java双向队列
‘壹’ java简单问题
下面详细介绍了 linkedlist 还有其他几个类似的对象 希望对你有用
祝你好用
ArrayList Vector LinkedList 区别与用法
ArrayList,LinkedList,Vestor这三个类都实现了java.util.List接口,但它们有各自不同的特性,主要如下:
一、同步性
ArrayList,LinkedList是不同步的,而Vestor是的。所以如果要求线程安全的话,可以使用ArrayList或LinkedList,可以节省为同步而耗费开销。但在多线程的情况下,有时候就不得不使用Vector了。当然,也可以通过一些办法包装ArrayList,LinkedList,使他们也达到同步,但效率可能会有所降低。
二、数据增长
从内部实现机制来讲ArrayList和Vector都是使用Objec的数组形式来存储的。当你向这两种类型中增加元素的时候,如果元素的数目超出了内部数组目前的长度它们都需要扩展内部数组的长度,Vector缺省情况下自动增长原来一倍的数组长度,ArrayList是原来的50%,所以最后你获得的这个集合所占的空间总是比你实际需要的要大。所以如果你要在集合中保存大量的数据那么使用Vector有一些优势,因为你可以通过设置集合的初始化大小来避免不必要的资源开销。
三、检索、插入、删除对象的效率
ArrayList和Vector中,从指定的位置(用index)检索一个对象,或在集合的末尾插入、删除一个对象的时间是一样的,可表示为O(1)。但是,如果在集合的其他位置增加或移除元素那么花费的时间会呈线形增长:O(n-i),其中n代表集合中元素的个数,i代表元素增加或移除元素的索引位置。为什么会这样呢?以为在进行上述操作的时候集合中第i和第i个元素之后的所有元素都要执行(n-i)个对象的位移操作。
LinkedList中,在插入、删除集合中任何位置的元素所花费的时间都是一样的—O(1),但它在索引一个元素的时候比较慢,为O(i),其中i是索引的位置。
所以,如果只是查找特定位置的元素或只在集合的末端增加、移除元素,那么使用Vector或ArrayList都可以。如果是对其它指定位置的插入、删除操作,最好选择LinkedList
ArrayList 和Vector是采用数组方式存储数据,此数组元素数大于实际存储的数据以便增加和插入元素,都允许直接序号索引元素,但是插入数据要设计到数组元素移动等内存操作,所以索引数据快插入数据慢,Vector由于使用了synchronized方法(线程安全)所以性能上比ArrayList要差,LinkedList使用双向链表实现存储,按序号索引数据需要进行向前或向后遍历,但是插入数据时只需要记录本项的前后项即可,所以插入数度较快!
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也是异步的(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,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是异步的,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。
总结
如果涉及到堆栈,队列等操作,应该考虑用List,对于需要快速插入,删除元素,应该使用LinkedList,如果需要快速随机访问元素,应该使用ArrayList。
如果程序在单线程环境中,或者访问仅仅在一个线程中进行,考虑异步的类,其效率较高,如果多个线程可能同时操作一个类,应该使用同步的类。
要特别注意对哈希表的操作,作为key的对象要正确复写equals和hashCode方法。
尽量返回接口而非实际的类型,如返回List而非ArrayList,这样如果以后需要将ArrayList换成LinkedList时,客户端代码不用改变。这就是针对抽象编程。
同步性
Vector是同步的。这个类中的一些方法保证了Vector中的对象是线程安全的。而ArrayList则是异步的,因此ArrayList中的对象并不是线程安全的。因为同步的要求会影响执行的效率,所以如果你不需要线程安全的集合那么使用ArrayList是一个很好的选择,这样可以避免由于同步带来的不必要的性能开销。
数据增长
从内部实现机制来讲ArrayList和Vector都是使用数组(Array)来控制集合中的对象。当你向这两种类型中增加元素的时候,如果元素的数目超出了内部数组目前的长度它们都需要扩展内部数组的长度,Vector缺省情况下自动增长原来一倍的数组长度,ArrayList是原来的50%,所以最后你获得的这个集合所占的空间总是比你实际需要的要大。所以如果你要在集合中保存大量的数据那么使用Vector有一些优势,因为你可以通过设置集合的初始化大小来避免不必要的资源开销。
使用模式
在ArrayList和Vector中,从一个指定的位置(通过索引)查找数据或是在集合的末尾增加、移除一个元素所花费的时间是一样的,这个时间我们用O(1)表示。但是,如果在集合的其他位置增加或移除元素那么花费的时间会呈线形增长:O(n-i),其中n代表集合中元素的个数,i代表元素增加或移除元素的索引位置。为什么会这样呢?以为在进行上述操作的时候集合中第i和第i个元素之后的所有元素都要执行位移的操作。这一切意味着什么呢?
