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1.5. 数据结构

1.5.1. Collection

		
Collection
 ├List
 │├LinkedList
 │├ArrayList
 │└Vector
 │ └Stack
 └Set
		
		
		
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也是非同步的(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 ConcurrentModificationException,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。		
		
		
		
package cn.netkiller.example;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.Collection;
import java.util.HashSet;
import java.util.LinkedHashSet;
import java.util.LinkedList;
import java.util.TreeSet;

public class Test {

	public Test() {
		// TODO Auto-generated constructor stub
	}

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub

		// A A B E F G C D
		String[] array = { "A", "A", "B", "E", "F", "G", "C", "D" };
		Collection<String> list = new ArrayList<String>(Arrays.asList(array));
		for (String str : list) {
			System.out.print(str + " ");
		}
		System.out.println();

		// A A B E F G C D
		Collection<String> linkedList = new LinkedList<String>(Arrays.asList(array));
		for (String str : linkedList) {
			System.out.print(str + " ");
		}
		System.out.println();

		// 无重复,无序 D E F G A B C
		Collection<String> hashSet = new HashSet<String>(Arrays.asList(array));
		for (String str : hashSet) {
			System.out.print(str + " ");
		}
		System.out.println();

		// 无重复 A B C D E F G
		Collection<String> treeSet = new TreeSet<String>(Arrays.asList(array));
		for (String str : treeSet) {
			System.out.print(str + " ");
		}
		System.out.println();

		// 无重复 A B E F G C D
		Collection<String> linkedHashSet = new LinkedHashSet<String>(Arrays.asList(array));
		for (String str : linkedHashSet) {
			System.out.print(str + " ");

		}

	}

}
		
		

输出结果

			A A B E F G C D
			A A B E F G C D
			A B C D E F G
			A B C D E F G
			A B E F G C D
		

1.5.1.1. ArrayList

判断元素是否存在

		
import java.util.ArrayList;

public class arraylist {

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		ArrayList<String> whitelist = new ArrayList<String>();
		whitelist.add("Neo");
		whitelist.add("Jam");
		whitelist.add("Sam");

		if (whitelist.contains("Neo")) {
			System.out.println("Found!");
		}else{
			System.out.println("Not Found!");
		}
	}

}
		
			
		
package cn.netkiller.type;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;

public class ArrayListExample {

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		List<String> list = new ArrayList<String>();
		list.add("Jack");
		list.add("Jet");
		list.add("Jack");
		list.add("Mike");
		list.add("Kitty");
		list.add("Tom");
		
		//while 循环
		Iterator<String> it = list.iterator();
		while (it.hasNext()) {
			System.out.println(it.next());
		}

		for (Iterator<String> it1 = list.iterator(); it1.hasNext();) {
			System.out.println(it1.next());
		}

		// for 循环
		for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
			System.out.println(list.get(i));
		}

		// for 循环加强版
		for (String i : list) {
			System.out.println(i);
		}

	}

}
		
			

ArrayList 转为 Array

		
		String[] array = {"/bin/sh","-c"};
		List<String> list = new ArrayList<String>(Arrays.asList(array));
	    list.add("command");
	    list.add("param");
	   
	    String[] command = (String[]) list.toArray(new String[0]);
	    System.out.println(Arrays.toString(command));
		
			
1.5.1.1.1. ArrayList to String
			
		List<String> list = new ArrayList<String>();
	    list.add("command");
	    list.add("param");
	   
	    String listString = String.join(", ", list);
	    
	    System.out.println(listString);
	    	
				
1.5.1.1.2. Array to List
					Arrays.asList(array)
				

1.5.1.2. Set 转为 List

			
		// 将Map Key 转化为List      
        List<String> mapKeyList = new ArrayList<String>(map.keySet());    
        System.out.println("mapKeyList:"+mapKeyList);  
          
        // 将Map Key 转化为List      
        List<String> mapValuesList = new ArrayList<String>(map.values());    
        System.out.println("mapValuesList:"+mapValuesList);  			
			
			

1.5.2. HashMap

		
Map
 ├Hashtable
 ├HashMap
 └WeakHashMap
 
 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是非同步的,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。
		
		

1.5.2.1. static map

			
	private static final Map<String, String> point;
	static {
		point = new HashMap<String, String>();
		point.put("CN", "China");
		point.put("HK", "Hongkong");
		point.put("TW", "Taiwan");
	};
			
			

1.5.2.2. foreach hashmap

			
Map<String, Integer> session = new HashMap<String, Integer>();

session.put("A",1);
...
...
session.put("Z",26)

for (Map.Entry<String, Integer> entry : session.entrySet()) {
	System.out.println(String.format("%s:%d", entry.getKey(), entry.getValue()));
}
			
			
			
Map<Integer, Integer> map = new HashMap<Integer, Integer>();  
  
for (Map.Entry<Integer, Integer> entry : map.entrySet()) {  
  
    System.out.println("Key = " + entry.getKey() + ", Value = " + entry.getValue());  
  
} 


Map<Integer, Integer> map = new HashMap<Integer, Integer>();  
  
//遍历map中的键  
  
for (Integer key : map.keySet()) {  
  
    System.out.println("Key = " + key);  
  
}  
  
//遍历map中的值  
  
for (Integer value : map.values()) {  
  
    System.out.println("Value = " + value);  
  
}  

Map<Integer, Integer> map = new HashMap<Integer, Integer>();  
  
for (Integer key : map.keySet()) {  
  
    Integer value = map.get(key);  
  
    System.out.println("Key = " + key + ", Value = " + value);  
  
}  

Map<Integer, Integer> map = new HashMap<Integer, Integer>();  
  
Iterator<Map.Entry<Integer, Integer>> entries = map.entrySet().iterator();  
  
while (entries.hasNext()) {  
  
    Map.Entry<Integer, Integer> entry = entries.next();  
  
    System.out.println("Key = " + entry.getKey() + ", Value = " + entry.getValue());  
  
}  

Map map = new HashMap();  
  
Iterator entries = map.entrySet().iterator();  
  
while (entries.hasNext()) {  
  
    Map.Entry entry = (Map.Entry) entries.next();  
  
    Integer key = (Integer)entry.getKey();  
  
    Integer value = (Integer)entry.getValue();  
  
    System.out.println("Key = " + key + ", Value = " + value);  
  
}  


			
			

1.5.2.3. LinkedHashMap

		
import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.LinkedHashMap;
import java.util.Map;
public class TestLinkedHashMap {
 
  public static void main(String args[])
  {
   System.out.println("*** LinkedHashMap ***");
   Map<Integer,String> map = new LinkedHashMap<Integer,String>();
   map.put(6, "apple");
   map.put(3, "banana");
   map.put(2,"pear");
   
   for (Iterator it =  map.keySet().iterator();it.hasNext();)
   {
    Object key = it.next();
    System.out.println( key+"="+ map.get(key));
   }
   
   System.out.println("*** HashMap ***");
   Map<Integer,String> map1 = new  HashMap<Integer,String>();
   map1.put(6, "apple");
   map1.put(3, "banana");
   map1.put(2,"pear");
   
   for (Iterator it =  map1.keySet().iterator();it.hasNext();)
   {
    Object key = it.next();
    System.out.println( key+"="+ map1.get(key));
   }
  }
}