數組是一種很常見的數據結構，開始接觸編程的時候多數程序都和數組相關。剛開始接觸Java時也是一直使用數組寫一些程序，后來越來越覺得數組這東西沒法滿足需求了，這時一位“前輩”對我說了一句：不會用集合類就等于沒學過Java。然后才知道有集合類。

想想已經是3、4年前的事了，時間如白駒過隙啊。

什么時候數組會顯得力不從心，沒法滿足需求，需要集合類呢？

不知道具體數據長度

需要自動排序

存儲鍵值對

當然，上面的情況不是絕對的，只是數組比較難滿足。這時集合類(也可稱為容器類)就顯示了它強大的功能。

集合類的分類(圖片轉自http://biancheng.dnbcw.info/1000wen/359774.html)

上圖中不包含Queue內容，部分Map的實現類未給出。

常見使用的有List、Set、Map及他們的實現類。

List、Set、Map接口及各實現類的特性

接口

特性

實現類

實現類特性

成員要求

List

線性、有序的存儲容器，可通過索引訪問元素

ArrayList

數組實現。非同步。

Vector

類似ArrayList，同步。

LinkedList

雙向鏈表。非同步。

Map

保存鍵值對成員

HashMap

基于哈希表的?Map?接口的實現，滿足通用需求

任意Object對象，如果修改了equals方法，需同時修改hashCode方法

TreeMap

默認根據自然順序進行排序，或者根據創建映射時提供的?Comparator進行排序

鍵成員要求實現caparable接口，或者使用Comparator構造TreeMap。鍵成員一般為同一類型。

LinkedHashMap

類似于HashMap，但迭代遍歷時取得“鍵值對”的順序是其插入順序或者最近最少使用的次序

與HashMap相同

IdentityHashMap

使用==取代equals()對“鍵值”進行比較的散列映射

成員通過==判斷是否相等

WeakHashMap

弱鍵映射，允許釋放映射所指向的對象

ConcurrentHashMap

線性安全的Map

Set

成員不能重復

HashSet

為快速查找設計的Set

元素必須定義hashCode()

TreeSet

保持次序的Set，底層為樹結構

元素必須實現Comparable接口

LinkedHashSet

內部使用鏈表維護元素的順序(插入的次序)

元素必須定義hashCode()

在滿足要求的情況下，Map應盡量使用HashMap，Set應盡量使用HashSet。

集合類的基本使用

List

List基本操作

1 ArrayList arrayList = new ArrayList();

2 arrayList.add("Tom");

3 arrayList.add("Jerry");

4 arrayList.add("Micky");

5 // 使用Iterator遍歷元素

6 Iterator it = arrayList.iterator();

7 while (it.hasNext()) {

8 String str = it.next();

9 System.out.println(str);

10 }

11 // 在指定位置插入元素

12 arrayList.add(2, "Kate");

13 // 通過索引直接訪問元素

14 for (int i = 0; i < arrayList.size(); i++) {

15 System.out.println(arrayList.get(i));

16 }

17 List subList = new ArrayList();

18 subList.add("Mike");

19 // addAll(Collection extends String> c)添加所給集合中的所有元素

20 arrayList.addAll(subList);

21 // 判斷是否包含某個元素

22 if (arrayList.contains("Mike")) {

23 System.out.println("Mike is include in the list");

24 }

25

26 LinkedList linkedList = new LinkedList();

27 linkedList.addAll(arrayList);

28 // 獲取指定元素

29 System.out.println(linkedList.get(4));

30 // 獲取第一個元素

31 System.out.println(linkedList.getFirst());

32 // 獲取最后一個元素

33 System.out.println(linkedList.getLast());

34 // 獲取并刪除第一個元素

35 System.out.println(linkedList.pollFirst());

36 // 獲取，但不移除第一個元素

37 System.out.println(linkedList.peekFirst());

ArrayList和LinkedList的效率比較

ArrayList添加元素的效率

1 ArrayList arrList = new ArrayList();

2 long startTimeMillis, endTimeMillis;

3 startTimeMillis = System.currentTimeMillis();

4 for (int i = 0; i < 10000; i++) {

5 arrList.add(0, "addString");

6 }

7 endTimeMillis = System.currentTimeMillis();

8 System.out.println("ArrayList:" + (endTimeMillis - startTimeMillis)

9 + "ms");

10

11 arrList.clear();

12

13 startTimeMillis = System.currentTimeMillis();

14 for (int i = 0; i < 20000; i++) {

15 arrList.add(0, "addString");

16 }

17 endTimeMillis = System.currentTimeMillis();

18 System.out.println("ArrayList:" + (endTimeMillis - startTimeMillis)

19 + "ms");

20

21 arrList.clear();

22

23 startTimeMillis = System.currentTimeMillis();

24 for (int i = 0; i < 40000; i++) {

25 arrList.add(0, "addString");

26 }

27 endTimeMillis = System.currentTimeMillis();

28 System.out.println("ArrayList:" + (endTimeMillis - startTimeMillis)

29 + "ms");

30

31 arrList.clear();

32

33 startTimeMillis = System.currentTimeMillis();

34 for (int i = 0; i < 80000; i++) {

35 arrList.add(0, "addString");

36 }

37 endTimeMillis = System.currentTimeMillis();

38 System.out.println("ArrayList:" + (endTimeMillis - startTimeMillis)

39 + "ms");

40

41 arrList.clear();

42

43 startTimeMillis = System.currentTimeMillis();

44 for (int i = 0; i < 160000; i++) {

45 arrList.add(0, "addString");

46 }

47 endTimeMillis = System.currentTimeMillis();

48 System.out.println("ArrayList:" + (endTimeMillis - startTimeMillis)

49 + "ms");

