Collection 概述

   线性表，链表，哈希表是常用的数据结构，在进行 Java开发时，JDK已经为我们提供了一系列相应的类来实现基本的数据结构。这些类均在java.util包中。本文试图通过简单的描述，向读者阐述各个类的作用以及如何正确使用这些类。

    Collection
    ├List
    │├LinkedList
    │├ArrayList
    │└Vector
    │　└Stack
    └Set
    Map
    ├Hashtable
    ├HashMap
    └WeakHashMap

    Collection接口
    　　Collection是最基本的集合接口，一个Collection代表一组Object，即Collection的元素（Elements）。一些Collection允许相同的元素而另一些不行。一些能排序而另一些不行。Java  SDK不提供直接继承自Collection的类，Java  SDK提供的类都是继承自Collection的“子接口”如List和Set。
    　　所有实现Collection接口的类都必须提供两个标准的构造函数：无参数的构造函数用于创建一个空的Collection，有一个Collection参数的构造函数用于创建一个新的Collection，这个新的Collection与传入的Collection有相同的元素。后一个构造函数允许用户复制一个Collection。
    　　如何遍历Collection中的每一个元素？不论Collection的实际类型如何，它都支持一个iterator()的方法，该方法返回一个迭代子，使用该迭代子即可逐一访问Collection中每一个元素。典型的用法如下：
    　　　　Iterator  it  =  collection.iterator();  //  获得一个迭代子
    　　　　while(it.hasNext())  {
    　　　　　　Object  obj  =  it.next();  //  得到下一个元素
    　　　　}
    　　由Collection接口派生的两个接口是List和Set。

    List接口
    　　List是有序的Collection，使用此接口能够精确的控制每个元素插入的位置。用户能够使用索引（元素在List中的位置，类似于数组下标）来访问List中的元素，这类似于Java的数组。
    和下面要提到的Set不同，List允许有相同的元素。
    　　除了具有Collection接口必备的iterator()方法外，List还提供一个listIterator()方法，返回一个ListIterator接口，和标准的Iterator接口相比，ListIterator多了一些add()之类的方法，允许添加，删除，设定元素，还能向前或向后遍历。
    　　实现List接口的常用类有LinkedList，ArrayList，Vector和Stack。

    LinkedList类
    　　LinkedList实现了List接口，允许null元素。此外LinkedList提供额外的get，remove，insert方法在LinkedList的首部或尾部。这些操作使LinkedList可被用作堆栈（stack），队列（queue）或双向队列（deque）。
    　　注意LinkedList没有同步方法。如果多个线程同时访问一个List，则必须自己实现访问同步。一种解决方法是在创建List时构造一个同步的List：
    　　　　List  list  =  Collections.synchronizedList(new  LinkedList(...));

    ArrayList类
    　　ArrayList实现了可变大小的数组。

        它允许所有元素，包括null。ArrayList没有同步。
    size，isEmpty，get，set方法运行时间为常数。但是add方法开销为分摊的常数，添加n个元素需要O(n)的时间。其他的方法运行时间为线性。
    　　每个ArrayList实例都有一个容量（Capacity），即用于存储元素的数组的大小。这个容量可随着不断添加新元素而自动增加，但是增长算法并没有定义。当需要插入大量元素时，在插入前可以调用ensureCapacity方法来增加ArrayList的容量以提高插入效率。
    　　和LinkedList一样，ArrayList也是非同步的（unsynchronized）。

    Vector类
    　　Vector非常类似ArrayList，但是Vector是同步的。由Vector创建的Iterator，虽然和ArrayList创建的Iterator是同一接口，但是，因为Vector是同步的，当一个Iterator被创建而且正在被使用，另一个线程改变了Vector的状态（例如，添加或删除了一些元素），这时调用Iterator的方法时将抛出ConcurrentModificationException，因此必须捕获该异常。

    Stack  类
    　　Stack继承自Vector，实现一个后进先出的堆栈。Stack提供5个额外的方法使得Vector得以被当作堆栈使用。基本的push和pop方法，还有peek方法得到栈顶的元素，empty方法测试堆栈是否为空，search方法检测一个元素在堆栈中的位置。Stack刚创建后是空栈。

    Set接口
    　　Set是一种不包含重复的元素的Collection，即任意的两个元素e1和e2都有e1.equals(e2)=false，Set最多有一个null元素。
    　　很明显，Set的构造函数有一个约束条件，传入的Collection参数不能包含重复的元素。
    　　请注意：必须小心操作可变对象（Mutable  Object）。如果一个Set中的可变元素改变了自身状态导致Object.equals(Object)=true将导致一些问题。

    Map接口
    　　请注意，Map没有继承Collection接口，Map提供key到value的映射。一个Map中不能包含相同的key，每个key只能映射一个value。Map接口提供3种集合的视图，Map的内容可以被当作一组key集合，一组value集合，或者一组key-value映射。

