Collection 框架的结构
Java中的集合(Collection)框架是一组接口、实现类和算法,用于存储和操作一组对象。它提供了一组通用的数据结构,如列表、集、映射等,并支持高效地进行查找、排序、遍历等操作。以下是对Collection框架结构的详细介绍:
一、核心接口
-
Collection接口
- 是集合框架的顶层接口,表示一组对象。
- 提供了添加、删除、遍历、查找和判断等基本操作。
- 子接口包括List、Set和Queue(虽然Queue在有的介绍中未被明确提及为Collection的直接子接口,但它是Java集合框架中的重要组成部分,用于表示先进先出的数据结构)。
-
Map接口
- 表示一组键值对,用于定义映射关系。
- 提供了添加、删除、遍历、查找和判断等操作。
- 常见的实现类有HashMap、Hashtable、TreeMap和LinkedHashMap等。
二、List接口及其实现类
-
List接口
- 是一个有序的集合,可以存储重复的元素。
- 提供了按索引访问元素的方法,如get(int index)和set(int index, Object obj)。
- 允许使用迭代器(Iterator)和增强的for循环进行遍历。
-
实现类
- ArrayList基于数组实现,支持随机访问,查询速度快,但增删中间元素较慢。
- LinkedList:基于链表实现,支持快速插入和删除中间元素,但随机访问较慢。
- Vector:与ArrayList类似,但它是线程安全的,性能相对较低,已被ArrayList所替代(在不考虑线程安全性的情况下)。
三、Set接口及其实现类
-
Set接口
- 是一个无序的集合,不允许存储重复的元素。
- 没有提供按索引访问元素的方法,只能通过迭代器或增强的for循环进行遍历。
-
实现类
- HashSet:基于哈希表实现,存储速度快,但不保证元素的顺序。它依赖于元素的hashCode方法和equals方法来确保元素的唯一性。
- TreeSet:基于红黑树实现,可以对元素进行排序。它使用compareTo或compare方法中的逻辑来保证元素的唯一性。
- LinkedHashSet:是HashSet的一个子类,它维护了一个运行于所有条目的双重链接列表。此链接列表定义了迭代顺序,即按元素的插入次序进行迭代。
四、其他重要类和接口
-
Iterator接口
- 用于遍历集合中的元素。
- 提供了hasNext()和next()等方法来遍历集合。
-
Collections类
- 是一个帮助类,提供了许多静态方法来操作集合。
- 如排序(sort)、搜索(binarySearch)、线程安全化(synchronizedXxx)等。
-
AbstractCollection、AbstractList和AbstractSet抽象类
- 这些抽象类提供了部分集合框架中接口的实现,减少了实现类的工作量。
- 如AbstractCollection实现了Collection接口中的大部分方法(除了iterator()和size())。
综上所述,Collection框架提供了丰富的数据结构和操作,使得开发者可以更加方便地处理集合数据。