50

51 arrList.clear();

52

53 startTimeMillis = System.currentTimeMillis();

54 for (int i = 0; i < 320000; i++) {

55 arrList.add(0, "addString");

56 }

57 endTimeMillis = System.currentTimeMillis();

58 System.out.println("ArrayList:" + (endTimeMillis - startTimeMillis)

59 + "ms");

執行時間比較

執行次數(在0號位置插入)

ArrayList所用時間(ms)

LinkedList所用時間(ms)

10000

31

0

20000

141

0

40000

484

16

80000

1985

0

160000

7906

0

320000

31719

16

執行次數(在尾部插入)

ArrayList所用時間(ms)

LinkedList所用時間(ms)

10000

0

0

20000

15

0

40000

0

0

80000

0

0

160000

0

15

320000

0

16

循環輸出次數(get(index)方法)

ArrayList所用時間(ms)

LinkedList所用時間(ms)

10000

93

204

20000

188

797

40000

328

2734

80000

688

13328

160000

1594

62313

320000

2765

太久了……

因為ArrayList底層由數組實現，在0號位置插入時將移動list的所有元素，在末尾插入元素時不需要移動。LinkedList是雙向鏈表，在任意位置插入元素所需時間均相同。所以在List中有較多插入和刪除操作的情況下應使用LinkedList來提高效率，而有較多索引查詢的時候使用ArrayList(使用增強型的for循環或Iterator遍歷LinkedList效率將提高很多)。

Map

Map基本操作

1 HashMap map = new HashMap();

2 // 向Map中添加元素

3 map.put("Tom", 26);

4 map.put("Jack", 18);

5 map.put("Micky", 17);

6 map.put("Kate", 15);

7 // 根據Key獲取Value

8 System.out.println("Jack is " + map.get("Jack") + " years old");

9 // 移除

10 map.remove("Micky");

11 // 遍歷Map

12 for (Entry entry : map.entrySet()) {

13 System.out.println("name:" + entry.getKey() + " age:"

14 + entry.getValue());

15 }

16 // Key相同的元素將被覆蓋

17 map.put("Jack", 19);

18 // 根據Key獲取Value

19 System.out.println("Jack is " + map.get("Jack") + " years old");

20 // 判斷是否包含某個Key

21 if (map.containsKey("Tom")) {

22 System.out.println(map.get("Tom"));

23 }

24 // 判斷是否包含某個Value

25 if (map.containsValue(26)) {

26 System.out.println("The map include the value 26");

27 }

28 // 判斷map是否為空

29 if (!map.isEmpty()) {

30 // 獲取map大小

31 System.out.println("The map's size=" + map.size());

32 }

33 // 獲取Key的集合

34 for (String str : map.keySet()) {

35 System.out.println(str);

36 }

37

38 TreeMap treeMap = new TreeMap();

39 treeMap.putAll(map);

40 // 輸出內容按照key值排序

41 for (Entry entry : treeMap.entrySet()) {

42 System.out.println("name:" + entry.getKey() + " age:"

43 + entry.getValue());

44 // name:Jack age:19

45 // name:Kate age:15

46 // name:Tom age:26

47 }

48

49 LinkedHashMap linkedHashMap = new LinkedHashMap();

50 // 向Map中添加元素

51 linkedHashMap.put("Tom", 26);

52 linkedHashMap.put("Jack", 18);

53 linkedHashMap.put("Micky", 17);

54 linkedHashMap.put("Kate", 15);

55 // 保持了插入的順序

56 for (Entry entry : linkedHashMap.entrySet()) {

57 System.out.println("name:" + entry.getKey() + " age:"

58 + entry.getValue());

59 // name:Tom age:26

60 // name:Jack age:18

61 // name:Micky age:17

62 // name:Kate age:15

63 }

Set

1 List list = new ArrayList();2 list.add(3);3 list.add(4);4 HashSet hashSet = new HashSet();5 hashSet.add(1);6 hashSet.add(3);7 hashSet.add(2);8 hashSet.add(6);9 //重復元素將不能被添加

10 hashSet.add(3);11 //只要有元素被添加就返回true

12 if(hashSet.addAll(list)) {13 System.out.println("Add success");14 }15 //判斷是否存在某個集合

16 if(hashSet.containsAll(list)) {17 System.out.println("The hashSet is contain 3 and 4");18 }19 Iterator it =hashSet.iterator();20 while(it.hasNext()) {21 System.out.print(it.next() + " ");22 //1 2 3 4 623 //看結果是被排序了，HashSet按照Hash函數排序，Integer值的HashCode就是其int值

24 }25 //換轉成數組

26 Object[] integers =hashSet.toArray();27 for (int i = 0; i < integers.length; i++) {28 System.out.print((Integer) integers[i]);29 }30 //移除元素

31 hashSet.remove(3);32

33 TreeSet treeSet = new TreeSet();34 treeSet.add("C");35 treeSet.add("A");36 treeSet.add("D");37 treeSet.add("B");38 for (Iterator strIt =treeSet.iterator(); strIt.hasNext();) {39 System.out.print(strIt.next());40 //ABCD 按照字母順序

41 }42 LinkedHashSet linkedHashSet = new LinkedHashSet();43 linkedHashSet.add("C");44 linkedHashSet.add("A");45 linkedHashSet.add("D");46 linkedHashSet.add("B");47 for (Iterator linkedIt =linkedHashSet.iterator(); linkedIt48 .hasNext();) {49 System.out.print(linkedIt.next());50 //CADB 按照插入順序

51 }

本文沒有對ArrayList及HashMap進行深入的分析，這兩個類是集合類中最常用的類，將另開文章進行深入剖析。