JAVA容器
JAVA容器
一、容器体系结构
java.util
二、迭代器Iterator<E>
迭代器是一种设计模式，可以遍历并选择序列中的对象，而开发人员并不需要了解该序列的底层结构。迭代器通常被称为”轻量级”对象，因为创建它的代价小。
JAVA的Iterator<E>功能比较简单，并且只能单向移动。
相对Iterator而言，for()循环遍历的速度较快点。而Iterator则比较通用，且序列的内部状态都由Iterator维护。
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函数 |
功能 |
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hasNext() |
检查序列下一个元素是否存在。 |
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next() |
获取序列下一个元素。 |
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remove() |
将迭代器新返回的元素删除。 |
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实例：
public class ArrayToList {
static void printList(List<String> list){
for(String e : list)
System.out.print(" " + e);
System.out.println();
}
public static void main(String[] args) {
String[] strs = {"xue", "ma", "xiong", "feng", };
//方法一
List<String> strList = Arrays.asList(strs);
ArrayToList.printList(strList);
//方法二
List strList1 = new ArrayList<String>(strs.length);
for(String e : strs)
strList1.add(e);
ArrayToList.printList(strList1);
//方法三
List strList2 = new ArrayList();
Collections.addAll(strList2, strs);
ArrayToList.printList(strList2);
}
}
运行结果：
元素：xue
数组：[ma, xiong, feng]
元素：ma
数组：[xiong, feng]
元素：xiong
数组：[feng]
元素：feng
数组：[]
三、类集Collection<E>
与C++STL类似。Collection所有容器类都必须实现的接口。
所有通用的Collection实现类都应该提供两个“标准”构造方法：一个是void(无参)构造方法，用于创建空的Collection；另一个是带有Collection类型单参数的构造方法，用于创建一个具有与参数相同元素的新的collection。
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函数 |
参数 |
功能 |
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add |
(E e) |
确保此 collection 包含指定的元素（末尾）。 |
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addAll |
(Collection<? extends E> c) |
将指定 collection 中的所有元素都添加到此 collection 中（末尾）。 |
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clear |
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移除此 collection 中的所有元素（可选操作）。 |
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contains |
(Object o) |
如果此 collection 包含指定的元素，则返回 true。 |
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containsAll |
(Collection<?> c) |
如果此 collection 包含指定 collection 中的所有元素，则返回 true。 |
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equals |
(Object o) |
比较此 collection 与指定对象是否相等。 |
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hashCode |
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返回此 collection 的哈希码值。 |
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isEmpty |
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如果此 collection 不包含元素，则返回 true。 |
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iterator |
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返回在此 collection 的元素上进行迭代的迭代器。 |
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remove |
(Object o) |
从此 collection 中移除指定元素的单个实例，如果存在的话（可选操作）。 |
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removeAll |
(Collection<?> c) |
移除此 collection 中那些也包含在指定 collection 中的所有元素（可选操作）。 |
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retainAll |
(Collection<?> c) |
仅保留此 collection 中那些也包含在指定 collection 的元素（可选操作）。 |
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size |
(Collection<?> c) |
返回此 collection 中的元素数。 |
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toArray |
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返回包含此 collection 中所有元素的数组。 |
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toArray |
(T[] a) |
返回包含此 collection 中所有元素的数组；返回数组的运行时类型与指定数组的运行时类型相同。 |
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应用实例：
public class TestCollection {
public static void main(String[] args) {
Collection collection = new ArrayList();
Collection<String> collection1 = new ArrayList<String>();
//向容器中加入对象
collection.add( "Hello");
collection1.add( "Hello");
collection.add(new Integer(1));
//collection1.add(new Integer(1));
Object obj = new Object();
collection.add(obj);
//collection1.add(obj);
//size返回collection中的元素数
System.out.println("容器的长度："+collection.size());
System.out.println("容器："+collection.toString());
System.out.println("容器1："+collection1.toString());
//转换为数组
Object[] object = collection.toArray();
//未进行类型转换
System.out.println("第一个元素是："+object[0]);
//移除容器中制定的对象
collection.remove(obj);
System.out.println("容器："+collection.toString());
//清空容器中的对象
collection.clear();
System.out.println("容器的长度："+collection.size());
