容器深入研究
Collection的功能方法
| 方法 | 说明 |
|---|---|
boolean add(T) |
添加元素，如果类型不为T则返回false。可选 |
boolean addAll(Collection<? extends T>) |
添加所有元素，只要添加了元素就返回true。可选 |
void clear() |
移除所有元素。可选 |
boolean contains(T) |
如果容器包含该元素，则返回true |
boolean containsAll(Collection<?>) |
如果容器中包含所有元素，则返回true |
boolean isEmpty() |
容器中没有元素返回true |
Iterator<T> iterator() |
返回一个可以遍历容器所有元素的Iterator<T> |
boolean remove(Object) |
如果元素在容器中，则移除一个该元素的实例。如果发生了移除则返回true。可选 |
boolean removeAll(Collection<?>) |
移除参数中所有的元素，如果发生了移除就返回true。可选 |
boolean retainAll(Collection<?>) |
只保存参数中的元素，只要Collection发生了改变就返回true |
int size() |
返回容器中元素的数目 |
Object[] toArray() |
返回包含容器中所有元素的数组 |
<T> T[] toArray(T[] a) |
返回包含容器中所有元素的数组，数组类型与参数类型一致 |
可选操作
在
Collection方法中，一些方法是可选的，这意味着继承Collection时这些方法可以不进行覆盖。此时导出类对象调用该方法时会出现UnsupportedOperationException。Collection的可选方法实现如下:public boolean add(E e) { throw new UnsupportedOperationException(); }可见，如果导出类不实现可选方法，那么该方法会调用
Collection中的实现，即抛出一个UnsupportedOperationException异常。
Set与存储顺序
Set
- 存入
Set的每个元素都必须是唯一的，因为Set不保存重复元素。加入Set的元素必须定义equals()方法一确保对象的唯一性。Set和Collection有完全一样的接口。Set不保证维护元素的次序。
HashSet
- 为快速查找而设计的
Set，存入HashSet的元素必须定义hashCode()。HashSet存储元素的顺序是按照底层哈希桶号从小到大排序，如果桶号相同就按照放入桶的先后顺序。
TreeSet
- 保持次序的
Set，底层为树结构。使用它可以从Set中提取有序的序列。元素必须实现Comparable接口
LinkedHashSet
- 具有
HashSet的查询速度，且内部使用链表维护元素的顺序（插入的顺序）。
SortedSet
- 可以保证其中的元素处于排序状态，并提供一些附加功能
队列
LinkedList
- 队列的基本实现。
优先级队列
PriorityQueue：按照元素从小到大排列。
Map
Map的各种实现
HashMap：Map基于散列表的实现。插入和查询键值对的开销是固定的，可以通过构造器设置容量和负载因子，以调整容器性能
负载因子：如果容器持有元素超过一定比例会进行扩容，此时作为底层实现的旧数组会被更大容量的新数组取代。这个比例就是负载因子。
LinkedHashMap：类似于HashMap，但是迭代遍历时，取得键值对的顺序是插入顺序，或者是最近最少使用（LRU）次序。仅比HashMap慢一点，而在迭代访问时反而更快，因为其使用链表维护内部次序。TreeMap：基于红黑树的实现。查看键或者键值对时，它们会被排序。TreeMap的特点在于，所得到的结果是经过排序的（按元素大小排序）。TreeMap是唯一带有subMap()方法的Map，它可以返回一棵子树。WeakHashMap：弱键映射，允许释放映射所指向的对象，这是为解决某类特殊问题而设计的。如果映射之外没有引用指向某个键，则此键可以被垃圾回收。ConcurrentHashMap：一种线程安全的Map，它不涉及同步加锁。IdentityHashMap：使用==代替equals()对键进行比较的散列映射，专为解决特殊问题而设计的。
散列
HashMap使用了散列码作为键的搜索。在Java中，hashCode()是根类Object的方法，因此所有Java对象都能产生散列码。使用hashCode()进行查询能够显著地提高性能。- 默认的
Object#equals()只是比较对象地址，如果需要某个自定义的类作为键使用，需要重载hashCode()和equals()。
容器的选择
List
ArrayList应该作为默认选择，只有当程序的性能因为经常从表中间进行插入和删除而变差的时候，才去选择LinkedList。如果使用的是固定数量的元素，也可以直接使用数组。
Set
HashSet的性能基本上总是比TreeSet好，特别是在添加和查询元素时。当需要对元素进行排序，或者需要对元素进行迭代时才会需要TreeSet。
Map
- 类似于
Set的结果，TreeMap比HashMap要慢。
实用方法
| 方法 | 说明 |
|---|---|
max(Collection), min(Collection) |
返回参数Collection中最大或者最小的元素，采用Collection中内置的自然比较法 |
max(Collection, Comparator), min(Collection, Comparator) |
返回参数Collection中最大或最小的元素，采用参数中的Comparator进行比较 |
indexOfSubList(List source, List target) |
返回target在source中第一次出现的位置，或者在找不到时返回-1 |
lastIndexOfSubList(List source, List target) |
返回target在source中最后一次出现的位置，或者在找不到时返回-1 |
replaceAll(List<T>, T oldVal, T newVal) |
使用newVal替换所有oldVal |
reverse(List) |
逆转所有元素的次序 |
reverseOrder(), reverseOrder(Comparator<T>) |
返回一个Comparator，它可以以逆转实现了Comparator<T>的对象集合的自然顺序。第二个版本可以逆转所提供的Comparator的顺序 |
rotate(List, int distance) |
所有元素向后移动distance个位置，将末尾的元素循环到前面来 |
shuffle(List), shuffle(List, Random) |
随机改变指定列表顺序。第一种形式提供其自己的随机机制，第二种则来源于参数Random对象 |
sort(List<T>), sort(List<T>, Comparator<? super T> c) |
使用List<T>中的自然顺序排序。第二种形式允许提供用于排序的Comparator |
copy(List<? super T> dest, List<? extends T> src) |
将src中的元素复制到dest |
swap(List, int i, int j) |
交换list中位置i与位置j的元素，通常比手动实现要快 |
fill(LIst<? super T>, T x) |
用对象x替换list中的所有元素 |
disjoint(Collection, Collection) |
当两个集合没有重复元素时返回true |
frequency(Collection, Object x) |
返回Collection中x出现的次数 |
emptyList(), emptyMap(), emptySet() |
返回不可变且为泛型的List、Map、Set |
singleton(T x), singletonList(T x), singletonMap(K key, V value) |
产生不可变的Set<T>、List<T>、Map<K, V>。 |
- 在比较字符串而使用
max()、min()、sort()等方法时，使用参数String.CASE_INSENSITIVE_ORDER可以忽略大小写。
同步控制
Collections.synchonizedCollection()可以传入一个新生成的容器，返回的是有同步功能的版本。类似的还有Collections.synchonizedList()、Collections.synchonizedSet()、Collections.synchonizedMap()等。- 快速报错：Java容器的一种保护机制，能够防止多个进程同时修改同一个容器的内容。它会探查容器上的任何除了当前进程进行的操作以外的所有变化，一旦发现其它进行修改了容器，就立刻抛出
ConcurrentModificationException异常。