Java收集框架详解:数据结构与Collection接口
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更新于2024-07-13
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"Java技术及其应用-第五章 收集与数据结构应用"
Java技术的收集框架是其核心特性之一,它提供了一套高效且灵活的方式来管理和操作对象集合。本章主要探讨了Java中的收集(Collection)概念以及相关数据结构的应用。
1. **收集的概念**
- 收集是一种将多个元素整合到一个对象中的机制,便于存储和操作这些对象。Java中的收集框架是基于`java.util`包的一系列接口、抽象类和具体实现。
2. **收集框架中的接口**
- **Collection**: 是所有收集类的基接口,JDK没有直接实现它。提供了如`size()`、`add()`、`remove()`等基本操作。
- **Set**: 不允许有重复元素,包括`HashSet`、`LinkedHashSet`和`TreeSet`,其中`SortedSet`是按升序排列的。
- **List**: 有序集合,允许元素重复,如`ArrayList`和`LinkedList`,支持通过索引访问。
- **Queue**: 遵循先进先出(FIFO)原则,如`Queue`和`PriorityQueue`。
- **Map**: 存储键值对,不允许键重复,包括`HashMap`、`LinkedHashMap`和`TreeMap`,`SortedMap`按升序排列键。
3. **Collection接口的方法**
- `size()`: 返回集合中元素的数量。
- `add(E e)`: 向集合中添加元素。
- `remove(Object o)`: 删除指定元素。
- `contains(Object o)`: 检查集合是否包含特定元素。
- `clear()`: 移除所有元素。
- `iterator()`: 返回迭代器,用于遍历集合。
- 其他还包括`isEmpty()`、`equals()`、`hashCode()`等方法。
4. **数据结构的选择**
- 数组适合已知固定数量的对象,但当对象数量不确定或需要动态扩展时,收集框架提供了更灵活的选择。
- Set接口适用于不允许重复元素的场景,例如去重或创建唯一标识集合。
- List接口适用于需要保持插入顺序或按索引访问元素的场景。
- Queue接口常用于处理等待处理的任务或事件队列。
- Map接口则用于存储键值对,便于根据键查找对应的值。
5. **实现类的特性**
- `ArrayList`和`LinkedList`作为List接口的实现,前者在随机访问上更快,后者在插入和删除操作上更有效率。
- `HashSet`、`LinkedHashSet`和`TreeSet`各有不同的性能和排序特性,例如`TreeSet`会自动排序。
- `HashMap`、`LinkedHashMap`和`TreeMap`在存储和检索键值对时也有各自的效率和顺序特点,例如`LinkedHashMap`保持插入顺序。
6. **通用性与类型转换**
- Collection接口作为构造方法参数,方便在不同类型的集合之间进行转换。
- 收集系列中的对象默认视为`Object`类型,因此不能直接存储基本数据类型,需要使用包装类。
理解并熟练运用Java的收集框架,能够帮助开发者更有效地管理数据,提高代码的可读性和可维护性。在实际编程中,根据具体需求选择合适的数据结构和方法,是优化程序性能的关键。
2018-07-18 上传
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