Java集合框架总结—超详细-适合面试

Java集合框架总结—超详细-适合面试

 

一、精简：

A、概念汇总

1、Java的集合类主要由两个接口派生而出：Collection和Map，Collection和Map是Java集合框架的根接口，这两个接口又包含了一些接口或实现类。

Set和List接口是Collection接口派生的两个子接口，Queue是Java提供的队列实现，类似于List。

Map实现类用于保存具有映射关系的数据（key-value）。

2、Set、List和Map可以看做集合的三大类。

List集合是有序集合，集合中的元素可以重复，访问集合中的元素可以根据元素的索引来访问。

Set集合是无序集合，集合中的元素不可以重复，访问集合中的元素只能根据元素本身来访问（也是不能集合里元素不允许重复的原因）。

Map集合中保存Key-value对形式的元素，访问时只能根据每项元素的key来访问其value。

对于Set、List和Map三种集合，最常用的实现类分别是HashSet、ArrayList和HashMap三个实现类。（并发控制的集合类，以后有空研究下）。

B、代码证明

1、Collection接口

 

Collection接口是List、Set和Queue接口的父接口，同时可以操作这三个接口。

Collection接口定义操作集合元素的具体方法大家可以参考API文档，这里通过一个例子来说明Collection的添加元素、删除元素、返回集合中元素的个数以及清空集合元素的方法。

public class TestCollection
{
    public static void main(String[] args)
    {
        Collection c = new ArrayList();
        //添加元素
        c.add("孙悟空");
        //虽然集合里不能放基本类型的值，但Java支持自动装箱
        c.add(6);

        System.out.println("c集合的元素个数为:" + c.size());

　　　　 //删除指定元素
        c.remove(6);

　　　　 System.out.println("c集合的元素个数为:" + c.size());
        //判断是否包含指定字符串
        System.out.println("c集合的是否包含孙悟空字符串:" + c.contains("孙悟空"));

        c.add("轻量级J2EE企业应用实战");

        System.out.println("c集合的元素：" + c);        

　　　　　Collection books = new HashSet();

        books.add("轻量级J2EE企业应用实战");
        books.add("Struts2权威指南");

        System.out.println("c集合是否完全包含books集合？" + c.containsAll(books));

        //用c集合减去books集合里的元素
        c.removeAll(books);

        System.out.println("c集合的元素：" + c);

        //删除c集合里所有元素
        c.clear();

        System.out.println("c集合的元素：" + c);

        //books集合里只剩下c集合里也同时包含的元素
        books.retainAll(c);

        System.out.println("books集合的元素:" + books);
    }
}

程序输出结果：

c集合的元素个数为:2 
c集合的元素个数为:1 
c集合的是否包含孙悟空字符串:true 
c集合的元素：[孙悟空, 轻量级J2EE企业应用实战] 
c集合是否完全包含books集合？false

c集合的元素：[孙悟空]

c集合的元素：[] 
books集合的元素:[]

 

3、两种遍历集合的方法Iterator接口和foreach循环

3.1、Iterator接口

Iterator也是Java集合框架的成员，主要用于遍历（即迭代访问）Collection集合中的元素，也称为迭代器。

提供的三种方法：

boolean hasNext():返回集合里的下一个元素。

Object next():返回集合里下一个元素。

void remove();删除集合里上一次next方法返回的元素。

public class TestIterator
{
    public static void main(String[] args)
    {
        //创建一个集合
        Collection books = new HashSet(); 

        books.add("轻量级J2EE企业应用实战");
        books.add("Struts2权威指南");
        books.add("基于J2EE的Ajax宝典"); 

        //获取books集合对应的迭代器
        Iterator it = books.iterator(); 

        while(it.hasNext())
        {
　　　　　　　//未使用泛型，需要强制转换
            String book = (String)it.next(); 

            System.out.println(book); 

            if (book.equals("Struts2权威指南"))
            {
                it.remove();

        　　　　//使用Iterator迭代过程中，不可修改集合元素,下面代码引发异常
        　　　　//books.remove(book); 

            } 

            //对book变量赋值，不会改变集合元素本身
             book = "测试字符串"; 

        }
        System.out.println(books);
    }
}

程序运行结果：

Struts2权威指南 
基于J2EE的Ajax宝典 
轻量级J2EE企业应用实战 
[基于J2EE的Ajax宝典, 轻量级J2EE企业应用实战]

说明：

（1）通过语句“book = "测试字符串"; ”对迭代变量book进行赋值时，当我们再次输出books集合时，集合里的元素没有任何变化。即当使用Iterator对集合元素进行迭代时，Iterator并不是把集合元素本身传给迭代变量，而是把集合元素的值传给了迭代变量。

（2）当使用Iterator来访问Collection集合元素时，只有通过Iterator的remove方法删除（it.remove();）上一次next方法返回的集合元素才可以给集合中添加元素（book = "测试字符串"; ）。否则引发java.util.ConcurrentModificationExcption异常。

3.2、使用foreach循环遍历集合元素。

格式：for(元素类型 t  元素变量 x ： 遍历对象A) {

// 程序块

}

说明：

（1）foreach简化了对数组和集合的遍历，如果不希望遍历整个集合，或者在循环内部需要操作下标值就需要使用传统的for循环。

（2）简化了编程，提高了代码的可读性和安全性（不用怕数组越界）。

（3）foreach一般结合泛型使用

实例应用：

public class TestArray {
    public static void main(String args[]) {
        TestArray test = new TestArray();
        test.test1();
        test.listToArray();
        test.testArray3();