这意味着,你只是查找特定位置的元素或只在集合的末端增加、移除元素,那么使用Vector或ArrayList都可以。如果是其他操作,你最好选择其他的集合操作类。比如,LinkList集合类在增加或移除集合中任何位置的元素所花费的时间都是一样的?O(1),但它在索引一个元素的使用缺比较慢-O(i),其中i是索引的位置.使用ArrayList也很容易,因为你可以简单的使用索引来代替创建iterator对象的操作。LinkList也会为每个插入的元素创建对象,所有你要明白它也会带来额外的开销。
最后,在《Practical Java》一书中Peter Haggar建议使用一个简单的数组(Array)来代替Vector或ArrayList。尤其是对于执行效率要求高的程序更应如此。因为使用数组(Array)避免了同步、额外的方法调用和不必要的重新分配空间的操作。
‘贰’ java arraylist是有序的吗
是有序的。
比如:List<Integer> list=new ArrayList<Integer>();
list.get(0)
一个list,第一个放进去是1,第二个放进去是2:
List<Integer> numList=new ArrayList<>();
numList.add(1);
numList.add(2);
当取第一个时numList.get(0);(下标从0开始)
打印它出来还是:1
(2)java双向队列扩展阅读:
LinkedList :对顺序访问进行了优化,向List中间插入与删除的开销并不大。随机访问则相对较慢。(使用ArrayList代替)还具有下列方 法:addFirst(), addLast(), getFirst(), getLast(), removeFirst() 和 removeLast(), 这些方法 (没有在任何接口或基类中定义过)使得LinkedList可以当作堆栈、队列和双向队列使用。
‘叁’ Java中Vector和ArrayList的区别
首先看这两类都实现List接口,而List接口一共有三个实现类,分别是ArrayList、Vector和LinkedList。List用于存放多个元素,能够维护元素的次序,并且允许元素的重复。3个具体实现类的相关区别如下:
ArrayList是最常用的List实现类,内部是通过数组实现的,它允许对元素进行快速随机访问。数组的缺点是每个元素之间不能有间隔,当数组大小不满足时需要增加存储能力,就要讲已经有数组的数据复制到新的存储空间中。当从ArrayList的中间位置插入或者删除元素时,需要对数组进行复制、移动、代价比较高。因此,它适合随机查找和遍历,不适合插入和删除。
Vector与ArrayList一样,也是通过数组实现的,不同的是它支持线程的同步,即某一时刻只有一个线程能够写Vector,避免多线程同时写而引起的不一致性,但实现同步需要很高的花费,因此,访问它比访问ArrayList慢。
LinkedList是用链表结构存储数据的,很适合数据的动态插入和删除,随机访问和遍历速度比较慢。另外,他还提供了List接口中没有定义的方法,专门用于操作表头和表尾元素,可以当作堆栈、队列和双向队列使用。
查看Java源代码,发现当数组的大小不够的时候,需要重新建立数组,然后将元素拷贝到新的数组内,ArrayList和Vector的扩展数组的大小不同。
ArrayList中:
1publicbooleanadd(Ee){
2
3ensureCapacity(size+1);//增加元素,判断是否能够容纳。不能的话就要新建数组
4
5elementData[size++]=e;
6
7returntrue;
8
9}
10
11publicvoidensureCapacity(intminCapacity){
12
13modCount++;
14
15intoldCapacity=elementData.length;
16
17if(minCapacity>oldCapacity){
18
19ObjectoldData[]=elementData;//此行没看出来用处,不知道开发者出于什么考虑
20
21intnewCapacity=(oldCapacity*3)/2+1;//增加新的数组的大小
22
23if(newCapacity<minCapacity)
24
25newCapacity=minCapacity;
26
27//,sothisisawin:
28
29elementData=Arrays.Of(elementData,newCapacity);
30
31}
32
33}
34
35
Vector中:
(intminCapacity){
2
3intoldCapacity=elementData.length;
4
5if(minCapacity>oldCapacity){
6
7Object[]oldData=elementData;
8
9intnewCapacity=(capacityIncrement>0)?
