Java数据结构内容整理

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关键字: 数据结构 Collection：List、Set 
Map：HashMap、HashTable

如何在它们之间选择

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。

 

Collection List Set Map 区别记忆 
    这些都代表了Java中的集合，这里主要从其元素是否有序，是否可重复来进行区别记忆，以便恰当地使用，当然还存在同步方面的差异。 
    有序否 允许元素重复否 
    Collection 否 是 
    List 是 是 
    AbstractSet 否 否 
    HashSet 否 否 
    TreeSet 是（用二叉树排序） 否 
    AbstractMap 否 使用key-value来映射和存储数据，Key必须惟一，value可以重复 
    HashMap 否 使用key-value来映射和存储数据，Key必须惟一，value可以重复 
    TreeMap 是（用二叉树排序） 使用key-value来映射和存储数据，Key必须惟一，value可以重复

    List 接口对Collection进行了简单的扩充，它的具体实现类常用的有ArrayList和LinkedList。你可以将任何东西放到一个List容器 中，并在需要时从中取出。ArrayList从其命名中可以看出它是一种类似数组的形式进行存储，因此它的随机访问速度极快，而LinkedList的内 部实现是链表，它适合于在链表中间需要频繁进行插入和删除操作。在具体应用时可以根据需要自由选择。前面说的Iterator只能对容器进行向前遍历，而 ListIterator则继承了Iterator的思想，并提供了对List进行双向遍历的方法。

    Set接口也是 Collection的一种扩展，而与List不同的时，在Set中的对象元素不能重复，也就是说你不能把同样的东西两次放入同一个Set容器中。它的常 用具体实现有HashSet和TreeSet类。HashSet能快速定位一个元素，但是你放到HashSet中的对象需要实现hashCode()方 法，它使用了前面说过的哈希码的算法。而TreeSet则将放入其中的元素按序存放，这就要求你放入其中的对象是可排序的，这就用到了集合框架提供的另外 两个实用类Comparable和Comparator。一个类是可排序的，它就应该实现Comparable接口。有时多个类具有相同的排序算法，那就 不需要在每分别重复定义相同的排序算法，只要实现Comparator接口即可。集合框架中还有两个很实用的公用类：Collections和 Arrays。Collections提供了对一个Collection容器进行诸如排序、复制、查找和填充等一些非常有用的方法，Arrays则是对一 个数组进行类似的操作。

      Map是一种把键对象和值对象进行关联的容器，而一个值对象又可以是一个Map，依次类推，这样就可 形成一个多级映射。对于键对象来说，像Set一样，一个Map容器中的键对象不允许重复，这是为了保持查找结果的一致性;如果有两个键对象一样，那你想得 到那个键对象所对应的值对象时就有问题了，可能你得到的并不是你想的那个值对象，结果会造成混乱，所以键的唯一性很重要，也是符合集合的性质的。当然在使 用过程中，某个键所对应的值对象可能会发生变化，这时会按照最后一次修改的值对象与键对应。对于值对象则没有唯一性的要求。你可以将任意多个键都映射到一 个值对象上，这不会发生任何问题（不过对你的使用却可能会造成不便，你不知道你得到的到底是那一个键所对应的值对象）。Map有两种比较常用的实现： HashMap和TreeMap。HashMap也用到了哈希码的算法，以便快速查找一个键，TreeMap则是对键按序存放，因此它便有一些扩展的方 法，比如firstKey(),lastKey()等，你还可以从TreeMap中指定一个范围以取得其子Map。键和值的关联很简单，用pub (Object key,Object value)方法即可将一个键与一个值对象相关联。用get(Object key)可得到与此key对象所对应的值对象