Java - 集合框架

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介绍

Java平台包括一个collections框架。集合就是代表一组对象(例如经典的Vector类)。集合框架是用于表示和操作集合的统一体系结构,使集合可以独立于实现细节操作。

集合框架的主要优点是:

集合框架包括:

集合接口

集合接口被分为两组。

最基本的接口java.util.Collection具有以下子代:

更详细的看下图

Java集合框架.jpg

其他集合接口基于java.util.Map,而不是真实的集合。但是,这些接口包含 集合视图操作,使它们可以作为集合进行操作。

Map具有以下子代:

更详细的看下图

Java Map.jpg

集合接口中的许多修改方法都标记为optional。允许实现不执行这些操作中的一个或多个,如果尝试执行,则抛出运行时异常(UnsupportedOperationException)。每个实现的文档必须指定支持哪些可选操作。
引入了一些术语以帮助该规范:

某些实现限制了可以存储哪些类型(或者在Maps的情况下 ,键和值)。可能出现的限制条件:

尝试添加违反实现限制的元素会导致运行时异常,通常是 ClassCastException,IllegalArgumentException或NullPointerException。尝试删除或测试是否存在违反实现限制的元素会导致异常。

集合实现

实现集合接口的类通常以< 实现类型 > < 接口 > 的形式来命名。下表总结了通用实现:

接口 哈希表 可变数组 B 树 链表 哈希表+链表
Set HashSet - TreeSet - LinkedHashSet
List - ArrayList - LinkedList -
Deque - ArrayDeque - LinkedList -
Map HashMap - TreeMap - LinkedHashMap

通用实现支持收集接口中的所有 可选操作,并且对它们可能包含的元素没有限制。它们是不同步的,但是Collections类包含称为同步包装器的静态工厂,可用于将同步添加到许多未同步的集合中。所有新的实现都有故障快速迭代器,该迭代器检测无效的并发修改,并且快速而干净地失败(而不是行为异常)。

本类AbstractCollection,AbstractSet, AbstractList中,AbstractSequentialList和 AbstractMap类提供核心集合接口的基本实现,以最小化来实现他们的工作所需。这些类的API文档精确地描述了每种方法的实现方式,因此,在特定实现的基本操作得以执行的情况下,实现者知道必须重写哪些方法。

并发集合

使用来自多个线程的集合的应用程序必须经过仔细编程。通常,这称为并发编程。Java平台包括对并发编程的广泛支持。有关详细信息,请参见Java并发实用程序。

集合是如此频繁地使用,以至于各种并发友好接口和集合的实现都包含在API中。这些类型超出了前面讨论的同步包装程序的范围,可提供并发编程中经常需要的功能。

这些并发感知接口可用:

可以使用以下并发感知实现类。有关这些实现的正确用法,请参阅API文档。

设计目标

主要设计目标是生产一种尺寸更小且更重要的是“概念重量”的API。至关重要的是,新功能与当前的Java程序员似乎并没有太大区别。它必须增加现有设施,而不是更换它们。同时,新的API必须足够强大才能提供先前描述的所有优点。

为了使核心接口的数量保持较小,接口不会尝试捕获诸如可变性,可修改性和可缩放性之类的细微差别。相反,核心接口中的某些调用是可选的,使实现可以引发UnsupportedOperationException来指示它们不支持指定的可选操作。集合实现者必须清楚地记录实现支持哪些可选操作。

为了使每个核心接口中的方法数量保持较小,接口仅在满足以下任一条件时才包含方法:

这是真正的基本操作:可以合理定义其他基本操作的基本操作,
有一个令人信服的性能原因,为什么重要的实现要覆盖它。
至关重要的是,所有合理的馆藏表现形式必须能够良好地互操作。这包括数组,如果不更改语言就不能直接实现Collection接口。因此,该框架包括以下方法:使集合能够移动到数组中,将数组视为集合,将地图视为集合。

参考来源:

https://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/guides/collections/overview.html

注:Google翻译,稍作修改。尚有词不达意之处,日后在慢慢修改啦。

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