 將一個或多個鍵映射到此值，則返回 true。
  boolean isEmpty()	測試此雜湊表是否沒有鍵映射到值。
  int size()	返回此雜湊表中的鍵的數量。
  void rehash()	增加此雜湊表的容量並在內部對其進行重組，以便更有效地容納和訪問其元素。

  Hashtable中還定義了一些其他方法，具體可以看：Java HashTable 介面。

• 棧（Stack）

  棧是Vector的一個子類，它實現了一個標準的後進先出的棧。堆棧只定義了預設建構函式，用來建立一個空棧。 堆棧除了包括由Vector定義的所有方法，也定義了自己的一些方法，如下：

  方法	描述
  boolean empty()	測試堆棧是否為空白。
  Object peek( )	查看堆棧頂部的對象，但不從堆棧中移除它。
  Object pop( )	移除堆棧頂部的對象，並作為此函數的值返回該對。
  Object push(Object element)	把項壓入堆棧頂部。
  int search(Object element)	返回對象在堆棧中的位置，以 1 為基數。

  但是Deque 介面及其實現提供了 LIFO 堆棧操作的更完整和更一致的 set，應該優先使用此 set，而非此類。

  註：Java 中 Queue 是介面， Deque 是其子介面，LinkedList 和 PriorityQueue 是其實作類別，而 ArrayDeque 是 Deque 介面的實作類別。具體方法可以查看：JDK 1.6 線上中文手冊。

• 鏈表（LinkedList）

  LinkedList是一個雙端鏈表，存放在結點中的資料都被看作是一個Object對象。由於任何類都是Object類的間接子類，因此，可以把任何一個對象作為鏈表結點中的資料。需要注意的是get()方法返回的類型是Object，要類型轉換回原來的類型。
  構造方法：

   

  常用方法：

  方法	描述
  boolean add(E e)	將指定元素添加到此列表的結尾。
  void add(int index, E element)	在此列表中指定的位置插入指定的元素。
  E remove(int index)	移除此列表中指定位置處的元素。
  E remove()	擷取並移除此列表的頭（第一個元素）。
  boolean remove(Object o)	移除首次出現的指定元素，不包含則不作更改。
  E set(int index, E element)	將此列表中指定位置的元素替換為指定的元素。
  E get(int index)	返回此列表中指定位置處的元素。效率低，並非隨機訪問。
  int indexOf(Object o)	返回此列表中首次出現的指定元素的索引，不存在則返回-1.
  boolean contains(Object o)	至少包含一個指定元素，則返回 true。
  int size()	返回此列表的元素數。
  void clear()	從此列表中移除所有元素。
  Object clone()	返回此 LinkedList 的淺表副本。（這些元素本身沒有複製。）
  Object[] toArray()	此方法返回一個新數組，調用者可以隨意修改。

  LinkedList也實現了Deque介面，List介面和Queue介面，存在方法支援其用作堆棧、隊列或雙端隊列，這裡不做展開，具體方法可以查看：JDK 1.6 線上中文手冊。

https://www.cnblogs.com/mingyueanyao/p/7260301.html

Java 集合架構（常用資料結構）