10
11(oldCapacity+capacityIncrement):(oldCapacity*2);
12
13if(newCapacity<minCapacity){
14
15newCapacity=minCapacity;
16
17}
18
19elementData=Arrays.Of(elementData,newCapacity);
20
21}
22
23}
24
25
关于ArrayList和Vector区别如下:
ArrayList在内存不够时默认是扩展50%+1个,Vector是默认扩展1倍。
Vector提供indexOf(obj,start)接口,ArrayList没有。
Vector属于线程安全级别的,但是大多数情况下不使用Vector,因为线程安全需要更大的系统开销。
‘肆’ 在Java中ArrayList、LinkedList、HashMap的区别是什么
Collection
├List
│├LinkedList
│├ArrayList
│└Vector
│└Stack
└Set
Map
├Hashtable
├HashMap
└WeakHashMap
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也是异步的(unsynchronized)。
HashMap类
HashMap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。
总结
如果涉及到堆栈,队列等操作,应该考虑用List,对于需要快速插入,删除元素,应该使用LinkedList,如果需要快速随机访问元素,应该使用ArrayList。
‘伍’ java中collection是什么怎么理解怎么使用
collection是个接口(常用作集合用),它下面有两个子接口分别为
(1)List(2)set
其中List是有序可重复集,set是无序不可重复集。
List又分为三类(1)ArrayList(2)LinkList(3)Vector
ArrayList内部由数组实现,适合查询;
LinkList内部由链表实现,适合增删改。
Vector几乎用不到
set又分为(1)HashSet(2)treeSet
treeSet是二叉树,有序的
HashSet采用散列存储,是无序的。
另外collection是集合的接口
collections是集合的工具类
‘陆’ java对象从queue队列中出队,对象的一个参数变为null
你说的是双向队列Deque<E>吧,队列根本没有offerLast方法。
你这上下文代码也没有,我只能猜测着试了一下:
确实是para1、para2先后出队,而且也没啥null的情况发生啊。
你检查是不是入队之前那个List就有问题,它本来就是null?可以在调试模式下跟踪一下队列的情况。
另外纠正一下,啥叫对象的参数啊,我一下都没明白过来,请叫人家成员变量。
‘柒’ “每天一道面试题”Java中的阻塞队列有哪些
Java里的阻塞队列有以下几种:
ArrayBlockingQueue :一个由数组结构组成的有界阻塞队列。
LinkedBlockingQueue :一个由链表结构组成的有界阻塞队列。
PriorityBlockingQueue :一个支持优先级排序的无界阻塞队列。
DelayQueue:一个使用优先级队列实现的无界阻塞队列。
SynchronousQueue:一个不存储元素的阻塞队列。
LinkedTransferQueue:一个由链表结构组成的无界阻塞队列。
LinkedBlockingDeque:一个由链表结构组成的双向阻塞队列。
‘捌’ JAVA集合框架的后续版本
自Java1.2之后Java版本统称为Java2,Java2中的容器类库才可以说是一种真正意义上的集合框架的实现。基本完全重新设计,但是又对Java1中的一些容器类库在新的设计上进行了保留,这主要是为了向下兼容的目的,当用Java2开发程序时,应尽量避免使用它们,Java2的集合框架已经完全可以满足你的需求。有一点需要提醒的是,在Java1中容器类库是同步化的,而Java2中的容器类库都是异步化,这可能是对执行效率进行考虑的结果。
Java2中的集合框架提供了一套设计优良的接口和类,使程序员操作成批的数据或对象元素极为方便。这些接口和类有很多对抽象数据类型操作的API,而这是我们常用的且在数据结构中熟知的。例如Maps,Sets,Lists,Arrays等。并且Java用面向对象的设计对这些数据结构和算法进行了封装,这就极大的减化了程序员编程时的负担。程序员也可以以这个集合框架为基础,定义更高级别的数据抽象,比如栈、队列和线程安全的集合等,从而满足自己的需要。
Java2的集合框架,抽其核心,主要有三类:List、Set和Map。List和Set继承了Collection,而Map则独成一体。初看上去可能会对Map独成一体感到不解,它为什么不也继承Collection呢?但是仔细想想,这种设计是合理的。一个Map提供了通过Key对Map中存储的Value进行访问,也就是说它操作的都是成对的对象元素,比如put()和get()方法,而这是一个Set或List所不就具备的。当然在需要时,你可以由keySet()方法或values()方法从一个Map中得到键的Set集或值的Collection集。 Collection接口提供了一组操作成批对象的方法
