Java 集合架構

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Java 集合架構

早在Java 2中之前，Java就提供了特設類。比如：Dictionary, Vector, Stack, 和Properties這些類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。由於這個原因，使用Vector類的方式和使用Properties類的方式有著很大不同。

集合架構被設計成要滿足以下幾個目標。

• 該架構必須是高效能的。基本集合（動態數組，鏈表，樹，雜湊表）的實現也必須是高效的。
• 該架構允許不同類型的集合，以類似的方式工作，具有高度的互通性。
• 對一個集合的擴充和適應必須是簡單的。

為此，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。

集合架構是一個用來代表和操縱集合的統一架構。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。

除了集合，該架構也定義了幾個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。

集合介面

集合架構定義了一些介面。本節提供了每個介面的概述：

序號	介面描述
1	Collection 介面 允許你使用一組對象，是Collection階層的根介面。
2	List 介面 繼承於Collection和一個 List執行個體儲存一個有序集合的元素。
3	Set 繼承於 Collection，是一個不包含重複元素的集合。
4	SortedSet 繼承於Set儲存有序的集合。
5	Map 將唯一的鍵映射到值。
6	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。
7	SortedMap 繼承於Map，使Key保持在升序排列。
8	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。

集合類

Java提供了一套實現了Collection介面的標準集合類。其中一些是具體類，這些類可以直接拿來使用，而另外一些是抽象類別，提供了介面的部分實現。

標準集合類匯總於下表：

序號	類描述
1	AbstractCollection  實現了大部分的集合介面。
2	AbstractList  繼承於AbstractCollection 並且實現了大部分List介面。
3	AbstractSequentialList  繼承於 AbstractList ，提供了對資料元素的鏈式訪問而不是隨機訪問。
4	LinkedList 繼承於 AbstractSequentialList，實現了一個鏈表。
5	ArrayList 通過繼承AbstractList，實現動態數組。
6	AbstractSet  繼承於AbstractCollection 並且實現了大部分Set介面。
7	HashSet 繼承了AbstractSet，並且使用一個雜湊表。
8	LinkedHashSet 具有可預知迭代順序的 Set 介面的雜湊表和連結清單實現。
9	TreeSet 繼承於AbstractSet，使用元素的自然順序對元素進行排序.
10	AbstractMap  實現了大部分的Map介面。
11	HashMap 繼承了HashMap，並且使用一個雜湊表。
12	TreeMap 繼承了AbstractMap，並且使用一顆樹。
13	WeakHashMap 繼承AbstractMap類，使用弱密鑰的雜湊表。
14	LinkedHashMap 繼承於HashMap，使用元素的自然順序對元素進行排序.
15	IdentityHashMap 繼承AbstractMap類，比較文檔時使用引用相等。

在前面的教程中已經討論通過java.util包中定義的類，如下所示：

序號	類描述
1	Vector Vector類實現了一個動態數組。和ArrayList和相似，但是兩者是不同的。
2	Stack 棧是Vector的一個子類，它實現了一個標準的後進先出的棧。
3	Dictionary Dictionary 類是一個抽象類別，用來儲存鍵/值對，作用和Map類相似。
4	Hashtable Hashtable是原始的java.util的一部分， 是一個Dictionary具體的實現 。
5	Properties Properties 繼承於 Hashtable.表示一個持久的屬性集.屬性列表中每個鍵及其對應值都是一個字串。
6	BitSet 一個Bitset類建立一種特殊類型的數組來儲存位值。BitSet中數組大小會隨需要增加。

一個Bitset類建立一種特殊類型的數組來儲存位值。BitSet中數組大小會隨需要增加。

集合演算法

集合架構定義了幾種演算法，可用於集合和映射。這些演算法被定義為集合類的靜態方法。

在嘗試比較不相容的類型時，一些方法能夠拋出 ClassCastException異常。當試圖修改一個不可修改的集合時，拋出UnsupportedOperationException異常。

集合定義三個靜態變數：EMPTY_SET EMPTY_LIST，EMPTY_MAP的。這些變數都不可改變。

 

序號	演算法描述
1	Collection Algorithms 這裡是一個列表中的所有演算法實現。

如何使用迭代器

通常情況下，你會希望遍曆一個集合中的元素。例如，顯示集合中的每個元素。

做到這一點最簡單的方法是採用一個迭代器，它是一個對象，實現了Iterator 介面或ListIterator介面。

迭代器，使你能夠通過迴圈來得到或刪除集合的元素。ListIterator繼承了Iterator，以允許雙向遍曆列表和修改元素。

這裡通過執行個體列出Iterator和listIterator介面提供的所有方法。如何使用比較子

TreeSet和TreeMap的按照排序次序來儲存元素. 然而，這是通過比較子來精確定義按照什麼樣的排序次序。

這個介面可以讓我們以不同的方式來排序一個集合。

序號	比較子方法描述
1	使用 Java Comparator 這裡通過執行個體列出Comparator介面提供的所有方法

總結

Java集合架構為程式員提供了預先封裝的資料結構和演算法來操縱他們。

集合是一個對象，可容納其他對象的引用。集合介面聲明對每一種類型的集合可以執行的操作。

集合架構的類和介面均在java.util包中。

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