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不得不学的java集合框架

Java

一、JAVA集合框架概述
集合可以看作是一种容器，用来存储对象信息 。所有集合类都位于java.util包下，但支持多线程的集合类位于java.util.concurrent包下 。
数组与集合的区别如下：
1）数组长度不可变化而且无法保存具有映射关系的数据；集合类用于保存数量不确定的数据，以及保存具有映射关系的数据 。
2）数组元素既可以是基本类型的值，也可以是对象；集合只能保存对象 。
Java集合类主要由两个根接口Collection和Map派生出来的，Collection派生出了三个子接口：List、Set、Queue（Java5新增的队列），因此Java集合大致也可分成List、Set、Queue、Map四种接口体系，（注意：Map不是Collection的子接口） 。
Java集合框架图如下：
其中List代表了有序可重复集合，可直接根据元素的索引来访问；Set代表无序不可重复集合，只能根据元素本身来访问；Queue是队列集合；Map代表的是存储key-value对的集合，可根据元素的key来访问value 。
  上图中淡绿色背景覆盖的是集合体系中常用的实现类，分别是ArrayList、LinkedList、ArrayQueue、HashSet、TreeSet、HashMap、TreeMap等实现类 。
二、Java集合常见接口及实现类
1. Collection接口常见方法（来源于Java API）
2. Set集合
  Set集合与Collection的方法相同，由于Set集合不允许存储相同的元素，所以如果把两个相同元素添加到同一个Set集合，则添加操作失败，新元素不会被加入，add()方法返回false 。为了帮助理解，请看下面代码示例：
public static void main(String[] args) {
Set<String> set=new HashSet();
set.add("hello world");
set.add("hello 冰湖一角");
set.add("hello 冰湖一角");
System.out.println("集合中元素个数："
+set.size());
System.out.println("集合中元素为："
+set.toString());
}
}</pre>
运行结果如下：
集合中元素个数：2 集合中元素为：[hello world, hello 冰湖一角]
分析：由于String类中重写了hashCode()和equals()方法，用来比较指向的字符串对象所存储的字符串是否相等 。所以这里的第二个"hello 冰湖一角"是加不进去的 。
下面着重介绍Set集合几个常用实现类：
1）HashSet类
HashSet是Set集合最常用实现类，是其经典实现 。HashSet是按照hash算法来存储元素的，因此具有很好的存取和查找性能 。
HashSet具有如下特点：
♦ 不能保证元素的顺序 。
♦ HashSet不是线程同步的，如果多线程操作HashSet集合，则应通过代码来保证其同步 。
♦ 集合元素值可以是null 。
HashSet存储原理如下：
当向HashSet集合存储一个元素时，HashSet会调用该对象的hashCode()方法得到其hashCode值，然后根据hashCode值决定该对象的存储位置 。HashSet集合判断两个元素相等的标准是(1)两个对象通过equals()方法比较返回true；(2)两个对象的hashCode()方法返回值相等 。因此，如果(1)和(2)有一个不满足条件，则认为这两个对象不相等，可以添加成功 。如果两个对象的hashCode()方法返回值相等，但是两个对象通过equals()方法比较返回false，HashSet会以链式结构将两个对象保存在同一位置，这将导致性能下降，因此在编码时应避免出现这种情况 。
HashSet查找原理如下：
基于HashSet以上的存储原理，在查找元素时，HashSet先计算元素的HashCode值（也就是调用对象的hashCode方法的返回值），然后直接到hashCode值对应的位置去取出元素即可，这就是HashSet速度很快的原因 。
重写hashCode()方法的基本原则如下：
♦ 在程序运行过程中，同一个对象的hashCode()方法返回值应相同 。
♦ 当两个对象通过equals()方法比较返回true时，这两个对象的hashCode()方法返回值应该相等 。
♦ 对象中用作equals()方法比较标准的实例变量，都应该用于计算hashCode值 。
2）LinkedHashSet类
LinkedHashSet是HashSet的一个子类，具有HashSet的特性，也是根据元素的hashCode值来决定元素的存储位置 。但它使用链表维护元素的次序，元素的顺序与添加顺序一致 。由于LinkedHashSet需要维护元素的插入顺序，因此性能略低于HashSet，但在迭代访问Set里的全部元素时由很好的性能 。
3）TreeSet类
TreeSet时SortedSet接口的实现类，TreeSet可以保证元素处于排序状态，它采用红黑树的数据结构来存储集合元素 。TreeSet支持两种排序方法：自然排序和定制排序，默认采用自然排序 。
♦ 自然排序


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