编程体系结构(03)：Java集合容器

一、集合容器简介

集合容器是Java开发中最基础API模块，通常用来存储运行时动态创建的元素，基本特点如下：

• 泛型特点，存储任意类型对象；
• 动态扩容，存储任意数量对象；

这里对存储数量是受到程序和内存等环境制约的，从List的get()方法中可以看出，index的范围是Integer.MAX_VALUE。

二、API体系

三大核心接口：List、Set继承Collection, Map独立接口

List与Set体系

List体系核心API：ArrayList，LinkedList、Vector

Set体系核心API：HashSet、TreeSet、LinkedHashSet

Queue队列API：PriorityQueue、LinkedHashSet

Map体系

Map体系核心API：HashMap、LinkedHashMap、TreeMap、Hashtable

三、基础容器详解

1、核心内容

• 元素存储，增删改查判断等基础用法
• API方法中线程安全问题
• 容器初始化大小与动态扩容机制
• 底层数据结构特点
• 同一接口或者不同接口体系容器对比

基本熟练使用并理解集合容器，需要知道如上几块内容：API基础用法，线程安全问题；容器大小与扩容；结构特点，数组、链表、哈希表；

2、API体系详解

Collection：集合容器的根接口，定义公共方法；

List体系：

• ArrayList

维护Object数组实现，特点：查询快，增删慢，非线程安全，所以效率高。

• LinkedList

底层维护链表数据结构实现，特点：查询慢，增删快，非线程安全，所以效率高。

• Vector

底部维护Object数组，实现和ArrayList一样，但是Vector是线程安全，效率低。

Set体系：

• HashSet

底层是使用了哈希表来支持的，特点：存取速度快，元素唯一且无序。

• LinkedHashSet

底层数据结构是链表和哈希表，链表保证元素有序性，哈希表保证元素唯一性，非线程安全。

• TreeSet

数据结构是红黑树，如果元素具备自然顺序的特性，那么就按照元素自然顺序的特性进行排序，或者基于比较器自定义排序。

Map体系:

Map接口的实现类，具备的特点：存储的数据都是以键值对的方式，键不可以重复，值可重复。

• HashMap

底层使用hashCode表来实现向HashMap中添加元素，允许使用null值和null键，不保证元素的顺序固定。

• TreeMap

TreeMap:基于二叉树的数据结构实现的，会对具备自然特性的键进行排序存储：元素的键具备自然特性，直接排序存储；不具备自然特性，实现Comparable接口，在ComparaTo中定义排序规则。

• HashTable

线程安全，相对效率低，不允许使用null值。

3、容器遍历

• 基于for、foreach、while流程控制
• Iterable迭代器核心接口
• Lambda表达式：遍历、分组、查询