Java 容器類及遍曆效率對比__Java

Java 容器類及遍曆效率對比

1)Collection

Collection是最基本的集合介面，一個Collection代表一組Object，Java SDK不提供直接繼承自Collection的類，Java SDK提供的類都是繼承自Collection的“子介面”如List和Set。

2)List

以元素插入的次序來放置元素，不會重新排列。

3)Set

不接愛重複元素，它會使用自己內部的一個排列機制。

4)Map

一群成對的key-value對象，即所持有的是key-value pairs。Map中不能有重複的key，它擁有自己的內部排列機制.

5)Vector

非常類似ArrayList，但是Vector是同步的。由Vector建立的Iterator，雖然和ArrayList建立的Iterator是同一介面，但是，因為Vector是同步的，當一個Iterator被建立而且正在被使用，另一個線程改變了Vector的狀態（例 如，添加或刪除了一些元素），這時調用Iterator的方法時將拋出ConcurrentModificationException，因此必須捕獲該異常。

Java容器類類庫的用途是“儲存對象”，它分為兩類：

Collection----一組獨立的元素，通常這些元素都服從某種規則。List必須保持元素特定的順序，而Set不能有重複元素。

Map----一組成對的“索引值對”對象，即其元素是成對的對象，最典型的應用就是資料字典，並且還有其它廣泛的應用。另外，Map可以返回其所有鍵組成的Set和其所有值組成的Collection，或其索引值對組成的Set，並且還可以像數組一樣擴充多維Map，只要讓Map中索引值對的每個“值”是一個Map即可。

1.迭代器

迭代器是一種設計模式，它是一個對象，它可以遍曆並選擇序列中的對象，而開發人員不需要瞭解該序列的底層結構。迭代器通常被稱為“輕量級”對象，因為建立它的代價小。

Java中的Iterator功能比較簡單，並且只能單向移動：

(1) 使用方法iterator()要求容器返回一個Iterator。第一次調用Iterator的next()方法時，它返回序列的第一個元素。

(2) 使用next()獲得序列中的下一個元素。

(3) 使用hasNext()檢查序列中是否還有元素。

(4) 使用remove()將迭代器新返回的元素刪除。

Iterator是Java迭代器最簡單的實現，為List設計的ListIterator具有更多的功能，它可以從兩個方向遍曆List，也可以從List中插入和刪除元素。

2.List的功能方法

List(interface)

次序是List最重要的特點；它確保維護元素特定的順序。List為Collection添加了許多方法，使得能夠向List中間插入與移除元素(只推薦LinkedList使用)。一個List可以產生ListIterator，使用它可以從兩個方向遍曆List，也可以從List中間插入和刪除元素。

ArrayList

由數組實現的List。它允許對元素進行快速隨機訪問，但是向List中間插入與移除元素的速度很慢。ListIterator只應該用來由後向前遍曆ArrayList，而不是用來插入和刪除元素，因為這比LinkedList開銷要大很多。

LinkedList

對順序訪問進行了最佳化，向List中間插入與刪除的開銷不大，隨機訪問則相對較慢(可用ArrayList代替)。它具有方法addFirst()、addLast()、getFirst()、getLast()、removeFirst()、removeLast()，這些方法(沒有在任何介面或基類中定義過)使得LinkedList可以當作堆棧、隊列和雙向隊列使用。

3.Set的功能方法

Set(interface)

存入Set的每個元素必須是唯一的，因為Set不儲存重複元素。加入Set的Object必須定義equals()方法以確保對象的唯一性。Set與Collection有完全一樣的介面。Set介面不保證維護元素的次序。

HashSet

為快速尋找而設計的Set。存入HashSet的對象必須定義hashCode()。

TreeSet

保持次序的Set，底層為樹結構。使用它可以從Set中提取有序的序列。

LinkedHashSet

具有HashSet的查詢速度，且內部使用鏈表維護元素的順序(插入的次序)。於是在使用迭代器遍曆Set時，結果會按元素插入的次序顯示。

HashSet採用散列函數對元素進行排序，這是專門為快速查詢而設計的；TreeSet採用紅/黑樹狀結構的資料結構進行排序元素；LinkedHashSet內部使用散列以加快查詢速度，同時使用鏈表維護元素的次序，使得看起來元素是以插入的順序儲存的。需要注意的是，產生自己的類時，Set需要維護元素的儲存順序，因此要實現Comparable介面並定義compareTo()方法。  

測試程式

import java.util.ArrayList;import java.util.Iterator;import java.util.List;public class ListTest {public static void main(String args[]){List lists = new ArrayList();for(Long i=0l;i<1000000l;i++){lists.add(i);}Long oneOk = oneMethod(lists);Long twoOk = twoMethod(lists);Long threeOk = threeMethod(lists);Long fourOk = fourMethod(lists);System.out.println("One:" + oneOk);System.out.println("Two:" + twoOk);System.out.println("Three:" + threeOk);System.out.println("four:" + fourOk);}public static Long oneMethod(Listlists){Long timeStart = System.currentTimeMillis();for(int i=0;i System.out.println(lists.get(i));}Long timeStop = System.currentTimeMillis();return timeStop -timeStart ;}public static Long twoMethod(Listlists){Long timeStart = System.currentTimeMillis();for(Long string : lists) {System.out.println(string);}Long timeStop = System.currentTimeMillis();return timeStop -timeStart ;}public static Long threeMethod(Listlists){Long timeStart = System.currentTimeMillis();Iterator it = lists.iterator();while (it.hasNext()){System.out.println(it.next());}Long timeStop = System.currentTimeMillis();return timeStop -timeStart ;}public static Long fourMethod(Listlists){Long timeStart = System.currentTimeMillis();for(Iterator i = lists.iterator(); i.hasNext();) {System.out.println(i.next());}Long timeStop = System.currentTimeMillis();return timeStop -timeStart ;}}

測試結果

One:14109 Two:14000 Three:15141 four:14297