java集合類及其數據結構歸納(java集合類及其數據結構歸納總結)

  • 1、Java的數據結構你用過哪些?Map與Set的本質區別是什麼?
  • 2、java集合是什麼?
  • 3、JAVA數據結構有哪幾種
  • 4、北大青鳥java培訓:軟體開發集合類的概念解析?
  • 5、怎麼才能了解JAVA集合類?集合類是什麼?
  • 6、java中的集合分類

java中常見的數據結構有:

數組

集合類——Collection(list(ArrayList,LinkedList),set(HashSet))

List 是鏈表(介面),是可以允許出現重複值的。它的具體實現類:ArrayList和LinkedList

set 是集合(介面),不允許出現重複值。它的具體實現類HashMap

ArrayList 實現鏈表的內部結構是用數組(Array)。查找高效,修改低效

LinkedList 實現鏈表的內部結構是鏈表(Linked)。查找低效,修改高效

set是集合(介面),不允許出現重複值

Iterator迭代器

簡介:java提供的迭代器介面進行java collection的遍歷。Iterator模式是用於遍歷類的標準訪問方法

所有的繼承Coollection的集合類子類,都有Iterator()方法用於反饋迭代器,程序額可以獲取這個迭代器對象對Collection對象中的元素進行遍歷。

鍵值對容器 ——Map

Map是一種把鍵對象和值對象進行關聯的容器

指出:像set一樣,一個Map容器中的鍵對象不允許重複,這是為了保證查找結果的一致性。

Java集合是什麼:

Java 中的集合類庫可以幫助我們在程序設計中實現傳統的數據結構。

Java的集合類是一個用來存放對象的容器,有以下特點:

1、Java集合只能存放對象。加入添加了一個基本數據類型,會被自動裝箱後存入集合。

2、集合存放的是多個對象的引用,對象本身是在堆內存中的。

3、集合可以存放不同類型,不限數量的數據類型。

集合分三種:1、Set 2 、List 3、Map,下面進行具體介紹。

擴展鏈接:

主要內容:

1)手寫ArrayList

2)手寫單鏈表

3)手寫LinkedList

4)手寫HashMap

5)手寫HashSet

6)最新並發集合類

學習目標:

1. 掌握手寫ArrayList

2. 掌握手寫單鏈表

3. 掌握手寫LinkedList

4. 掌握手寫HashMap

5. 掌握手寫HashSet

6. 理解最新並發集合類底層原理

視頻課程小結:

01_集合提升訓練_手寫ArrayList_get_size_isEmpty_自定義異常

02_集合提升訓練_手寫ArrayList_構造方法_add

03_集合提升訓練_手寫ArrayList_toString_iterator

04_集合提升循環_手寫單鏈表_get

05_集合提升訓練_手寫單鏈表_add_remove_toString

06_集合提升訓練_手寫LinkedList

07_集合提升訓練_手寫LinkedList_添加內存分配圖

08_集合提升訓練_HashMap的原理和代碼準備

09_集合提升訓練_手寫HashMap的put

10_集合提升訓練_手寫HashMap的get_toString

11_集合提升訓練_手寫HashSet

12_集合提升訓練_新一代並發集合類

JAVA數據結構有以下幾種:

1、List:

List是有序的Collection,使用此介面能夠精確的控制每個元素插入的位置。用戶能夠使用索引(元素在List中的位置,類似於數組下 標)來訪問List中的元素,這類似於Java的數組。

2、Vector:

基於數組(Array)的List,其實就是封裝了數組所不具備的一些功能方便我們使用,所以它難易避免數組的限制,同時性能也不可能超越數組。

另外很重要的一點就是Vector是線程同步的(sychronized)的,這也是Vector和ArrayList 的一個的重要區別。

3、ArrayList:

同Vector一樣是一個基於數組上的鏈表,但是不同的是ArrayList不是同步的。所以在性能上要比Vector好一些,但是當運行到多線程環境中時,可需要自己在管理線程的同步問題。

4、LinkedList:

LinkedList不同於前面兩種List,它不是基於數組的,所以不受數組性能的限制。 它每一個節點(Node)都包含兩方面的內容:節點本身的數據(data),下一個節點的信息(nextNode)。

所以當對LinkedList做添加,刪除動作的時候就不用像基於數組的ArrayList一樣,必須進行大量的數據移動。只要更改nextNode的相關信息就可以實現了,這是LinkedList的優勢。

