快速了解Java集合框架菜鸟教程

快速了解Java集合框架菜鸟教程，JDK1.2引入了Java集合框架，包含一组数据结构。与数组不同，这些数据结构的存储空间会随着元素添加动态增加。其中，一些支持添加重复元素另一些不支持，一些支持null，一些能自动升序打印元素。

　　所有这些数据结构在java.util包里，包含了Collection、List、Set、Map、SortedMap接口。这些接口的实现类有LinkedList、TreeSet、ArrayList、HashMap等。除了这些数据结构，java.util包还提供了Date、GregorianCalender、StringTokenizer、Random这样的工具类。

　　2.分类

　　可以按照接口、实现、算法三个方面对集合框架中的数据结构进行分类：

　　接口：Collection、List、Map组成了集合框架中所有具体实现类的接口，它们定义了子类必须实现的方法，非常好记。比如向集合添加元素，会用到Collection中定义的add()方法

　　实现：所有实现了上述3个接口的类，都被称作集合框架，实际上就是数据结构。比如LinkedList、TreeSet等

　　算法：集合框架提供了很多可以直接调用的算法，比如求最大最小值、排序、填充等

　　3.优缺点

　　有以下4个优点

　　减少工作量的同时增加了软件的可用性：不需要每个程序员动手实现排序、查找、找出元素在数据结构中出现的次数

　　执行速度更快更持久：集合框架的底层数据结构分为两类，基于节点的和基于数组的，前者在频繁添加时效率更高，后者在频繁读取时速度更快。一些数据结构是synchronized线程安全的，但会影响速度有，另一些则不是线程安全的。程序员在选用数据结构前要清楚地了解这些因素

　　互操作与转换：由于实现了Collection接口，数据结构之间是可以相互转换的。可以clone，可以把现有的结构转成synchronized版本，还可以在把基于链表的数据结构转为基于数组的结构

　　有以下2个缺点

　　当心类型转换：在集合框架类之间进行转换时要大大地小心，尤其要考虑泛型类型的兼容性

　　运行时类型检查：集合框架在运行时会抛出异常，需要编程时多加注意

　　4.继承体系

　　java.util中的数据结构继承体系分为两大类，一类实现了Collection接口，一类实现了Map接口。

　　Collection继承体系（图片来自Wikipedia）

　　Map继承体系（图片来自Wikipedia）

　　集合框架核心接口及实现类：

　　Collection：根接口，大部分数据结构都实现了Collection接口中的方法

　　Set：实现Set接口的数据结构不允许重复的元素，例如HashSet、LinkedHashSet

　　SortedSet：实现SortedSet接口的数据结构默认可按升序打印元素，例如TreeSet

　　List：实现List接口的数据结构允许重复元素，可通过index访问元素，例如LinkedList、ArrayList、Vector

　　Map：实现Map接口的数据结构存储键值对，不允许重复的key，例如HashMap、LinkedHashMap、Hashtable

　　SortedMap：继承了Map接口，存储键值对，不允许重复的key，默认可按key升序打印元素，例如TreeMap

　　SortedSet与SortedMap默认的排序是自然序，可通过Comparator或Comparable接口实现自定义排序。

　　在接口与具体的实现类之间还有一些抽象类，如下图：

　　这些抽象类为集合增加了很多功能：

　　HashSet：实现Set接口，不允许重复的元素，底层数据结构hashtable

　　LinkedHashSet：实现Set接口，不允许重复的元素，底层数据结构hashtable与双链表

　　TreeSet：实现NavigableSet接口，不允许重复的元素，底层数据结构红黑树

　　ArrayList：实现List接口，允许重复元素，底层数据结构可变数组

　　LinkedList：实现List接口，允许重复元素，底层数据结构双链表

　　Vector：实现List接口，允许重复元素，底层数据结构可变数组

　　HashMap：实现Map接口，不允许重复的key，底层数据结构hashtable

　　LinkedHashMap：实现Map接口，不允许重复的key，底层数据结构hashtable与双链表

　　HashTable：实现Map接口，不允许重复的key，底层数据结构hashtable

　　TreeMap：实现SortedMap接口，不允许重复的key，底层数据结构红黑树

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