它提供了基本操作如添加、删除。它也支持查询操作如是否为空isEmpty()方法等。为了支持对Collection进行独立操作,Java的集合框架给出了一个Iterator,它使得你可以泛型操作一个Collection,而不需知道这个Collection的具体实现类型是什么。它的功能与Java1中的Enumeration类似,只是更易掌握和使用,功能也更强大。在建立集合框架时,Sun的开发团队考虑到需要提供一些灵活的接口,用来操作成批的元素,又为了设计的简便,就把那些对集合进行可选操作的方法与基本方法放到了一起。因为一个接口的实现者必须提供对接口中定义的所有方法的实现,这就需要一种途径让调用者知道它正在调用的可选方法当前不支持。最后开发团队选择使用一种信号,也即抛出一种不支持操作例外(UnsupportedOperationException),如果你在使用一个Collection中遇到一个上述的例外,那就意味着你的操作失败,比如你对一个只读Collection添加一个元素时,你就会得到一个不支持操作例外。在你实现一个集合接口时,你可以很容易的在你不想让用户使用的方法中抛出UnsupportOperationException来告诉使用者这个方法当前没有实现,UnsupportOperationException是RuntimeException的一个扩展。
另外Java2的容器类库还有一种Fail fast的机制。比如你正在用一个Iterator遍历一个容器中的对象,这时另外一个线程或进程对那个容器进行了修改,那么再用next()方法时可能会有灾难性的后果,而这是你不愿看到的,这时就会引发一个例外。这就是fail-fast。Collection的功能
下面这张表给出了Collection的所有功能,也就是你能用Set和List做什么事(不包括从Object自动继承过来的方法)。(List还有一些额外的功能。)Map不是继承Collection的,所以我们会区别对待。
boolean add(Object):确保容器能持有你传给它的那个参数。如果没有把它加进去,就返回false。(这是个“可选”的方法,本章稍后会再作解释。)
boolean addAll(Collection):加入参数Collection所含的所有元素。只要加了元素,就返回true。
void clear():清除容器所保存的所有元素。(“可选”)
boolean contains(Object):如果容器持有参数Object,就返回true。
boolean containsAll(Collection):如果容器持有参数Collection所含的全部元素,就返回true。 boolean isEmpty():如果容器里面没有保存任何元素,就返回true。
Iterator iterator():返回一个可以在容器的各元素之间移动的Iterator。
boolean removeAll(Collection):删除容器里面所有参数Collection所包含的元素。只要删过东西,就返回true。(“可选”)
boolean retainAll(Collection):只保存参数Collection所包括的元素(集合论中“交集”的概念)。如果发生过变化,则返回true。(“可选”)
int size():返回容器所含元素的数量。
Object[] toArray():返回一个包含容器中所有元素的数组。
Object[] toArray(Object[] a):返回一个包含容器中所有元素的数组,且这个数组不是普通的Object数组,它的类型应该同参数数组a的类型相同(要做类型转换)。
注意,这里没有能进行随机访问的get()方法。这是因为Collection还包括Set。而Set有它自己的内部顺序(因此随机访问是毫无意义的)。所以如果你要检查Collection的元素,你就必须使用迭代器。
接下来讲List, Set和Map的各种实现了,每讲一种容器,我都会(用星号)告诉你默认情况下应该选用哪种实现。 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。List的功能
List的基本用法是相当简单的。虽然绝大多数时候,你只是用add()加对象,用get()取对象,用iterator()获取这个序列的Iterator,但List还有一些别的很有用的方法。
实际上有两种List:擅长对元素进行随机访问的,较常用的ArrayList,和更强大的LinkedList。LinkedList不是为快速的随机访问而设计的,但是它却有一组更加通用的方法。
List(接口):List的最重要的特征就是有序;它会确保以一定的顺序保存元素。List在Collection的基础上添加了大量方法,使之能在序列中间插入和删除元素。(只对LinkedList推荐使用。)List可以制造ListIterator对象,你除了能用它在List的中间插入和删除元素之外,还能用它沿两个方向遍历List。
ArrayList*:一个用数组实现的List。能进行快速的随机访问,但是往列表中间插入和删除元素的时候比较慢。ListIterator只能用在反向遍历ArrayList的场合,不要用它来插入和删除元素,因为相比LinkedList,在ArrayList里面用ListIterator的系统开销比较高。
