java集合的原理

1. java中的集合有幾種

集合類是放在java.util.*；這個包里。集合類存放的都是對象的引用，而非對象本身，為了說起來方便些，我們稱集合中的對象就是指集合中對象的引用（reference)。引用的概念大家不會忘了吧，在前邊我們講數據類型時講的。
集合類型主要有3種：set(集）、list(列表）、map(映射)和Queue（隊列）。//隊列為jdk5中的加上的

(1) Set

集（set）是最簡單的一種集合，它的對象不按特定方式排序，只是簡單的把對象加入集合中，就像往口袋裡放東西。對集中成員的訪問和操作是通過集中對象的引用進行的，所以集中不能有重復對象。我們知道數學上的集合也是Set這個，集合裡面一定是沒有重復的元素的。

（2）List

列表（List）的主要特徵是其對象以線性方式存儲，沒有特定順序，只有一個開頭和一個結尾，當然，它與根本沒有順序的Set是不同的。它是鏈表嘛，一條鏈肯定有順序這個順序就不一定了。

（3）Map

映射（Map），這個在java里不是地圖的意思，其實地圖也是映射哈。它裡面的東西是鍵－值對（key-value）出現的，鍵值對是什麼呢？舉個例子，比如我們查字典，用部首查字法。目錄那個字就是鍵，這個字的解釋就是值。鍵和值成對出現。這樣說可以理解吧。這也是很常用的數據結構哦。

（4）Queue

在jdk5.0以前，通常的實現方式是使用java.util.List集合來模仿Queue。Queue的概念通過把對象添加（稱為enqueuing的操作）到List的尾部（即Queue的後部）並通過從List的頭部（即Queue的前部）提取對象而從 List中移除（稱為dequeuing的操作）來模擬。你需要執行先進先出的動作時可以直接使用Queue介面就可以了。

這4個東西，有時候功能還不太完善，需要有些子類繼承它的特性。Set的子介面有TreeSet,SortedSet，List的有ArrayList等，Map里有HashMap,HashTable等，Queue裡面有BlockingQueue等。我們來看看例子吧：

實踐： Set舉例

import java.util.*;

public class SetExample {

public static void main(String[] args) {

Set set = new HashSet(); //HashSet是Set的子介面

set.add("one");

set.add("second");

set.add("3rd");

set.add(new Integer(4));

set.add(new Float( 5.0F ));

set.add("second");

set.add(new Integer(4));

System.out.println(set);

}}

List舉例：

import java.util.*;

public class ListExample {

public static void main(String[] args) {

List list = new ArrayList();

list.add("one");

list.add("second");

list.add("3rd");

list.add(new Integer(4));

list.add(new Float( 5.0F ));

list.add("second");

list.add(new Integer(4));

System.out.println(list);

}}

Map舉例

import java.util.Map;

import java.util.HashMap;

import java.util.Iterator;

import java.io.FileReader;

public class MapExample {

public static void main(String[] args) throws java.io.FileNotFoundException {

Map word_count_map = new HashMap();

FileReader reader = new FileReader(args[0]);

Iterator words = new WordStreamIterator(reader);

while ( words.hasNext() ) {

String word = (String) words.next();

String word_lowercase = word.toLowerCase();

Integer frequency = (Integer)word_count_map.get(word_lowercase);

if ( frequency == null ) {

frequency = new Integer(1);

} else {

int value = frequency.intValue();

frequency = new Integer(value + 1);}

word_count_map.put(word_lowercase, frequency);

}

System.out.println(word_count_map);

}}

Queue舉例：

import java.io.IOException;

import java.io.PrintStream;

import java.util.LinkedList;

import java.util.Queue;

public class QueueTester {

public Queue<String> q; //發現了一個奇怪的語法，這個尖括弧是泛型聲明

public QueueTester() {q = new LinkedList<String>();}

public void testFIFO(PrintStream out) throws IOException {

q.add("First");

q.add("Second");

q.add("Third");

Object o;

while ((o = q.poll()) != null) {

out.println(o);}}

public static void main(String[] args) {

QueueTester tester = new QueueTester();

try { tester.testFIFO(System.out);

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace(); } }}

2. java集合是什麼

Java集合是什麼：

Java 中的集合類庫可以幫助我們在程序設計中實現傳統的數據結構。

Java的集合類是一個用來存放對象的容器，有以下特點:

