海納百川——物件陣列和集合

物件陣列

陣列 在Java提供的儲存及隨機訪問物件序列的各種方法中，陣列是效率最高的一種

• 型別檢查
• 邊界檢查

優點

• 陣列知道其元素的型別
• 編譯時的型別檢查
• 大小已知

代價

• 陣列物件的大小是固定的，在生存期內大小不可變

物件陣列

• 陣列元素是類的物件
• 所有元素具有相同的型別
• 每個元素都是一個物件的引用

靜態初始化：在宣告和定義陣列的同時對陣列元素進行初始化，例如：

BankAccount[] accounts = { 
                new BankAccount(“Zhang", 100.00), 
                new BankAccount
 
(“Li", 2380.00),
                new BankAccount(“Wang", 500.00),
                new BankAccount(“Liu", 175.56),
                new BankAccount(“Ma", 924.02)};

動態初始化：使用運算子new，需要經過兩步： 首先給陣列分配空間

type arrayName[ ]=new type[arraySize];

然後給每一個數組元素分配空間

arrayName[0]=new type(paramList);
…
arrayName[arraySize-1]
 
=new type(paramList);

Java集合框架

• 程式設計師不需要關心你的陣列到底該申請多少個元素，框架會自動幫你分配空間
• 程式設計師可以通過一個鍵，快速得到這個鍵所對應的值，並且不需要顧慮插入和刪除元素的問題
• 程式設計師可以方便地對資料進行排序、遍歷等
• 程式設計師可以直接使用各種資料結構

Java集合框架提供了一套效能優良、使用方便的介面和類，它們位於java.util包中

Collection 介面儲存一組不唯一，無序的物件

List 介面儲存一組不唯一，有序（插入順序）的物件

Set 介面儲存一組唯一，無序的物件

Map介面儲存一組鍵值物件，提供key（唯一）到value的對映

List類集合

ArrayList實現了長度可變的陣列，在記憶體中分配連續的空間。遍歷元素和隨機訪問元素的效率比較高

LinkedList採用連結串列儲存方式（離散空間）。插入、刪除元素時效率比較高

List介面常用方法小結 LinkedList的特殊方法 插入元素對比

隨機訪問對比

Vector類

• 另外一個常用的列表類是Vector類，它也實現了List介面，可以實現ArrayList的所有操作。

• Vector和ArrayList的異同

  • 實現原理、功能相同，可以互用
  • 主要區別 Vector執行緒安全操作相對較慢 ArrayList重速度輕安全，執行緒非安全 長度需增長時，Vector預設增長一倍，ArrayList增長50% Vector可以使用capacity()方法獲取實際的空間

ArrayList和Vector的預設初始大小均為10

Set類集合

如果確定元素在列表中不能重複，那麼可以使用Set Set無法隨機訪問，要訪問其元素，只能使用迭代器遍歷

Set支援的操作

• boolean add(E e);
• void clear();
• boolean contains(Object o);
• boolean isEmpty();
• boolean remove(Object o);
• int size();

HashSet：保證在Set中的元素唯一，但是不保證元素的順序恆久不變（加入新元素後，元素的遍歷順序可能發生改變）。

TreeSet：保證Set中的元素唯一，並且對元素按其自然順序進行排序。

• TreeSet特有的操作：

  • E first();
  • E last();
  • E ceiling(E e);
  • E floor(E e);
  • E lower(E e);
  • E higher(E e);
  • void poolFirst();
  • void poolLast();

對比

演算法

Java中的演算法都封裝在類Arrays和Collections中

排序（Sorting） 使用Arrays.sort()方法可以對陣列進行排序

使用Collections.sort()方法可以對集合進行排序

排序演算法：

• 當處理原始資料型別時，演算法為快速排序
• 當處理物件型別時，演算法為歸併排序

亂序（Shuffling） 亂序就是做和排序相反的工作，將資料隨機地打亂順序。

生活中的亂序：洗牌。

常規資料處理演算法 reverse：將一個List中的元素反向排列

fill：用指定的值覆寫List中的每一個元素，這個操作在重新初始化List時有用

copy:：接受兩個引數，目標List和源List，將源中的元素複製到目標，覆寫其中的內容。目標List必須至少與源一樣長，如果更長，則多餘的部分內容不受影響

查詢演算法binarySearch 使用二分法在一個有序的List中查詢指定元素 有兩種形式

• 第一種形式假定List是按照自然順序升序排列的
• 第二種形式需要增加一個Comparator物件，表示比較規則，並假定List是按照這種規則排序的。

尋找最值——用於任何集合物件 min和max演算法返回指定集合中的最小值和最大值 這兩個演算法分別都有兩種形式 簡單形式按照元素的自然順序返回最值 另一種形式需要附加一個Comparator物件作為引數，並按照Comparator物件指定的比較規則返回最值

