強大的Collection集合框架

陳浩鑫+劉艷華+張桂娟

摘 要：Java，是由Sun公司于1995年推出的編程語言。在Java語言中，不管是大編程項目也好，小編程項目也好，為了達到方便的目的，我們都要用到集合框架。集合框架是為表示和操作集合而規定的一種統一的標準的體系結構。任何集合框架都包含三大塊內容：對外的接口、接口的實現和對集合運算的算法。

關鍵詞：集合框架；集合；Collection

在Java中，Collection集合接口是Collection層次結構中的根接口。Collection表示一組對象，這些對象也稱為collection的元素。一些Collection是有序、允許有重復元素的，而另一些則是無序的、不允許有重復元素的。由于JDK不提供此接口的任何直接實現，因此它提供更具體的子接口來進行集合的實現，如Set和List。此接口通常用來傳遞Collection，并在需要最大普遍性的地方操作這些Collection。所有通用的Collection實現類（通常通過它的一個子接口間接實現Collection）應該提供兩個“標準”構造方法：一個是無參構造方法，用于創建空collection；另一個是帶有Collection類型單參數的構造方法，用于創建一個具有與其參數相同元素新的Collection。

如果仔細劃分的話，Collection接口下的兩個子接口list和set又具有幾個我們經常使用的具體實現類。在list接口下有底層是鏈表結構的LinkedList，有底層是數組的ArrayList、Vector，為什么底層是數組的會有兩個？因為他們其在功能上大體沒有區別。但ArrayList是線程不安全的，而vector是線程的安全的，當然了，在Java中，線程安全就代表著程序的完整度高一些，運行速度慢一些，所以基于數組的list集合我們一般采用ArrayList集合。而在Set中，我們又有基于Hash算法的HashSet和基于二叉樹算法的TreeSet。在Map集合中，我們一般常用到的就是HashMap集合。今天，我們重點介紹Collection集合。

在集合框架中，我們要如何遍歷Collection中的每一個元素？不論Collection的實際類型如何，它都支持一個iterator（）的方法，該方法返回一個迭代子，使用該迭代子即可逐一訪問Collection中每一個元素。典型的用法如下：

Iterator it=collection.iterator（）；//獲得一個迭代元素

while（it.hasNext（）） {

Object obj=it.next（）；//得到下一個元素

}

下面，筆者將就以上幾個集合作為分類為大家簡略地介紹一下集合。

List接口：

List是有序的，允許重復的Colllection集合的子接口，除了具有Collection接口必備的iterator（）方法外，List接口還可以使用Collections類中對集合操作的一些方法，如add（int index，Element）將指定的元素插入此列表中的指定位置。

remove（int index）移除此列表中指定位置上的元素等方法。

實現List接口的常用類有LinkedList、ArrayList。

LinkedList類：

LinkedList類實現了List接口，允許集合中存在null。此外，LinkedList還具有獨特的get（）、set（）等方法，這些獨特的操作方法使LinkedList可被用作或看作一個環狀的鏈表，我們一般將其稱為雙向循環鏈表。

但值得我們注意LinkedList的是，其沒有同步方法，如果多個線程同時訪問一個List，則必須自己實現訪問同步。一種解決方法是在創建List時構造一個同步的List并且將其上鎖，保證數據的安全性：

List list=Collections.synchronizedList（new LinkedList（...））；

ArrayList類：

ArrayList的底層由數組完成，因此它具有數組的一些特性，即增刪慢、查詢快。每個ArrayList實例都有一個容量，即用于存儲元素的數組大小。這個容量可隨著不斷添加新元素而增加，而在這方面，數組就沒有集合具有優勢，數組的擴容需要代碼完成，集合是隨著數據的插入而自動擴容，隨著數據的消失而自動消失。

Set接口：

與List不同的是，在Set中的對象元素不能重復，也就是說，你不能把同樣的東西兩次放入同一個Set容器中。它的常用具體實現有HashSet和TreeSet類。HashSet能快速定位一個元素，但是你放到HashSet中的對象需要實現hashCode（）方法，它使用了數據庫中的哈希算法。而TreeSet則將放入其中的元素按序存放，這就要求你放入其中的對象是可排序的，這就用到了集合框架提供的另外兩個實用類Comparable和Comparator。一個類是可排序的，當實現Comparable接口時要重寫接口中的Compareto方法，要么實現Comparator接口，如果多個類具有相同的排序算法，那就不需要在每分別重復定義相同的排序算法，只要實現Comparator接口即可。集合框架中還有兩個很實用的公用類：Collections和Arrays。Collections提供了對一個Collection容器進行諸如排序、復制、查找和填充等一些非常有用的方法，以供Set集合的使用。

參考文獻：

[1] Stuart Reges（美），Marty Stepp . Java程序設計教程大學[D].陳志，譯.機械工業出版社，2009.

[2] Y.Daniel Liang（美） . Java語言程序設計[M].機械工業出版社，2008.

[3] Cay S（美） . Horstmann Gary Cornell . Java核心技術[M].人民郵電出版社，2013.