1、Java集合只能存放對象。加入添加了一個基本數據類型，會被自動裝箱後存入集合。

2、集合存放的是多個對象的引用，對象本身是在堆內存中的。

3、集合可以存放不同類型，不限數量的數據類型。

集合分三種:1、Set 2 、List 3、Map，下面進行具體介紹。

擴展鏈接：

主要內容：

1)手寫ArrayList

2)手寫單鏈表

3)手寫LinkedList

4)手寫HashMap

5)手寫HashSet

6)最新並發集合類

學習目標：

1. 掌握手寫ArrayList

2. 掌握手寫單鏈表

3. 掌握手寫LinkedList

4. 掌握手寫HashMap

5. 掌握手寫HashSet

6. 理解最新並發集合類底層原理

視頻課程小結：

01_集合提升訓練_手寫ArrayList_get_size_isEmpty_自定義異常

02_集合提升訓練_手寫ArrayList_構造方法_add

03_集合提升訓練_手寫ArrayList_toString_iterator

04_集合提升循環_手寫單鏈表_get

05_集合提升訓練_手寫單鏈表_add_remove_toString

06_集合提升訓練_手寫LinkedList

07_集合提升訓練_手寫LinkedList_添加內存分配圖

08_集合提升訓練_HashMap的原理和代碼准備

09_集合提升訓練_手寫HashMap的put

10_集合提升訓練_手寫HashMap的get_toString

11_集合提升訓練_手寫HashSet

12_集合提升訓練_新一代並發集合類

3. java中的集合分類

JAVA集合框架特徵介紹(詳細的去看看動力節點的java基礎大全301集就知道了）

Collection介面結構

其中，有幾個比較常用的方法，比如方法add()添加一個元素到集合中，addAll()將指定集合中的所有元素添加到集合中，contains()方法檢測集合中是否包含指定的元素，toArray()方法返回一個表示集合的數組。Collection介面有三個子介面，下面詳細介紹。

1.List

List介面擴展自Collection，它可以定義一個允許重復的有序集合，從List介面中的方法來看，List介面主要是增加了面向位置的操作，允許在指定位置上操作元素，同時增加了一個能夠雙向遍歷線性表的新列表迭代器ListIterator。AbstractList類提供了List介面的部分實現，AbstractSequentialList擴展自AbstractList，主要是提供對鏈表的支持。下面介紹List介面的兩個重要的具體實現類，也是我們可能最常用的類，ArrayList和LinkedList。

ArrayList

通過閱讀ArrayList的源碼，我們可以很清楚地看到裡面的邏輯，它是用數組存儲元素的，這個數組可以動態創建，如果元素個數超過了數組的容量，那麼就創建一個更大的新數組，並將當前數組中的所有元素都復制到新數組中。假設第一次是集合沒有任何元素，下面以插入一個元素為例看看源碼的實現。

1、方法add(E e)向集合中添加指定元素。 public boolean add(E e) {
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
elementData[size++] = e; return true;
}2、此方法主要是確定將要創建的數組大小。 private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) { if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
}

ensureExplicitCapacity(minCapacity);
} private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
modCount++; if (minCapacity - elementData.length > 0)
grow(minCapacity);
}3、最後是創建數組，可以明顯的看到先是確定了添加元素後的大小之後將元素復制到新數組中。 private void grow(int minCapacity) { // overflow-conscious code int oldCapacity = elementData.length; int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1); if (newCapacity - minCapacity < 0)
newCapacity = minCapacity; if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
newCapacity = hugeCapacity(minCapacity); // minCapacity is usually close to size, so this is a win:
elementData = Arrays.Of(elementData, newCapacity);
}
LinkedList

同樣，我們打開LinkedList的源文件，不難看到LinkedList是在一個鏈表中存儲元素。

在學習數據結構的時候，我們知道鏈表和數組的最大區別在於它們對元素的存儲方式的不同導致它們在對數據進行不同操作時的效率不同，同樣，ArrayList與LinkedList也是如此，實際使用中我們需要根據特定的需求選用合適的類，如果除了在末尾外不能在其他位置插入或者刪除元素，那麼ArrayList效率更高，如果需要經常插入或者刪除元素，就選擇LinkedList。

2.Set

Set介面擴展自Collection，它與List的不同之處在於，規定Set的實例不包含重復的元素。在一個規則集內，一定不存在兩個相等的元素。AbstractSet是一個實現Set介面的抽象類，Set介面有三個具體實現類，分別是散列集HashSet、鏈式散列集LinkedHashSet和樹形集TreeSet。

散列集HashSet

散列集HashSet是一個用於實現Set介面的具體類，可以使用它的無參構造方法來創建空的散列集，也可以由一個現有的集合創建散列集。在散列集中，有兩個名詞需要關注，初始容量和客座率。客座率是確定在增加規則集之前，該規則集的飽滿程度，當元素個數超過了容量與客座率的乘積時，容量就會自動翻倍。