5、HashSet:

雖然Set同List都實現了Collection介面,但是他們的實現方式卻大不一樣。List基本上都是以Array為基礎。

但是Set則是在 HashMap的基礎上來實現的,這就是Set和List的根本區別。HashSet的存儲方式是把HashMap中的Key作為Set的對應存儲項。

6、HashMap:

基於哈希表的 Map 介面的實現。此實現提供所有可選的映射操作,並允許使用 null 值和 null 鍵。(除了不同步和允許使用 null 之外,HashMap 類與 Hashtable 大致相同。)此類不保證映射的順序,特別是它不保證該順序恆久不變。

7、HashTable:

Hashtable 是一個散列表,它存儲的內容是鍵值對(key-value)映射。Hashtable 繼承於Dictionary,實現了Map、Cloneable、java.io.Serializable介面。

Hashtable 的函數都是同步的,這意味著它是線程安全的。它的key、value都不可以為nul

我們學習java編程開發語言,除了需要掌握基本語法以外,同時也需要了解什麼是集合與數據結構,下面我們就通過具體的案例分析來了解一下吧。

希望通過對本文的閱讀,大家對於java編程有更多的了解。

什麼是集合類如果你學習說數據結構,那麼學習集合就很簡單.因為集合就是存儲數據的結構.例如有鏈表結構(list)還有map結構.等等.集合類就是存儲數據的集合.Collection介面.由Set類.以及List類就行實現.並且還有子類.Map有HashMap類.還有TreeMap類繼承.各個類都是不一樣的.比如List.代表鏈表類.可以存儲數據,是連續的.只要有前驅後繼即可.子類就是對鏈表進行了限制而已.二丶Collection介面每次學習一個類的時候.都要從它的頂層開始學習.比如我們學習list類.那麼先就要看他的父類.父類是否還有父類.因為公共父類是Object,所以我們就不介紹了.直接介紹Conllection介面這個介面.是層級結構中的根介面.構成Collection的單位稱為元素.Collection通常是不能直接使用的.但是這個介面提供了添加元素.刪除元素.管理數據的方法.List跟Set介面.都繼承了Collection介面.所以她們也都默認有這些方法.三丶List介面從上面的類的繼承圖可以看到.List介面實現了Collection介面.所以List介面中包含了Collection介面的方法.但是List介面還提供了兩個重要的方法.get(intindex):獲取指定索引位置的元素set(intindex,Objectobj);將集合中指定索引位置的對象修改為指定的對象.提供了Setget方法.因為添加了兩個重要方法.所以List介面有兩個類實現了它.分別有不同的作用ArrayList類:這個類就是可變的數組.我們定義的數組都是死的.new多大就是多大.它是可以變得.跟數組一樣用.就是可以自動變.我們自己也可以封裝.在C++中就是STL的vcteor.作用:可以進行快速的隨機訪問.缺點就是向指定索引位置插入或者刪除對象慢.原因:如果學過C++並且自己封裝就知道.其實當你數據超過數組大位置的時候.而是釋放這塊內存.重新申請一塊大內存.並且江西北大青鳥建議拷貝原有數據.然後插入到指定位置的時候.,還需要遍曆數組.移動元素.所以底層做了很多.所以這就是慢的原因.

數組是集合的一種,是集合的一個子集,你理解了數組就理解了集合.

理解集合類

集合類存放於java.util包中。

集合類存放的都是對象的引用,而非對象本身,出於表達上的便利,我們稱集合中的對象就是指集合中對象的引用(reference)。

集合類型主要有3種:set(集)、list(列表)和map(映射)。

(1)集

集(set)是最簡單的一種集合,它的對象不按特定方式排序,只是簡單的把對象加入集合中,就像往口袋裡放東西。

對集中成員的訪問和操作是通過集中對象的引用進行的,所以集中不能有重複對象。

集也有多種變體,可以實現排序等功能,如TreeSet,它把對象添加到集中的操作將變為按照某種比較規則將其插入到有序的對象序列中。它實現的是SortedSet介面,也就是加入了對象比較的方法。通過對集中的對象迭代,我們可以得到一個升序的對象集合。

