Java集合框架是Java语言中的一个重要组成部分,它提供了一种有效的方式来存储和处理数据。它包含了一系列的类和接口,可以帮助开发人员快速、高效地处理数据。
Java集合框架主要包含以下几个部分:
1. Collection 接口:Collection 接口是 Java 集合框架中最基本的部分,它是所有集合的根接口。它定义了所有集合共有的行为,如 add()、remove()、size() 等。 2. List 接口:List 接口是 Collection 接口的子类,它表示一个元素有序、可重复的集合。List 中的元素是通过其位置进行访问的,位置从 0 开始计数。 3. Set 接口:Set 接口也是 Collection 的子类,它表示不包含重复元素的集合。Set 中不能包含相同元素。 4. Map 接口:Map 是 Java 集合框架中特有的部分,它不属于 Collection 家族。Map 表示键值对形式存储数据的集合。Map 中不能包含相同键值对。
此外,Java 集合还包括 Queue、Deque 等特性特有的子集以及工具类 Collections 和 Arrays 等常用工具。
Java 集合使用面相对象方法来存储和处理数据,使得开发人员能够快速、高效解决问题并提升代码质量。因此 Java 集合在 Java 应用开发中十分重要并广泛使用。
早在 Java 2 中之前,Java 就提供了特设类。比如:Dictionary, Vector, Stack, 和 Properties 这些类用来存储和操作对象组。
虽然这些类都非常有用,但是它们缺少一个核心的,统一的主题。由于这个原因,使用 Vector 类的方式和使用 Properties 类的方式有着很大不同。
集合框架被设计成要满足以下几个目标。
为此,整个集合框架就围绕一组标准接口而设计。你可以直接使用这些接口的标准实现,诸如: LinkedList, HashSet, 和 TreeSet 等,除此之外你也可以通过这些接口实现自己的集合。
简化图:
说明:对于以上的框架图有如下几点说明
Java 集合框架提供了一套性能优良,使用方便的接口和类,java 集合框架位于 java.util 包中, 所以当使用集合框架的时候需要进行导包。
集合框架定义了一些接口。本节提供了每个接口的概述:
序号 | 接口描述 |
---|---|
1 | Collection 接口
允许你使用一组对象,是Collection层次结构的根接口。 |
2 | List 接口
继承于Collection和一个 List实例存储一个有序集合的元素。 |
3 | Set
继承于 Collection,是一个不包含重复元素的集合。 |
4 | SortedSet
继承于Set保存有序的集合。 |
5 | Map
将唯一的键映射到值。 |
6 | Map.Entry
描述在一个Map中的一个元素(键/值对)。是一个Map的内部类。 |
7 | SortedMap
继承于Map,使Key保持在升序排列。 |
8 | Enumeration
这是一个传统的接口和定义的方法,通过它可以枚举(一次获得一个)对象集合中的元素。这个传统接口已被迭代器取代。 |
Java 提供了一套实现了 Collection 接口的标准集合类。其中一些是具体类,这些类可以直接拿来使用,而另外一些是抽象类,提供了接口的部分实现。
标准集合类汇总于下表:
序号 | 类描述 |
---|---|
1 | AbstractCollection
实现了大部分的集合接口。 |
2 | AbstractList
继承于 AbstractCollection 并且实现了大部分List接口。 |
3 | AbstractSequentialList
继承于 AbstractList ,提供了对数据元素的链式访问而不是随机访问。 |
4 | LinkedList
继承于 AbstractSequentialList,实现了一个链表。 |
5 | ArrayList
通过继承 AbstractList,实现动态数组。 |
6 | AbstractSet
继承于 AbstractCollection 并且实现了大部分Set接口。 |
7 | HashSet
继承了 AbstractSet,并且使用一个哈希表。 |
8 | LinkedHashSet
具有可预知迭代顺序的 Set 接口的哈希表和链接列表实现。 |
9 | TreeSet
继承于AbstractSet,使用元素的自然顺序对元素进行排序. |
10 | AbstractMap
实现了大部分的 Map 接口。 |
11 | HashMap
继承了 HashMap,并且使用一个哈希表。 |
12 | TreeMap
继承了 AbstractMap,并且使用一颗树。 |
13 | WeakHashMap
继承 AbstractMap类,使用弱密钥的哈希表。 |
14 | LinkedHashMap
继承于 HashMap,使用元素的自然顺序对元素进行排序. |
15 | IdentityHashMap
继承 AbstractMap 类,比较文档时使用引用相等。 |
在前面的教程中已经讨论通过 java.util 包中定义的类,如下所示:
序号 | 类描述 |
---|---|
1 | Vector
Vector 类实现了一个动态数组。和 ArrayList 和相似,但是两者是不同的。 |
2 | Stack
栈是 Vector 的一个子类,它实现了一个标准的后进先出的栈。 |
3 | Dictionary
Dictionary 类是一个抽象类,用来存储键/值对,作用和 Map 类相似。 |
4 | Hashtable
Hashtable 是原始的 java.util 的一部分, 是一个 Dictionary 具体的实现 。 |
5 | Properties
Properties 继承于 Hashtable.表示一个持久的属性集.属性列表中每个键及其对应值都是一个字符串。 |
6 | BitSet
一个 Bitset 类创建一种特殊类型的数组来保存位值。BitSet 中数组大小会随需要增加。 |
一个 Bitset 类创建一种特殊类型的数组来保存位值。BitSet 中数组大小会随需要增加。
集合框架定义了几种算法,可用于集合和映射。这些算法被定义为集合类的静态方法。
在尝试比较不兼容的类型时,一些方法能够抛出 ClassCastException
异常。当试图修改一个不可修改的集合时,抛出UnsupportedOperationException
异常。
集合定义三个静态的变量:EMPTY_SET EMPTY_LIST,EMPTY_MAP 的。这些变量都不可改变。
序号 | 算法描述 |
---|---|
1 | Collection Algorithms
这里是一个列表中的所有算法实现。 |
通常情况下,你会希望遍历一个集合中的元素。例如,显示集合中的每个元素。
做到这一点最简单的方法是采用一个迭代器,它是一个对象,实现了 Iterator 接口或 ListIterator 接口。
迭代器,使你能够通过循环来得到或删除集合的元素。ListIterator 继承了 Iterator,以允许双向遍历列表和修改元素。
这里通过实例列出 Iterator 和 listIterator 接口提供的所有方法。
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