System.out.println("容器："+collection.toString());
}
}
运行结果：
容器的长度：3
容器：[Hello, 1, java.lang.Object@2de41d]
容器1：[Hello]
第一个元素是：Hello
容器：[Hello, 1]
容器的长度：0
容器：[]
注：在本例中也体系了泛型的好处。第一个容器没有使用泛型，可以向其添加不同类型的数据。第二个容器使用了泛型，只能向其添加String类型数据。
四、序列List<E>
是有序的Collection。程序员可以对列表中每个元素的插入位置进行精确地控制，也可以根据元素的整数索引访问元素，并搜索列表中的元素。
列表允许存在重复的元素。List 提供了 4 种对列表元素进行定位（索引）访问方法。List 接口提供了特殊的迭代器，称为 ListIterator，除了允许 Iterator 接口提供的正常操作外，该迭代器还允许元素插入和替换，以及双向访问。还提供了一个方法来获取从列表中指定位置开始的列表迭代器。
List除了继承Collection的方法外，扩展了如下方法：
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函数 |
参数 |
功能 |
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add |
(int index, E element) |
在列表的指定位置插入指定元素 |
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addAll |
(int index, Collection<? extends E> c) |
将指定 collection 中的所有元素都插入到列表中的指定位置 |
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get |
(int index) |
返回列表中指定位置的元素。 |
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indexOf |
(Object o) |
返回此列表中第一次出现的指定元素的索引；如果此列表不包含该元素，则返回 -1。 boolean isEmpty() |
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lastIndexOf |
(Object o) |
返回此列表中最后出现的指定元素的索引；如果列表不包含此元素，则返回 -1。 |
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listIterator |
|
返回此列表元素的列表迭代器（按适当顺序）。 |
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listIterator |
(int index) |
返回列表中元素的列表迭代器（按适当顺序），从列表的指定位置开始。 |
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remove |
(int index) |
移除列表中指定位置的元素 |
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set |
(int index, E element) |
用指定元素替换列表中指定位置的元素 |
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subList |
(int fromIndex, int toIndex) |
返回列表中指定的 fromIndex（包括 ）和 toIndex（不包括）之间的部分视图 |
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五、动态数组ArrayList<E>
ArrayList是Array的复杂版本。提供：动态地增加和减少数组的元素；灵活设置数组的大小。
每个 ArrayList 实例都有一个容量。该容量是指用来存储列表元素的数组的大小。它总是至少等于列表的大小。随着向 ArrayList 中不断添加元素，其容量也自动增长。
在添加大量元素前，应用程序可以使用 ensureCapacity 操作来增加 ArrayList 实例的容量。这可以减少递增式再分配的数量。
ArrayList继承了List的方法外，其扩展了如下方法：
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函数 |
参数 |
功能 |
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ArrayList |
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构造一个初始容量为 10 的空列表。 |
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ArrayList |
(Collection<? extends E> c) |
构造一个包含指定 collection 的元素的列表，这些元素是按照该 collection 的迭代器返回它们的顺序排列的。 |
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ArrayList |
(int initialCapacity |
构造一个具有指定初始容量的空列表。 |
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clone |
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返回此 ArrayList 实例的浅表副本。 |
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ensureCapacity |
(int minCapacity) |
如有必要，增加此 ArrayList 实例的容量，以确保它至少能够容纳最小容量参数所指定的元素数。 |
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removeRange |
(int fromIndex, int toIndex) |
移除列表中索引在 fromIndex（包括）和 toIndex（不包括）之间的所有元素。 |
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trimTosize |
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将此 ArrayList 实例的容量调整为列表的当前大小。 |
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六、链表LinkedList<E>
LinkedList<E>是一种双向的链式结构。相对ArrayList而言，LinkedList<E>的插入和删除元素相对方便，但速度较慢。
除了实现 List 接口外，LinkedList 类还为在列表的开头及结尾 get、remove 和 insert 元素提供了统一的命名方法。这些操作允许将链接列表用作堆栈、队列或双端队列。
LinkedList继承了List的方法外，其扩展了如下方法：
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函数 |
方法 |
功能 |
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LinkedList |
|
构造一个空列表。 |
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LinkedList |
(Collection<? extends E> c) |
构造一个包含指定 collection 中的元素的列表，这些元素按其 collection 的迭代器返回的顺序排列。 |
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addFirst |
(E e) |
将指定元素插入此列表的开头。 |
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addLast |
(E e) |
将指定元素插入此列表的结尾。 |
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clone |
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返回此 LinkedList 的浅表副本。 |
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descendingIterator |
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返回以逆向顺序在此双端队列的元素上进行迭代的迭代器。 |
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element |
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获取但不移除此列表的头（第一个元素）。 |
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getFirst |
