java collection 笔记 - 概述

java collection相当于c++中的stl，是最常用的几个容器，作为一个靠java吃饭的程序员必须熟悉。我将以此文作为目录，将常用的collection都整理一下。

整个java的collection框架由三大部分组成

  • interface：所有的接口
  • implementation：所有的实现
  • algorithm：static的算法

接口（interface）：

java collection中的接口可以分为两块，java.util.Collection 和 java.util.Map，两块的一些常用的类可以由下图概况。图中需要注意的一点是Deque实际上是Queue的subinterface

 

java.util.Collection:

java.util.Map:

 

实现（implementation）：

 实现的命名按照如下格式 <Implementation-style><Interface>， 比如 HashSet。通用的实现如下表，以下全部都是非线程安全的（unsynchronized）

InterfaceHash TableResizable ArrayBalanced TreeLinked ListHash Table + Linked List
Set HashSet   TreeSet   LinkedHashSet
List   ArrayList   LinkedList  
Deque   ArrayDeque   LinkedList  
Map HashMap   TreeMap   LinkedHashMap

每个接口都有最常用的实现：HashSet, ArrayList, HashMap，而其他的实现使用频率都差不多。对于Queue来说有两个通用的实现，LinkedList和PriorityQueue 。

下面是接口和实现一起的图：

 

 

 

常用接口：

Queue：

Summary of Deque methods
  First Element (Head) Last Element (Tail)
  Throws exception Special value Throws exception Special value
Insert addFirst(e) offerFirst(e) addLast(e) offerLast(e)
Remove removeFirst() pollFirst() removeLast() pollLast()
Examine getFirst() peekFirst() getLast() peekLast()

Queue通常，但并不必须是FIFO的，也有可能是LIFO（stack）的，不管怎样，remove的时候总是去掉头部

 

Deque： 

Summary of Deque methods
  First Element (Head) Last Element (Tail)
  Throws exception Special value Throws exception Special value
Insert addFirst(e) offerFirst(e) addLast(e) offerLast(e)
Remove removeFirst() pollFirst() removeLast() pollLast()
Examine getFirst() peekFirst() getLast() peekLast()

 

Comparison of Queue and Deque methods
Queue Method Equivalent Deque Method
add(e) addLast(e)
offer(e) offerLast(e)
remove() removeFirst()
poll() pollFirst()
element() getFirst()
peek() peekFirst()

 

Comparison of Stack and Deque methods
Stack Method Equivalent Deque Method
push(e) addFirst(e)
pop() removeFirst()
peek() peekFirst()

 

常用实现：

点击相应标题进入官方api文档

HashSet：

基本操作，如add, remove, contains 和 size等都是常数时间的。遍历做需要的时间是和HashSet的capacity加上里面的元素成正比的，所以capacity不要设置的太高（或者load factor不要太低）。

默认构造函数 HashSet() 会将capacity设置成16，load factor设置成0.75

或者也可以使用如下构造函数

HashSet(int initialCapacity)

HashSet(itn initialCapacity, float LoadFactor)

常用函数：

add(E e)   boolean

contains(Object o)  boolean

clear()   void

 

ArrayList：

这个实现基本和Vector等价，只是ArrayList是线程不安全的，而Vector已经很古老了，基本不去用了。

size, isEmpty, get, set,几个是常数时间复杂度。add是amortized constant，其他的操作基本上都是线性的。

 

LinkedList：

这是一个双向链表，同时实现了List，Queue，Deque（Deque是Queue的sub-interface）。 

因为是一个双向链表，所以既能够FIFO也能够LIFO

addFirst(E e)   void

addLast(E e)    void

getFirst()    E

getLast()    E

removeFirst()    E   删除并返回第一个

removeLast()    E   删除并返回最后一个

offerFirst(E e)  /  offerLast(E e)  void    插入

pollFirst()  /  pollLast()  E   删除并返回，如果是空list，返回null

peekFirst()  /  peekLast()  E   返回但不删除，如果是空list，返回null

Stack的方法：

push(E e)    void    push一个元素到stack中

pop()    E    从stack中pop一个元素

 

PriorityQueue：

此实现是基于heap数据结构的，里面的元素按自然顺序排列，从小到大。heap的头部是最小的，

初始化时可以传入自定义的Comparator

PriorityQueue(Comparator<? super E> comparator)

常用函数：

add(E e) / offer(E e)  boolean

poll()  E   删除并返回这个heap的head，如果是空的则返回null

peek()  E   返回但不删除这个heap的head，如果是空的则返回null

 

HashMap：

基本操作，如get 和 put 是常数时间的，和HashSet一样，遍历做需要的时间是和HashSet的capacity加上里面的元素（key-value mapping的个数）成正比的，所以capacity不要设置的太高（或者load factor不要太低）。

 常用函数：

containsKey(Object key)  boolean

containsValue(Object value)  boolean

get(Object key)   V

put(K key, V value)  V

replace(K key, V value)   V

remove(Object key)    V

 

算法：

 大部分的算法主要用在List上，少数一下可以用在任意的Collection上。

排序 Sorting：

按照自然顺序（小到大）将List排序，sort使用优化过的merge sort，保证了时间复杂度已经稳定性

时间复杂度：确保在 n log(n) 时间复杂度内

稳定（stable）：保证同样大小的元素顺序保持一致

例子：

1 List<String> list = Arrays.asList(args);
2 Collections.sort(list);
3 System.out.println(list);

注意的是这里Collections是有s结尾的！

 

搜寻 Searching：

binarySearch 

 

参考:

https://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/guides/collections/overview.html

https://docs.oracle.com/javase/tutorial/collections/implementations/summary.html

 

posted @ 2018-09-05 12:46  DarenLin  阅读(221)  评论(0)  编辑  收藏  举报