java编写一个集合类_Java集合类

数组是一种很常见的数据结构，开始接触编程的时候多数程序都和数组相关。刚开始接触Java时也是一直使用数组写一些程序，后来越来越觉得数组这东西没法满足需求了，这时一位“前辈”对我说了一句：不会用集合类就等于没学过Java。然后才知道有集合类。

想想已经是3、4年前的事了，时间如白驹过隙啊。

什么时候数组会显得力不从心，没法满足需求，需要集合类呢？

不知道具体数据长度

需要自动排序

存储键值对

当然，上面的情况不是绝对的，只是数组比较难满足。这时集合类(也可称为容器类)就显示了它强大的功能。

集合类的分类(图片转自http://biancheng.dnbcw.info/1000wen/359774.html)

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上图中不包含Queue内容，部分Map的实现类未给出。

常见使用的有List、Set、Map及他们的实现类。

List、Set、Map接口及各实现类的特性

接口

特性

实现类

实现类特性

成员要求

List

线性、有序的存储容器，可通过索引访问元素

ArrayList

数组实现。非同步。

Vector

类似ArrayList，同步。

LinkedList

双向链表。非同步。

Map

保存键值对成员

HashMap

基于哈希表的 Map 接口的实现，满足通用需求

任意Object对象，如果修改了equals方法，需同时修改hashCode方法

TreeMap

默认根据自然顺序进行排序，或者根据创建映射时提供的 Comparator进行排序

键成员要求实现caparable接口，或者使用Comparator构造TreeMap。键成员一般为同一类型。

LinkedHashMap

类似于HashMap，但迭代遍历时取得“键值对”的顺序是其插入顺序或者最近最少使用的次序

与HashMap相同

IdentityHashMap

使用==取代equals()对“键值”进行比较的散列映射

成员通过==判断是否相等

WeakHashMap

弱键映射，允许释放映射所指向的对象

ConcurrentHashMap

线性安全的Map

Set

成员不能重复

HashSet

为快速查找设计的Set

元素必须定义hashCode()

TreeSet

保持次序的Set，底层为树结构

元素必须实现Comparable接口

LinkedHashSet

内部使用链表维护元素的顺序(插入的次序)

元素必须定义hashCode()

在满足要求的情况下，Map应尽量使用HashMap，Set应尽量使用HashSet。

集合类的基本使用

List

48304ba5e6f9fe08f3fa1abda7d326ab.png

961ddebeb323a10fe0623af514929fc1.pngList基本操作

48304ba5e6f9fe08f3fa1abda7d326ab.png

1 ArrayList arrayList = new ArrayList();

2 arrayList.add("Tom");

3 arrayList.add("Jerry");

4 arrayList.add("Micky");

5 // 使用Iterator遍历元素

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 // 通过索引直接访问元素

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)添加所给集合中的所有元素

20 arrayList.addAll(subList);

21 // 判断是否包含某个元素

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 // 获取指定元素

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

30 // 获取第一个元素

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

32 // 获取最后一个元素

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

34 // 获取并删除第一个元素

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

36 // 获取，但不移除第一个元素

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

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48304ba5e6f9fe08f3fa1abda7d326ab.png

ArrayList和LinkedList的效率比较

48304ba5e6f9fe08f3fa1abda7d326ab.png

961ddebeb323a10fe0623af514929fc1.pngArrayList添加元素的效率

48304ba5e6f9fe08f3fa1abda7d326ab.png

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");

48304ba5e6f9fe08f3fa1abda7d326ab.png

48304ba5e6f9fe08f3fa1abda7d326ab.png

执行时间比较

执行次数(在0号位置插入)

ArrayList所用时间(ms)

LinkedList所用时间(ms)

10000

31

0

20000

141

0

40000

484

16

80000

1985

0

160000

7906

0

320000

31719

16

执行次数(在尾部插入)

ArrayList所用时间(ms)

LinkedList所用时间(ms)

10000

0

0

20000

15

0

40000

0

0

80000

0

0

160000

0

15

320000

0

16

循环输出次数(get(index)方法)

ArrayList所用时间(ms)

LinkedList所用时间(ms)

10000

93

204

20000

188

797

40000

328

2734

80000

688

13328

160000

1594

62313

320000

2765

太久了……

因为ArrayList底层由数组实现，在0号位置插入时将移动list的所有元素，在末尾插入元素时不需要移动。LinkedList是双向链表，在任意位置插入元素所需时间均相同。所以在List中有较多插入和删除操作的情况下应使用LinkedList来提高效率，而有较多索引查询的时候使用ArrayList(使用增强型的for循环或Iterator遍历LinkedList效率将提高很多)。

Map

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961ddebeb323a10fe0623af514929fc1.pngMap基本操作

48304ba5e6f9fe08f3fa1abda7d326ab.png

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 // 根据Key获取Value

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

9 // 移除

10 map.remove("Micky");

11 // 遍历Map

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

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

14 + entry.getValue());

15 }

16 // Key相同的元素将被覆盖

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

18 // 根据Key获取Value

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

20 // 判断是否包含某个Key

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

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

23 }

24 // 判断是否包含某个Value

25 if (map.containsValue(26)) {

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

27 }

28 // 判断map是否为空

29 if (!map.isEmpty()) {

30 // 获取map大小

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

32 }

33 // 获取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 // 输出内容按照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 // 保持了插入的顺序

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 }

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48304ba5e6f9fe08f3fa1abda7d326ab.png

Set

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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 //重复元素将不能被添加

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 //判断是否存在某个集合

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 //看结果是被排序了，HashSet按照Hash函数排序，Integer值的HashCode就是其int值

24 }25 //换转成数组

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 按照字母顺序

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 按照插入顺序

51 }

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本文没有对ArrayList及HashMap进行深入的分析，这两个类是集合类中最常用的类，将另开文章进行深入剖析。

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