LinkedList:对顺序访问进行了优化。在List中间插入和删除元素的代价也不高。随机访问的速度相对较慢。(用ArrayList吧。)此外它还有addFirst(),addLast(),getFirst(),getLast(),removeFirst()和removeLast()等方法(这些方法,接口和基类均未定义),你能把它当成栈(stack),队列(queue)或双向队列(deque)来用。
记住,容器只是一个存储对象的盒子。如果这个小盒子能帮你解决所有的问题,那你就用不着去管它是怎么实现的(在绝大多数情况下,这是使用对象的基本概念)。如果开发环境里面还有一些别的,会造成固定的性能开销的因素存在,那么ArrayList和LinkedList之间的性能差别就会变得不那么重要了。你只需要它们中的一个,你甚至可以想象有这样一种“完美”的抽象容器;它能根据用途,自动地切换其底层的实现。
LinkedList的用途
用LinkedList做一个栈
“栈(stack)”有时也被称为“后进先出”(LIFO)的容器。就是说,最后一个被“压”进栈中的东西,会第一个“弹”出来。同其他Java容器一样,压进去和弹出来的东西都是Object,所以除非你只用Object的功能,否则就必须对弹起来的东西进行类型转换。
LinkedList的方法能直接实现栈的功能,所以你完全可以不写Stack而直接使用LinkedList。
如果你只想要栈的功能,那么继承就不太合适了,因为继承出来的是一个拥有LinkedList的所有方法的类。
用LinkedList做一个队列
队列(queue)是一个“先进先出”(FIFO)容器。也就是,你把一端把东西放进去,从另一端把东西取出来。所以你放东西的顺序也就是取东西的顺序。LinkedList有支持队列的功能的方法,所以它也能被当作Queue来用。
还能很轻易地用LinkedList做一个deque(双向队列)。它很像队列,只是你可以从任意一端添加和删除元素。 Set接口也是Collection的一种扩展
与List不同的是,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。Set的功能
Set的接口就是Collection的,所以不像那两个List,它没有额外的功能。实际上Set确确实实就是一个Collection--只不过行为方式不同罢了。(这是继承和多态性的完美运用:表达不同地行为。)Set会拒绝持有多个具有相同值的对象的实例(对象的“值”又是由什么决定的呢?这个问题比较复杂,我们以后会讲)。
Set(接口):加入Set的每个元素必须是唯一的;否则,Set是不会把它加进去的。要想加进Set,Object必须定义equals(),这样才能标明对象的唯一性。Set的接口和Collection的一摸一样。Set的接口不保证它会用哪种顺序来存储元素。
HashSet*:为优化查询速度而设计的Set。要放进HashSet里面的Object还得定义hashCode()。
TreeSet:是一个有序的Set,其底层是一颗树。这样你就能从Set里面提取一个有序序列了。
LinkedHashSet(JDK 1.4):一个在内部使用链表的Set,既有HashSet的查询速度,又能保存元素被加进去的顺序(插入顺序)。用Iterator遍历Set的时候,它是按插入顺序进行访问的。
HashSet保存对象的顺序是和TreeSet和LinkedHashSet不一样的。这是因为它们是用不同的方法来存储和查找元素的。(TreeSet用了一种叫红黑树的数据结构【red-black tree data structure】来为元素排序,而HashSet则用了“专为快速查找而设计”的散列函数。LinkedHashSet在内部用散列来提高查询速度,但是它看上去像是用链表来保存元素的插入顺序的。)你写自己的类的时候,一定要记住,Set要有一个判断以什么顺序来存储元素的标准,也就是说你必须实现Comparable接口,并且定义compareTo()方法。
SortedSet
SortedSet(只有TreeSet这一个实现可用)中的元素一定是有序的。这使得SortedSet接口多了一些方法:
Comparator comparator():返回Set所使用的Comparator对象,或者用null表示它使用Object自有的排序方法。
Object first():返回最小的元素。
Object last():返回最大的元素。
SortedSet subSet(fromElement, toElement):返回Set的子集,其中的元素从fromElement开始到toElement为止(包括fromElement,不包括toElement)。
SortedSet headSet(toElement):返回Set的子集,其中的元素都应小于toElement。
SortedSet headSet(toElement):返回Set的子集,其中的元素都应大于fromElement。
注意,SortedSet意思是“根据对象的比较顺序”,而不是“插入顺序”进行排序. Map是一种把键对象和值对象进行关联的容器
