java.util介绍.pdf
### Java.util 包详解 #### 一、概述 在Java编程中,`java.util`包提供了许多用于处理数据集合的基础类。这些类帮助开发者高效地管理数据,支持各种操作,如增删查改等。本篇文章将深入探讨`java.util`包中的主要组件及其用法,并通过实际例子加深理解。 #### 二、`Collection`接口 `Collection`是`java.util`包中最基本的集合接口,它代表了一组对象。`Collection`接口定义了集合的基本行为,但Java SDK并未直接提供继承自它的类,而是提供了继承自其子接口(如`List`和`Set`)的类。 - **构造函数**:所有实现`Collection`接口的类都必须提供两种构造函数:无参构造函数用于创建一个空集合;一个接受`Collection`作为参数的构造函数,用于创建一个与传入的`Collection`具有相同元素的新集合。 - **遍历方式**:无论`Collection`的具体类型如何,都可以通过调用`iterator()`方法获取迭代器来遍历其中的每个元素。遍历代码通常如下: ```java Iterator it = collection.iterator(); // 获得一个迭代器 while (it.hasNext()) { Object obj = it.next(); // 得到下一个元素 } ``` #### 三、`List`接口 `List`接口扩展了`Collection`接口,它是一个有序的集合,允许用户精确控制每个元素的插入位置。`List`允许包含重复元素。 - **常用方法**:`List`除了支持`Collection`接口的所有方法外,还提供了一些特有的方法,如`add(int index, E element)`、`get(int index)`等。 - **迭代方式**:`List`接口提供了一个`listIterator()`方法,返回`ListIterator`接口。`ListIterator`除了支持`Iterator`接口的所有功能外,还支持从列表中添加、删除和修改元素的操作,并且可以向前或向后遍历列表。 - **实现类**:常用的`List`实现类有`ArrayList`、`LinkedList`、`Vector`和`Stack`。 #### 四、`LinkedList`类 `LinkedList`是`List`接口的一个实现,它允许`null`元素,并且提供了额外的方法来操作列表的头部和尾部,使得`LinkedList`可以用作堆栈、队列或双向队列。 - **特点**:`LinkedList`内部使用双向链表实现,适合频繁插入和删除操作。 - **非同步性**:`LinkedList`不是线程安全的,如果多个线程并发访问同一个`LinkedList`,则需要外部进行同步处理。 #### 五、`ArrayList`类 `ArrayList`是`List`接口的一个动态数组实现,它允许所有元素,包括`null`值。 - **性能分析**:对于`size`、`isEmpty`、`get`和`set`方法,时间复杂度为O(1);而对于`add`方法,时间复杂度为分摊的O(1),即平均每次添加的时间成本较低,但在某些情况下可能需要调整底层数组的大小,此时时间复杂度为O(n)。 - **容量管理**:每个`ArrayList`实例都有一个容量,即内部用于存储元素的数组大小。可以通过调用`ensureCapacity`方法预先增加容量,以减少频繁的扩容操作。 #### 六、`Vector`类 `Vector`与`ArrayList`非常相似,但它是线程安全的。 - **同步机制**:由于`Vector`内部实现了同步机制,因此在多线程环境中更加安全。然而,这也意味着`Vector`在单线程环境下的性能可能会低于`ArrayList`。 - **注意事项**:使用`Vector`创建的迭代器时,如果其他线程修改了`Vector`的状态(如添加或删除元素),则可能会抛出`ConcurrentModificationException`异常。 #### 七、`Stack`类 `Stack`继承自`Vector`,实现了一个后进先出(LIFO)的数据结构。 - **核心方法**:`Stack`提供了五个额外的方法,使其能够作为堆栈使用:`push`、`pop`、`peek`、`search`和`empty`。 #### 总结 `java.util`包中的`Collection`接口和其子接口(如`List`、`Set`)以及具体的实现类(如`ArrayList`、`LinkedList`等)构成了Java中处理数据集合的核心框架。了解它们的特性和使用方法对于编写高效、可靠的Java程序至关重要。