(2)列表

列表的主要特徵是其對象以線性方式存儲,沒有特定順序,只有一個開頭和一個結尾,當然,它與根本沒有順序的集是不同的。

列表在數據結構中分別表現為:數組和向量、鏈表、堆棧、隊列。

關於實現列表的集合類,是我們日常工作中經常用到的,將在後邊的筆記詳細介紹。

(3)映射

映射與集或列表有明顯區別,映射中每個項都是成對的。映射中存儲的每個對象都有一個相關的關鍵字(Key)對象,關鍵字決定了對象在映射中的存儲位置,檢索對象時必須提供相應的關鍵字,就像在字典中查單詞一樣。關鍵字應該是唯一的。

關鍵字本身並不能決定對象的存儲位置,它需要對過一種散列(hashing)技術來處理,產生一個被稱作散列碼(hash code)的整數值,散列碼通常用作一個偏置量,該偏置量是相對於分配給映射的內存區域起始位置的,由此確定關鍵字/對象對的存儲位置。理想情況下,散列處理應該產生給定範圍內均勻分布的值,而且每個關鍵字應得到不同的散列碼。

集合類簡介

java.util中共有13個類可用於管理集合對象,它們支持集、列表或映射等集合,以下是這些類的簡單介紹

集:

HashSet: 使用HashMap的一個集的實現。雖然集定義成無序,但必須存在某種方法能相當高效地找到一個對象。使用一個HashMap對象實現集的存儲和檢索操作是在固定時間內實現的.

TreeSet: 在集中以升序對對象排序的集的實現。這意味著從一個TreeSet對象獲得第一個迭代器將按升序提供對象。TreeSet類使用了一個TreeMap.

列表:

Vector: 實現一個類似數組一樣的表,自動增加容量來容納你所需的元素。使用下標存儲和檢索對象就象在一個標準的數組中一樣。你也可以用一個迭代器從一個Vector中檢索對象。Vector是唯一的同步容器類??當兩個或多個線程同時訪問時也是性能良好的。

Stack: 這個類從Vector派生而來,並且增加了方法實現棧??一種後進先出的存儲結構。

LinkedList: 實現一個鏈表。由這個類定義的鏈表也可以像棧或隊列一樣被使用。

ArrayList: 實現一個數組,它的規模可變並且能像鏈表一樣被訪問。它提供的功能類似Vector類但不同步。

映射:

HashTable: 實現一個映象,所有的鍵必須非空。為了能高效的工作,定義鍵的類必須實現hashcode()方法和equal()方法。這個類是前面java實現的一個繼承,並且通常能在實現映象的其他類中更好的使用。

HashMap: 實現一個映象,允許存儲空對象,而且允許鍵是空(由於鍵必須是唯一的,當然只能有一個)。

WeakHashMap: 實現這樣一個映象:通常如果一個鍵對一個對象而言不再被引用,鍵/對象對將被捨棄。這與HashMap形成對照,映象中的鍵維持鍵/對象對的生命周期,儘管使用映象的程序不再有對鍵的引用,並且因此不能檢索對象。

TreeMap: 實現這樣一個映象,對象是按鍵升序排列的。

Set和List都是由公共介面Collection擴展而來,所以它們都可以使用一個類型為Collection的變數來引用。這就意味著任何列表或集構成的集合都可以用這種方式引用,只有映射類除外(但也不是完全排除在外,因為可以從映射獲得一個列表。)所以說,把一個列表或集傳遞給方法的標準途徑是使用Collection類型的參數

JAVA集合框架特徵介紹(詳細的去看看動力節點的java基礎大全301集就知道了)

數據結構是以某種形式將數據組織在一起的集合,它不僅存儲數據,還支持訪問和處理數據的操作。Java提供了幾個能有效地組織和操作數據的數據結構,這些數據結構通常稱為Java集合框架。在平常的學習開發中,靈活熟練地使用這些集合框架,可以很明顯地提高我們的開發效率,當然僅僅會用還是不夠的,理解其中的設計思想與原理才能更好地提高我們的開發水平。下面是自己對Java集合框架方面的學習總結。

一、概述

二、Collection介面   1.List   2.Set   3.Queue

三、Map介面   1.HashMap實現原理   2.其它Map實現類

四、其它集合類

五、總結

一、概述

在Java 2之前,Java是沒有完整的集合框架的。它只有一些簡單的可以自擴展的容器類,比如Vector,Stack,Hashtable等。這些容器類在使用的過程中由於效率問題飽受詬病,因此在Java 2中,Java設計者們進行了大刀闊斧的整改,重新設計,於是就有了現在的集合框架。需要注意的是,之前的那些容器類庫並沒有被棄用而是進行了保留,主要是為了向下兼容的目的,但我們在平時使用中還是應該盡量少用。

