java 集合类Array、List、Map区别和联系

本文介绍了Java集合类的主要分类,包括Array、Arrays的操作方法,Collection和Map的区别及其子类关系,并给出了选择不同集合类的建议。

java集合类主要分为以下三类:

第一类:Array、Arrays

第二类:Collection :List、Set
第三类:Map :HashMap、HashTable

一、Array , Arrays

Java所有“存储及随机访问一连串对象”的做法,array是最有效率的一种。

1、
效率高,但容量固定且无法动态改变。
array还有一个缺点是,无法判断其中实际存有多少元素,length只是告诉我们array的容量。

2、Java中有一个Arrays类,专门用来操作array 。
arrays中拥有一组static函数,
equals():比较两个array是否相等。array拥有相同元素个数,且所有对应元素两两相等。
fill():将值填入array中。
sort():用来对array进行排序。
binarySearch():在排好序的array中寻找元素。
System.arraycopy():array的复制。

二、Collection , Map

若撰写程序时不知道究竟需要多少对象,需要在空间不足时自动扩增容量,则需要使用容器类库,array不适用。

1、Collection 和 Map 的区别

容器内每个为之所存储的元素个数不同。
Collection类型者,每个位置只有一个元素。
Map类型者,持有 key-value pair,像个小型数据库。

2、各自旗下的子类关系

Collection
–List : 将以特定次序存储元素。所以取出来的顺序可能和放入顺序不同。
–ArrayList / LinkedList / Vector
–Set : 不能含有重复的元素
–HashSet / TreeSet
Map
–HashMap
– HashTable
– TreeMap

3、其他特征

  • List,Set,Map将持有对象一律视为Object型别。
  • Collection、List、Set、Map都是接口,不能实例化。
    继承自它们的 ArrayList, Vector, HashTable, HashMap是具象class,这些才可被实例化。
  • vector容器确切知道它所持有的对象隶属什么型别。vector不进行边界检查。

三、Collections

Collections是针对集合类的一个帮助类。 提供了一系列静态 方法实现对各种集合的搜索、排序、线程完全化等操作。
相当于对Array进行类似操作的类——Arrays。
如,Collections.max(Collection coll); 取coll中最大的元素。
Collections.sort(List list); 对list中元素排序

四、如何选择?

1、容器类和Array的区别、择取
* 容器类仅能持有对象引用(指向对象的指针),而不是将对象信息copy一份至数列某位置。
* 一旦将对象置入容器内,便损失了该对象的型别信息。

2、
* 在各种Lists中,最好的做法是以ArrayList作为缺省选择。当插入、删除频繁时,使用LinkedList();
Vector总是比ArrayList慢,所以要尽量避免使用。
* 在各种Sets中,HashSet通常优于HashTree(插入、查找)。只有当需要产生一个经过排序的序列,才用TreeSet。
HashTree存在的唯一理由:能够维护其内元素的排序状态。
* 在各种Maps中
HashMap用于快速查找。
* 当元素个数固定,用Array,因为Array效率是最高的。

结论:最常用的是ArrayList,HashSet,HashMap,Array。

注意:

1、Collection没有get()方法 来取得某个元素。只能通过iterator()遍历元素。
2、Set 和Collection拥有一模一样的接口。
3、List ,可以通过get()方法来一次取出一个元素 。使用数字来选择一堆对象中的一个,get(0)…。(add/get)
4、一般使用ArrayList。用LinkedList构造堆栈stack、队列queue 。

5、Map用 put(k,v) / get(k) ,还可以使用containsKey()/containsValue()来检查其中是否含有某个key/value。
HashMap会利用对象的hashCode来快速找到key。
* hashing
哈希码就是将对象的信息经过一些转变形成一个独一无二的int值,这个值存储在一个array中。
我们都知道所有存储结构中,array查找速度是最快的。所以,可以加速查找。

   发生碰撞时,让array指向多个values。即,数组每个位置上又生成一个梿表。

6、Map中元素,可以将key序列、value序列单独抽取出来。
使用keySet() 抽取key序列,将map中的所有keys生成一个Set。
使用values( ) 抽取value序列,将map中的所有values生成一个Collection。

为什么一个生成Set,一个生成Collection?那是因为,key总是独一无二的,value允许重复。

### 联系 Array(数组)、List(列表) Map(映射)都是 Java 中用于存储数据的容器。List 是基于 Array 实现的,部分 List 实现类(如 `ArrayList`)内部使用数组来存储元素,当元素数量超过数组容量时会进行扩容操作。此外,它们都可以通过相应的方法来存储管理数据。 ### 区别 #### 1. 定义结构 - **Array**:是 Java 中最基本的数据结构,用于存储固定大小的相同类型元素的集合。数组一旦创建,其大小不能改变。例如: ```java int[] array = new int[5]; ``` - **List**:是一个接口,它继承自 `Collection` 接口,代表一个有序的元素序列,允许存储重复元素。常见的实现类有 `ArrayList` `LinkedList`。例如: ```java import java.util.ArrayList; import java.util.List; List<Integer> list = new ArrayList<>(); ``` - **Map**:是一个接口,存储键值对(key - value),键是唯一的,一个键对应一个值。常见的实现类有 `HashMap`、`TreeMap` 等。例如: ```java import java.util.HashMap; import java.util.Map; Map<String, Integer> map = new HashMap<>(); ``` #### 2. 元素访问 - **Array**:通过索引访问元素,索引从 0 开始。例如: ```java int[] array = {1, 2, 3}; int element = array[1]; // 访问索引为 1 的元素 ``` - **List**:同样通过索引访问元素,索引也是从 0 开始。例如: ```java import java.util.ArrayList; import java.util.List; List<Integer> list = new ArrayList<>(); list.add(1); list.add(2); int element = list.get(1); // 访问索引为 1 的元素 ``` - **Map**:通过键来访问值。例如: ```java import java.util.HashMap; import java.util.Map; Map<String, Integer> map = new HashMap<>(); map.put("one", 1); int value = map.get("one"); // 通过键 "one" 访问值 ``` #### 3. 大小可变性 - **Array**:大小在创建时确定,之后不能改变。如果需要改变大小,需要创建一个新的数组并复制元素。 - **List**:大小可以动态改变,当添加或删除元素时,List 会自动调整大小。 - **Map**:大小也是动态的,可以随时添加或删除键值对。 #### 4. 元素特性 - **Array**:只能存储相同类型的元素。 - **List**:可以存储相同类型的元素,也可以存储不同类型的元素(如果使用 `List<Object>`),但通常建议存储相同类型的元素以避免类型转换问题。 - **Map**:键必须是唯一的,值可以重复。 #### 5. 常用方法 - **Array**:Java 提供了 `Arrays` 类来操作数组,如 `equals()` 比较两个数组是否相等、`fill()` 将值填入数组、`sort()` 对数组进行排序等 [^2]。 ```java import java.util.Arrays; int[] array = {3, 1, 2}; Arrays.sort(array); // 对数组进行排序 ``` - **List**:提供了 `add()` 添加元素、`get()` 获取元素、`size()` 获取元素个数等方法 [^1]。 ```java import java.util.ArrayList; import java.util.List; List<Integer> list = new ArrayList<>(); list.add(1); int size = list.size(); // 获取列表元素个数 ``` - **Map**:提供了 `put()` 添加键值对、`get()` 根据键获取值、`containsKey()` 判断是否包含某个键等方法。 ```java import java.util.HashMap; import java.util.Map; Map<String, Integer> map = new HashMap<>(); map.put("one", 1); boolean containsKey = map.containsKey("one"); // 判断是否包含键 "one" ```
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