J2SE - 集合框架

我们都知道，当想要保存一组基本类型数据时，数组是最有效的保存方式，也是推荐使用这种方式的。但是数组是固有大小的，当运行时才知道大小的程序，这种方式使用就受限制了，这就是Java容器类产生的原因。Java集合类有几个特点：首先，这种容器是高性能的，对基本数据集合（动态数组、链接表、树和散列表）的实现是高效率的。第二，容器类允许不同类型的类集合以相同的方式和高度互操作方式工作。第三，容器类是容易扩展或修改的。容器类的常用的基本类型有List、Set和Map，这些对象类型也称为集合类，但是在Java中使用了Collection这个名字来指代该类库的一个特殊子集，所以业界使用了范围更广泛的“容器”来称呼。

Collection：是一个接口，它位于集合框架层次结构的顶层，继承自Iterable接口，说明是可以用Iterator迭代器来访问该集合中的元素的。又有List、Set和Queue接口继承Collection接口，直接实现该接口的是一个叫AbstractCollection的抽象类，该抽象类以最大限度地减少了实现此接口所需的工作。

List：继承自Collection接口，表示有序的、可包括重复元素的列表。同时拥有Collection内的方法外，还添加了大量的方法，使得可以在List的中间插入和删除元素。实现该接口的基本类有ArrayList和LinkedList. ArrayList：擅长于对元素的随机访问，但是在插入和删除元素时效率较慢。其实，看看ArrayList类实现的源代码就知道，ArrayList是以线性表的数据结构形式存取数据的，初始化的表大小为10，下面就有几个经常用到的核心方法：add（E e）：在当前表的末尾插入元素，如果在前面表不满的情况下，也是很高效的，直接插入到末尾，但是如果在当前表已经满的情况下，就要重新生成一个比当前表大小更大的新表，新表的大小是当前表大小的1.5倍加1，比如当前表长度为20的，新表的大小就为31，还需要把当前表元素复制到新表中去，然后把当前表引用指向新表，最后把数值插入到表末尾，所以这种操作是非常低效的。

add（int index，E element）：在指定索引位置插入元素，检查表大小和重新追加表大小和上面的add（E e）方式是一样的。最后是要把index以后的元素都是要依次往后移一个大小，然后把元素插入到index位置上去。涉及到表的复制和表内元素的移动，所以效率也是比add（E e）方法还要低。

remove（int index）：在指定索引位置删除元素，就是把index位置后的所有元素都往前移一个大小，也是涉及到表内元素的移动，效率也是很低的。

remove（Object o）：删除指定的元素，也就需要查找出该元素在表中出现第一次的位置，查找是用到顺序一个一个进行匹配的方法，找出后就把该元素后面的所有元素往前移一个大小。该方法涉及到顺序查找和表内元素移动，比remove（int index）方法更低效。

set（int index，E element）：替换表中索引为index的元素值，返回被替换的值，直接用下标索引访问元素，所以效率非常高。

get（int index）：获取索引为index的元素，直接用下标索引访问，所以效率也是非常高。

indexOf（Object o）：获取元素的索引号，也就是需要查找，虽然用到了顺序查找法，但效率还是比较高的。

LinkedList：擅长于对元素的插入和删除操作，但对于随机访问元素比较慢。该类的实现是以双向链表的数据结构为基础的，所以是比较消耗内存的，但它的特定集比ArrayList更大。双向链表，每个节点都有三个域，两个域是存放前后节点的内存地址引用的，一个域是存放数据元素的。在LinkedList类中，有一个叫Entry的内部类，是private的，里面三个属性，分别是element、next和previous，分别对应了双向链表中的三个域，在ArrayList类中每实例化一个Entry就生成一个节点。下

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