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返回此列表的第一个元素。 |
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getLast |
|
返回此列表的最后一个元素。 |
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lastIndexOf |
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返回此列表中最后出现的指定元素的索引，如果此列表中不包含该元素，则返回 -1。 |
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listIterator |
(int index) |
返回此列表中的元素的列表迭代器（按适当顺序），从列表中指定位置开始。 |
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offer |
(E e) |
将指定元素添加到此列表的末尾 |
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offerFirst |
(E e) |
在此列表的开头插入指定的元素。 |
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offerLast |
(E e) |
在此列表末尾插入指定的元素。 |
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peek |
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获取但不移除此列表的头 |
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peekFirst |
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获取但不移除此列表的第一个元素；如果此列表为空，则返回 null。 |
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peekLast |
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获取但不移除此列表的最后一个元素；如果此列表为空，则返回 null。 |
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poll |
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获取并移除此列表的头（第一个元素） |
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pollFirst |
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获取并移除此列表的第一个元素；如果此列表为空，则返回 null。 |
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pollLast |
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获取并移除此列表的最后一个元素；如果此列表为空，则返回 null。 |
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pop |
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将元素推入此列表所表示的堆栈。 |
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push |
(E e) |
将元素推入此列表所表示的堆栈。 |
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removeFirst |
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移除并返回此列表的第一个元素。 |
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removeFirstOccurrence |
(Object o) |
从此列表中移除最后一次出现的指定元素（从头部到尾部遍历列表时）。 |
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七、集合Set<E>
Set和数学中的集合是同一个概念，就是没有重复元素的集合，是一个不包含重复元素的 collection。更确切地讲，set 不包含满足 e1.equals(e2) 的元素对 e1 和 e2，并且最多包含一个 null 元素。
Set继承Collection的所有方法，没有扩展了其他方法。
八、映射Map<K , V>
Map 接口提供三种collection 视图，允许以键集、值集或键-值映射关系集的形式查看某个映射的内容。
所有通用的映射实现类应该提供两个“标准的”构造方法：一个 void（无参数）构造方法，用于创建空映射；一个是带有单个 Map 类型参数的构造方法，用于创建一个与其参数具有相同键-值映射关系的新映射。实际上，后一个构造方法允许用户复制任意映射，生成所需类的一个等价映射。
Map继承Collection的所有方法，并扩展了其他方法：
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函数 |
参数 |
功能 |
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containsKey |
(Object key) |
如果此映射包含指定键的映射关系，则返回 true。 |
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containsValue |
(Object key) |
如果此映射将一个或多个键映射到指定值，则返回 true。 |
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entrySet |
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返回此映射中包含的映射关系的 Set 视图。 |
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keySet |
|
返回此映射中包含的键的 Set 视图。 |
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put |
(K key, V value) |
将指定的值与此映射中的指定键关联。 |
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putAll |
(Map<? extends K,? extends V> m) |
从指定映射中将所有映射关系复制到此映射中. |
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values |
|
返回此映射中包含的值的 Collection 视图。 |
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九、队列Queue<E>
Queue 实现通常不允许插入 null 元素，尽管某些实现（如 LinkedList）并不禁止插入 null。即使在允许 null 的实现中，也不应该将 null 插入到 Queue 中，因为 null 也用作 poll 方法的一个特殊返回值，表明队列不包含元素。
Queue继承Collection的所有方法，并扩展了其他方法：
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函数 |
参数 |
方法 |
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element |
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获取，但是不移除此队列的头。 |
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offer |
(E e) |
将指定的元素插入此队列（如果立即可行且不会违反容量限制），当使用有容量限制的队列时，此方法通常要优于 add(E)，后者可能无法插入元素，而只是抛出一个异常。 |
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peek |
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获取但不移除此队列的头；如果此队列为空，则返回 null。 |
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poll |
|
获取并移除此队列的头，如果此队列为空，则返回 null。 |
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remove |
|
获取并移除此队列的头。 |
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