    Hashtable类
    　　Hashtable继承Map接口，实现一个key-value映射的哈希表。任何非空（non-null）的对象都可作为key或者value。
    　　添加数据使用put(key,  value)，取出数据使用get(key)，这两个基本操作的时间开销为常数。
    Hashtable通过initial  capacity和load  factor两个参数调整性能。通常缺省的load  factor  0.75较好地实现了时间和空间的均衡。增大load  factor可以节省空间但相应的查找时间将增大，这会影响像get和put这样的操作。
    使用Hashtable的简单示例如下，将1，2，3放到Hashtable中，他们的key分别是”one”，”two”，”three”：
    　　　　Hashtable  numbers  =  new  Hashtable();
    　　　　numbers.put(“one”,  new  Integer(1));
    　　　　numbers.put(“two”,  new  Integer(2));
    　　　　numbers.put(“three”,  new  Integer(3));
    　　要取出一个数，比如2，用相应的key：
    　　　　Integer  n  =  (Integer)numbers.get(“two”);
    　　　　System.out.println(“two  =  ”  +  n);
    　　由于作为key的对象将通过计算其散列函数来确定与之对应的value的位置，因此任何作为key的对象都必须实现hashCode和equals方法。hashCode和equals方法继承自根类Object，如果你用自定义的类当作key的话，要相当小心，按照散列函数的定义，如果两个对象相同，即obj1.equals(obj2)=true，则它们的hashCode必须相同，但如果两个对象不同，则它们的hashCode不一定不同，如果两个不同对象的hashCode相同，这种现象称为冲突，冲突会导致操作哈希表的时间开销增大，所以尽量定义好的hashCode()方法，能加快哈希表的操作。
    　　如果相同的对象有不同的hashCode，对哈希表的操作会出现意想不到的结果（期待的get方法返回null），要避免这种问题，只需要牢记一条：要同时复写equals方法和hashCode方法，而不要只写其中一个。
    　　Hashtable是同步的。

    HashMap类
    　　HashMap和Hashtable类似，不同之处在于HashMap是非同步的，并且允许null，即null  value和null  key。，但是将HashMap视为Collection时（values()方法可返回Collection），其迭代子操作时间开销和HashMap的容量成比例。因此，如果迭代操作的性能相当重要的话，不要将HashMap的初始化容量设得过高，或者load  factor过低。

    WeakHashMap类
    　　WeakHashMap是一种改进的HashMap，它对key实行“弱引用”，如果一个key不再被外部所引用，那么该key可以被GC回收。

posted @ 2008-04-17 16:22 forgood 阅读(49) | 评论 (0) | 编辑 收藏

newInstance和new的差别

在初始化一个类，生成一个实例的时候，newInstance()方法和new关键字除了一个是方法，一个是关键字外，最主要有什么区别？它们的区别在于创建对象的方式不一样，前者是使用类加载机制，后者是创建一个新类。那么为什么会有两种创建对象方式？这主要考虑到软件的可伸缩、可扩展和可重用等软件设计思想。

    Java中工厂模式经常使用newInstance()方法来创建对象，因此从为什么要使用工厂模式上可以找到具体答案。 例如：

    class c = Class.forName(“Example”);

    factory = (ExampleInterface)c.newInstance();

    其中ExampleInterface是Example的接口，可以写成如下形式：

    String className = "Example";

    class c = Class.forName(className);

    factory = (ExampleInterface)c.newInstance();

    进一步可以写成如下形式：

    String className = readfromXMlConfig;//从xml 配置文件中获得字符串

    class c = Class.forName(className);

    factory = (ExampleInterface)c.newInstance();

    上面代码已经不存在Example的类名称，它的优点是，无论Example类怎么变化，上述代码不变，甚至可以更换Example的兄弟类Example2 , Example3 , Example4……，只要他们继承ExampleInterface就可以。

    从JVM的角度看，我们使用关键字new创建一个类的时候，这个类可以没有被加载。但是使用newInstance()方法的时候，就必须保证：1、这个类已经加载；2、这个类已经连接了。而完成上面两个步骤的正是Class的静态方法forName()所完成的，这个静态方法调用了启动类加载器，即加载java API的那个加载器。

    现在可以看出，newInstance()实际上是把new这个方式分解为两步，即首先调用Class加载方法加载某个类，然后实例化。 这样分步的好处是显而易见的。我们可以在调用class的静态加载方法forName时获得更好的灵活性，提供给了一种降耦的手段。

    最后用最简单的描述来区分new关键字和newInstance()方法的区别：

    newInstance: 弱类型。低效率。只能调用无参构造。

    new: 强类型。相对高效。能调用任何public构造。