Map類集合

Map介面專門處理鍵值對映資料的儲存，可以根據鍵實現對值的操作 最常用的實現類是HashMap

例子

 Map countries = new HashMap();
 countries.put("CN", "中華人民共和國");
 countries.put("RU", "俄羅斯聯邦");
 countries.put("FR", "法蘭西共和國");
 countries.put("US", "美利堅合眾國");
 //使用HashMap儲存多組鍵值對
 		
 String country = (String) countries.get("CN");
 //獲取指定元素的值
		
 System.out.println("Map中共有"+countries.size() +"組資料");
 //獲取Map元素個數
		
 countries.remove("FR");
 System.out.println("Map中包含FR的key嗎？" + countries.containsKey("FR"));
 //刪除指定元素，判斷是否包含指定元素
		
 System.out.println( countries.keySet() ) ;
 System.out.println( countries.values() );
 System.out.println( countries );
 //顯示鍵集、值集和鍵值對集

Map介面常用方法

查詢方法

修改方法

雜湊表 也稱為散列表，是用來儲存群體物件的集合類結構，其兩個常用的類是HashTable及HashMap

雜湊表相關的一些主要概念

構造方法

• Hashtable( );　// 初始容量為101，最大裝填因子為0.75
• Hashtable(int capacity);
• Hashtable(int capacity, float maxLoadFactor);

雜湊表常用函式

HashMap類與HashTable類很相似，只是HashTable類不允許有空的關鍵字，而HashMap類允許

HashMap和Hashtable的比較 實現原理、功能相同，可以互用 主要區別

• Hashtable繼承Dictionary類，HashMap實現Map介面
• Hashtable執行緒安全，HashMap執行緒非安全
• Hashtable不允許null值，HashMap允許null值

不涉及到多執行緒的開發過程中，最好使用ArrayList和HashMap 如果程式中用到多執行緒，酌情使用Vector和Hashtable

集合遍歷與迭代器（Iterator）

如何遍歷List, Set和Map集合呢？ 方法1：迴圈(僅適用於List) 方法2：增強型for迴圈(foreach迴圈，適用於所有類) 方法3：通過迭代器Iterator實現遍歷

• 獲取Iterator ：Collection 介面的iterate()方法
• Iterator的方法 boolean hasNext(): 判斷是否存在另一個可訪問的元素 Object next(): 返回要訪問的下一個元素

方法4：(僅適用於JDK 1.8) 適用forEach()方法

Iterator介面 也是一個遍歷集合元素的工具，是對Enumeration介面的改進，因此在遍歷集合元素時，優先選用Iterator介面

與Enumeration不同，具有從正在遍歷的集合中去除物件的能力

具有如下三個例項方法，可見相對於Enumerationo介面簡化了方法名

• hasNext() —— 判斷是否還有元素
• next() —— 取得下一個元素
• remove() —— 去除一個元素。注意是從集合中去除最後呼叫
• next()返回的元素，而不是從Iterator類中去除

遍歷Map例項

Set keys=dogMap.keySet();    //取出所有key的集合
Iterator it=keys.iterator();       //獲取Iterator物件
while(it.hasNext()){
	String key=(String)it.next();      //取出key
	Dog dog=(Dog)dogMap.get(key);    //根據key取出對應的值
	System.out.println(key+"\t"+dog.getStrain());
}
//迭代器Iterator
///////////////////////////////////////////////////
for(元素型別t  元素變數x : 陣列或集合物件){
         引用了x的java語句
}
//增加for型迴圈
///////////////////////////////////////////////////
Set keys=dogMap.keySet();
Keys.forEach(new DogConsumer());	//新建一個匿名物件

class DogConsumer implements Consumer {
	public void accept(Object obj) {	//每個Set中的物件，都會呼叫一次該方法
	}
}
//JDK 1.8 之後可以使用forEach方法遍歷集合

Enumeration Enumeration介面不能用於ArrayList物件，而Iterator介面既可以用於ArrayList物件，也可以用於Vector物件

Enumeration介面 （1.0版） 提供了兩個例項方法

• hasMoreElements() —— 判斷是否還有剩下的元素；
• nextElement() —— 取得下一個元素。

遍歷集合類物件v中的每個元素可使用下面程式碼完成：

Enumeration e = v.elements(); 
while (e.hasMoreElements()) { 
   Customer c = (Customer)v.nextElement(); 
   System.out.println(c.getName()); 
}