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put(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。
Map的功能
ArrayList能让你用数字在一个对象序列里面进行选择,所以从某种意义上讲,它是将数字和对象关联起来。但是,如果你想根据其他条件在一个对象序列里面进行选择的话,那又该怎么做呢?栈就是一个例子。它的标准是“选取最后一个被压入栈的对象”。我们常用的术语map,dictionary,或associative array就是一种非常强大的,能在序列里面进行挑选的工具。从概念上讲,它看上去像是一个ArrayList,但它不用数字,而是用另一个对象来查找对象!这是一种至关重要的编程技巧。
这一概念在Java中表现为Map。put(Object key, Object value)方法会往Map里面加一个值,并且把这个值同键(你查找时所用的对象)联系起来。给出键之后,get(Object key)就会返回与之相关的值。你也可以用containsKey()和containsValue()测试Map是否包含有某个键或值。
Java标准类库里有好几种Map:HashMap,TreeMap,LinkedHashMap,WeakHashMap,以及IdentityHashMap。它们都实现了Map的基本接口,但是在行为方式方面有着明显的诧异。这些差异体现在,效率,持有和表示对象pair的顺序,持有对象的时间长短,以及如何决定键的相等性。
性能是Map所要面对的一个大问题。如果你知道get()时怎么工作的,你就会发觉(比方说)在ArrayList里面找对象会是相当慢的。而这正是HashMap的强项。它不是慢慢地一个个地找这个键,而是用了一种被称为hash code的特殊值来进行查找的。散列(hash)时一种算法,它会从目标对象当中提取一些信息,然后生成一个表示这个对象的“相对独特”的int。hashCode()是Object根类的方法,因此所有Java对象都能生成hash code。HashMap则利用对象的hashCode()来进行快速的查找。这样性能就有了急剧的提高。
Map(接口):维持键--值的关系(既pairs),这样就能用键来找值了。
HashMap*:基于hash表的实现。(用它来代替Hashtable。)提供时间恒定的插入与查询。在构造函数种可以设置hash表的capacity和load factor。可以通过构造函数来调节其性能。
LinkedHashMap(JDK 1.4):很像HashMap,但是用Iterator进行遍历的时候,它会按插入顺序或最先使用的顺序(least-recently-used(LRU)order)进行访问。除了用Iterator外,其他情况下,只是比HashMap稍慢一点。用Iterator的情况下,由于是使用链表来保存内部顺序,因此速度会更快。
TreeMap:基于红黑树数据结构的实现。当你查看键或pair时,会发现它们时按顺序(根据Comparable或Comparator,我们过一会讲)排列的。TreeMap的特点时,你所得到的是一个有序的Map。TreeMap是Map中唯一有subMap()方法的实现。这个方法能让你获取这个树中的一部分。
WeakHashMap:一个weak key的Map,是为某些特殊问题而设计的。它能让Map释放其所持有的对象。如果某个对象除了在Map当中充当键之外,在其他地方都没有其reference的话,那它将被当作垃圾回收。
IdentityHashMap(JDK 1.4):一个用==,而不是equals()来比较键的hashmap。不是为我们平常使用而设计的,是用来解决特殊问题的。
散列是往Map里存数据的常用算法。
SortedMap
SortedMap(只有TreeMap这一个实现)的键肯定是有序的,因此这个接口里面就有一些附加功能的方法了。
Comparator comparator():返回Map所使用的comparator,如果是用Object内置的方法的话,则返回null。
Object firstKey():返回第一个键。
Object lastKey():返回最后一个键。
SortedMap subMap(fromKey, toKey):返回这个Map的一个子集,其键从fromKey开始到toKey为止,包括前者,不包括后者。
SortedMap headMap(toKey):返回这个Map的一个子集,其键均小于toKey。
SortedMap tailMap(fromKey):返回这个Map的一个子集,其键均大于等于fromKey。
pair是按key的顺序存储的,由于TreeMap有顺序的概念,因此“位置”是有意义的,所以你可以去获取它的第一个和最后一个元素,以及它的子集。
LinkedHashMap
为了提高速度,LinkedHashMap对所有东西都做了hash,而且遍历的时候(println()会遍历整个Map,所以你能看到这个过程)还会按插入顺序返回pair。此外,你还可以在LinkedHashMap的构造函数里面进行配置,让它使用基于访问的LRU(least-recently-used)算法,这样还没被访问过的元素(同时也是要删除的候选对象)就会出现在队列的最前头。这样,为节省资源而写一个定时清理的程序就变得很简单了。