Java集合框架

從上面的集合框架圖可以看到,Java集合框架主要包括兩種類型的容器,一種是集合(Collection),存儲一個元素集合,另一種是圖(Map),存儲鍵/值對映射。Collection介面又有3種子類型,List、Set和Queue,再下面是一些抽象類,最後是具體實現類,常用的有ArrayList、LinkedList、HashSet、LinkedHashSet、HashMap、LinkedHashMap等等。

二、Collection介面

Collection介面是處理對象集合的根介面,其中定義了很多對元素進行操作的方法,AbstractCollection是提供Collection部分實現的抽象類。下圖展示了Collection介面中的全部方法。

Collection介面結構

其中,有幾個比較常用的方法,比如方法add()添加一個元素到集合中,addAll()將指定集合中的所有元素添加到集合中,contains()方法檢測集合中是否包含指定的元素,toArray()方法返回一個表示集合的數組。Collection介面有三個子介面,下面詳細介紹。

1.List

List介面擴展自Collection,它可以定義一個允許重複的有序集合,從List介面中的方法來看,List介面主要是增加了面向位置的操作,允許在指定位置上操作元素,同時增加了一個能夠雙向遍歷線性表的新列表迭代器ListIterator。AbstractList類提供了List介面的部分實現,AbstractSequentialList擴展自AbstractList,主要是提供對鏈表的支持。下面介紹List介面的兩個重要的具體實現類,也是我們可能最常用的類,ArrayList和LinkedList。

ArrayList

通過閱讀ArrayList的源碼,我們可以很清楚地看到裡面的邏輯,它是用數組存儲元素的,這個數組可以動態創建,如果元素個數超過了數組的容量,那麼就創建一個更大的新數組,並將當前數組中的所有元素都複製到新數組中。假設第一次是集合沒有任何元素,下面以插入一個元素為例看看源碼的實現。

1、方法add(E e)向集合中添加指定元素。   public boolean add(E e) {

ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!

elementData[size++] = e;        return true;

}2、此方法主要是確定將要創建的數組大小。  private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {        if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {

minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);

}

ensureExplicitCapacity(minCapacity);

}    private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {

modCount++;        if (minCapacity – elementData.length 0)

grow(minCapacity);

}3、最後是創建數組,可以明顯的看到先是確定了添加元素後的大小之後將元素複製到新數組中。    private void grow(int minCapacity) {        // overflow-conscious code        int oldCapacity = elementData.length;        int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity 1);        if (newCapacity – minCapacity 0)

newCapacity = minCapacity;        if (newCapacity – MAX_ARRAY_SIZE 0)

newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);        // minCapacity is usually close to size, so this is a win:

elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);

}

LinkedList

同樣,我們打開LinkedList的源文件,不難看到LinkedList是在一個鏈表中存儲元素。

在學習數據結構的時候,我們知道鏈表和數組的最大區別在於它們對元素的存儲方式的不同導致它們在對數據進行不同操作時的效率不同,同樣,ArrayList與LinkedList也是如此,實際使用中我們需要根據特定的需求選用合適的類,如果除了在末尾外不能在其他位置插入或者刪除元素,那麼ArrayList效率更高,如果需要經常插入或者刪除元素,就選擇LinkedList。

2.Set

Set介面擴展自Collection,它與List的不同之處在於,規定Set的實例不包含重複的元素。在一個規則集內,一定不存在兩個相等的元素。AbstractSet是一個實現Set介面的抽象類,Set介面有三個具體實現類,分別是散列集HashSet、鏈式散列集LinkedHashSet和樹形集TreeSet。

散列集HashSet

散列集HashSet是一個用於實現Set介面的具體類,可以使用它的無參構造方法來創建空的散列集,也可以由一個現有的集合創建散列集。在散列集中,有兩個名詞需要關注,初始容量和客座率。客座率是確定在增加規則集之前,該規則集的飽滿程度,當元素個數超過了容量與客座率的乘積時,容量就會自動翻倍。

原創文章,作者:JO59P,如若轉載,請註明出處:https://www.506064.com/zh-tw/n/127172.html

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