Java集合类:我其实没那么简单

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文/沉默王二

文/沉默王二

开门见山地说吧,Java提供了一套完整的集合类(也可以叫做容器类)来管理一组长度可变的对象(也就是集合的元素),其中常见的类型包括List、Set、Queue和Map。从我个人的编程经验来看,List的实现类ArrayList和Map的实现类HashMap使用频率最高,其它实现类只能望其项背了。

List、Set和Queue都是Collection的子接口,但各有各的好。List按照插入的顺序保存元素,Set不会有重复的元素,Queue通常(但并非一定)以 FIFO(先进先出)的方式排序各个元素。

Map与Collection最大的不同就在于,它是一组“键值对”,可以快速地通过键来查找值;Collection是没有键的,因此需要按照某种规则来查找值(这里说的值就是元素)。

怎么使用集合类呢?示例如下:

public class Wanger {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<String>();
        list.add("李孝利");
        System.out.println(list.get(0));

        Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();
        map.put("lixiaoli", "李孝利");
        System.out.println(map.get("lixiaoli"));
    }
}

01、ArrayList和LinkedList

通常情况下,ArrayList是我们在选择List的时候的首选。别问我为什么,就好像你问我为什么1+1 = 2 ?我回答不上来啊。

有人会问,如果我的应用操作偏向于插入和删除,而不是随机访问,我还要选用ArrayList吗?我知道LinkedList在处理插入和删除的时候更高效,而ArrayList更适合随机访问。

那么我的回答是,你已经知道了答案,就做出自己的选择吧。

List的应用经常会涉及到一些经典的排序算法,我们不妨来重温一下冒泡排序,冒泡排序的规则是:假如有N个数,是无序的;从第一个数开始和后面N-1的数比较,发现有比自己小的就交换位置;从第二个数开始和后面N-2的数比较,同样发现有比自己小的就交换位置;直到N-1结束。

来看程序清单1-1:

public class BubbleSort {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
        Collections.addAll(list, 2, 1, 5, 4, 9, 8, 6, 7, 10, 3, 3);

        // 从第1个数开始比较,直到N-1
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            // 从第i+1开始,和i位置的数进行比较
            for (int j = i + 1; j < list.size(); j++) {
                // 记录原来的数
                int temp = list.get(j);

                // 如果i位置的数大,就和j位置的数进行交换
                if (list.get(i) > temp) {
                    list.set(j, list.get(i));
                    list.set(i, temp);
                }
            }
        }

        System.out.println(list);
    }
}

Collections类是操作Collection的一个工具集,提供了很多可以操作和返回Collection的静态方法,非常好用。Collections.addAll()方法可以将所有指定元素添加到指定 Collection中,可以分别指定要添加的元素,就像Collections.addAll(list, 2, 1, 5);这样;或者将要添加的元素指定为一个数组;此方法的行为与list.addAll(Arrays.asList(elements))的行为是相同的,但在大多数实现下,此方法运行起来可能要快得多。

list.set(int index, E element)用于指定元素替代此列表中指定位置上的元素,非常便捷。

02、HashMap

HashMap是最常见的Map实现,应用非常的广泛;支持null键和null值,是绝大部分利用键值对存取场景的首选;比如,查询数据库的时候经常使用HashMap来进行灵活的(可选择一个表的部分列,而不是所有列)列名和列值的绑定。

HashMap的值中还可以存放新的键值对,就像下面的这张示意图。

在这里插入图片描述

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03、PriorityQueue

考虑这样一种场景,王二现在是一个写作大咖了,不再只是一个会写代码的程序员了。有一天,他和几个热情的读者相遇在厕所的门口,为了表示对王二的尊重,读者们觉得礼让王二先去解决问题是必要的。

PriorityQueue是一种优先级队列(Priority即为优先的意思),可以应用于这种场景。代码示例如下:

public class WriterAndReader implements Comparable<WriterAndReader> {
    static PriorityQueue<WriterAndReader> queue = new PriorityQueue<WriterAndReader>();

    private String name;

    public WriterAndReader(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public int compareTo(WriterAndReader o) {
        // o为之前的
        if (this.getName().equals("王二")) {
            return -1;
        }
        return this.getName().compareTo(o.getName());
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return this.getName();
    }

    public static void main(String[] args) {

        // 第一次,没有发生比较,因为只有一个
        queue.add(new WriterAndReader("读者2"));
        // 第二次,与第一次放入的比较,发现读者1比读者2小
        queue.add(new WriterAndReader("读者1"));
        // 第三次,与读者1进行比较,发现王二小;
        queue.add(new WriterAndReader("王二"));

        while (!queue.isEmpty()) {
            System.out.println(queue.poll());
        }
    }
}

PriorityQueue既然要排出优先级,那么就要有一定的规则,排列的对象就要实现Comparable接口。

建议在学习的时候debug一下,你会发现queue的变化非常的有意思;每次add添加或者poll取出时就会执行对应的compareTo。(非常惭愧,我对内部的排序没有搞太懂,留待后面继续学习)

PriorityQueue常用的功能函数如下:

方法名 功能描述
add(E e) 添加元素
clear() 清空
contains(Object o) 检查是否包含当前参数元素
offer(E e) 添加元素
peek() 读取元素,(不删除)
poll() 取出元素,(删除)
remove(Object o) 删除指定元素
size() 返回长度

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