    }

    /**
     * foreach语句输出一维数组
     */
    public void test1() {
        // 定义并初始化一个数组
        int arr[] = { 2, 3, 1 };
        System.out.println("----1----排序前的一维数组");

        for (int x : arr) {
            System.out.println(x); // 逐个输出数组元素的值
        }

        // 对数组排序
        Arrays.sort(arr);

        // 利用java新特性for each循环输出数组
        System.out.println("----1----排序后的一维数组");

        for (int x : arr) {
            System.out.println(x); // 逐个输出数组元素的值
        }
    }

    /**
     * 集合转换为一维数组
     */
    public void listToArray() {
        // 创建List并添加元素
        List<String> list = new ArrayList<String>();
        list.add("1");
        list.add("3");
        list.add("4");

        // 利用froeach语句输出集合元素
        System.out.println("----2----froeach语句输出集合元素");

        for (String x : list) {
            System.out.println(x);
        }

        // 将ArrayList转换为数组
        Object s[] = list.toArray();

        // 利用froeach语句输出集合元素
        System.out.println("----2----froeach语句输出集合转换而来的数组元素");

        for (Object x : s) {
            System.out.println(x.toString()); // 逐个输出数组元素的值
        }
    }

    /**
     * foreach输出二维数组测试
     */
    public void testArray2() {
        int arr2[][] = { { 4, 3 }, { 1, 2 } };

        System.out.println("----3----foreach输出二维数组测试");

        for (int x[] : arr2) {
            for (int e : x) {
                System.out.println(e); // 逐个输出数组元素的值
            }
        }
    }

    /**
     * foreach输出三维数组
     */
    public void testArray3() {
        int arr[][][] = { { { 1, 2 }, { 3, 4 } }, { { 5, 6 }, { 7, 8 } } };

        System.out.println("----4----foreach输出三维数组测试");

        for (int[][] a2 : arr) {
            for (int[] a1 : a2) {
                for (int x : a1) {
                    System.out.println(x);
                }
            }
        }
    }
}

程序运行结果：

----1----排序前的一维数组 
2 
3 
1 
----1----排序后的一维数组 
1 
2 
3 
----2----froeach语句输出集合元素 
1 
3 
4 
----2----froeach语句输出集合转换而来的数组元素 
1 
3 
4 
----4----foreach输出三维数组测试 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
7 
8

 

 

0.线程同步问题

关于同步问题，一般而言，非同步的类，性能比同步的要好。我们建议用Collections.synchronizedCollection(Collection<T> c)方法去处理原本非同步的类，在不丢失性能的前提下，实现同步。Java1.5提供了ConcurrentHashMap，适用于高并发的线程安全实现。

二   Java 集合类详解

0.参考文献

http://blog.csdn.net/liulin_good/article/details/6213815

1.java集合类图

1.1

1.2

　　上述类图中，实线边框的是实现类，比如ArrayList，LinkedList，HashMap等，折线边框的是抽象类，比如AbstractCollection，AbstractList，AbstractMap等，而点线边框的是接口，比如Collection，Iterator，List等。

　　发现一个特点，上述所有的集合类，都实现了Iterator接口，这是一个用于遍历集合中元素的接口，主要包含hashNext(),next(),remove()三种方法。它的一个子接口LinkedIterator在它的基础上又添加了三种方法，分别是add(),previous(),hasPrevious()。也就是说如果是先Iterator接口，那么在遍历集合中元素的时候，只能往后遍历，被遍历后的元素不会在遍历到，通常无序集合实现的都是这个接口，比如HashSet，HashMap；而那些元素有序的集合，实现的一般都是LinkedIterator接口，实现这个接口的集合可以双向遍历，既可以通过next()访问下一个元素，又可以通过previous()访问前一个元素，比如ArrayList。

　　还有一个特点就是抽象类的使用。如果要自己实现一个集合类，去实现那些抽象的接口会非常麻烦，工作量很大。这个时候就可以使用抽象类，这些抽象类中给我们提供了许多现成的实现，我们只需要根据自己的需求重写一些方法或者添加一些方法就可以实现自己需要的集合类，工作流昂大大降低。

1.3

2.详解

2.1HashSet

HashSet是Set接口的一个子类，主要的特点是：里面不能存放重复元素，而且采用散列的存储方法，所以没有顺序。这里所说的没有顺序是指：元素插入的顺序与输出的顺序不一致。

代码实例：HashSetDemo

代码实例：SetTest

2.2ArrayList

ArrayList是List的子类，它和HashSet想法，允许存放重复元素，因此有序。集合中元素被访问的顺序取决于集合的类型。如果对ArrayList进行访问，迭代器将从索引0开始，每迭代一次，索引值加1。然而，如果访问HashSet中的元素，每个元素将会按照某种随机的次序出现。虽然可以确定在迭代过程中能够遍历到集合中的所有元素，但却无法预知元素被访问的次序。

代码实例：ArrayListDemo

2.3LinkedList

LinkedList是一种可以在任何位置进行高效地插入和删除操作的有序序列。

代码实例：LinkedListTest

2.4HashMap

参考之前的一篇博客：Hashmap实现原理

2.5WeekHashMapDemo

输出结果

疑问：为什么value没有被回收。

3.比较

		是否有序	是否允许元素重复
Collection		否	是
List		是	是
Set	AbstractSet	否	否
	HashSet
	TreeSet	是（用二叉排序树）
Map	AbstractMap	否	使用key-value来映射和存储数据，key必须唯一，value可以重复
	HashMap
	TreeMap	是（用二叉排序树）