Java集合Collection、List、Set、Map使用详解资源-CSDN文库

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Java 集合排序及 java 集合类详解
(Collection, List, Set, Map)
摘要内容
集合是 Java 里面最常用的，也是最重要的一部分。能够用好集合和
理解好集合对于做 Java 程序的开发拥有无比的好处。本文详细解释了关于
Java 中的集合是如何实现的，以及他们的实现原理。
目 录
1 集合框架...................................................................................................................................1
1.1 集合框架概述................................................................................................................2
1.1.1 容器简介.............................................................................................................2
1.1.2 容器的分类.........................................................................................................4
1.2 Collection.......................................................................................................................6
1.2.1 常用方法.............................................................................................................6
1.2.2 迭代器.................................................................................................................8
1.3 List................................................................................................................................10
1.3.1 概述...................................................................................................................10
1.3.2 常用方法...........................................................................................................10
1.3.3 实现原理...........................................................................................................14
1.4 Map...............................................................................................................................17
1.4.1 概述...................................................................................................................17
1.4.2 常用方法...........................................................................................................17
1.4.3 Comparable 接口..............................................................................................22
1.4.4 实现原理...........................................................................................................24
1.4.5 覆写 hashCode()...............................................................................................27
1.5 Set.................................................................................................................................31
1.5.1 概述...................................................................................................................31
1.5.2 常用方法...........................................................................................................31
1.5.3 实现原理...........................................................................................................35
1.6 总结:集合框架中常用类比较....................................................................................36
2 练习.........................................................................................................................................37
3 附录：排序.............................................................................................................................38
1  集合框架
青菜制作 qq :83395110
12/7/2009 5:17 PM

1.1 集合框架概述

1.1.1 容器简介

到目前为止，我们已经学习了如何创建多个不同的对象，定义了这些

对象以后，我们就可以利用它们来做一些有意义的事情。

举例来说，假设要存储许多雇员，不同的雇员的区别仅在于雇员的

身份证号。我们可以通过身份证号来顺序存储每个雇员，但是在内存中实

现呢？是不是要准备足够的内存来存储 1000 个雇员，然后再将这些雇员逐

一插入？如果已经插入了 500 条记录，这时需要插入一个身份证号较低的

新雇员，该怎么办呢？是在内存中将 500 条记录全部下移后，再从开头插

入新的记录? 还是创建一个映射来记住每个对象的位置？当决定如何存储

对象的集合时，必须考虑如下问题。

对于对象集合，必须执行的操作主要以下三种：

      添加新的对象

      删除对象

      查找对象

我们必须确定如何将新的对象添加到集合中。可以将对象添加到集合的

末尾、开头或者中间的某个逻辑位置。

从集合中删除一个对象后，对象集合中现有对象会有什么影响呢？可能

必须将内存移来移去，或者就在现有对象所驻留的内存位置下一个“洞”。

在内存中建立对象集合后，必须确定如何定位特定对象。可建立一

种机制，利用该机制可根据某些搜索条件（例如身份证号）直接定位到目

标对象；否则，便需要遍历集合中的每个对象，直到找到要查找的对象为

止。

前面大家已经学习过了数组。数组的作用是可以存取一组数据。但

是它却存在一些缺点，使得无法使用它来比较方便快捷的完成上述应用场

景的要求。

1.    首先，在很多数情况下面，我们需要能够存储一组数据的容器，

这一点虽然数组可以实现，但是如果我们需要存储的数据的个数

多少并不确定。比如说：我们需要在容器里面存储某个应用系统

的当前的所有的在线用户信息，而当前的在线用户信息是时刻都

青菜制作 qq :83395110

12/7/2009 5:17 PM

可能在变化的。也就是说，我们需要一种存储数据的容器，它

能够自动的改变这个容器的所能存放的数据数量的大小。这一点

上，如果使用数组来存储的话，就显得十分的笨拙。

2.    我们再假设这样一种场景：假定一个购物网站，经过一段时间

的运行，我们已经存储了一系列的购物清单了，购物清单中有商

品信息。如果我们想要知道这段时间里面有多少种商品被销售出

去了。那么我们就需要一个容器能够自动的过滤掉购物清单中的

关于商品的重复信息。如果使用数组，这也是很难实现的。

3.    最后再想想，我们经常会遇到这种情况，我知道某个人的帐号

名称，希望能够进一步了解这个人的其他的一些信息。也就是说，

我们在一个地方存放一些用户信息，我们希望能够通过用户的帐

号来查找到对应的该用户的其他的一些信息。再举个查字典例子：

假设我们希望使用一个容器来存放单词以及对于这个单词的解释，

而当我们想要查找某个单词的意思的时候，能够根据提供的单词

在这个容器中找到对应的单词的解释。如果使用数组来实现的话，

就更加的困难了。

为解决这些问题，Java 里面就设计了容器集合，不同的容器集合以不

同的格式保存对象。

数学背景

在常见用法中，集合（collection）和数学上直观的集（set）的概念

是相同的。集是一个唯一项组，也就是说组中没有重复项。实际上，“集合

框架”包含了一个 Set 接口和许多具体的 Set 类。但正式的集概念却比

Java 技术提前了一个世纪，那时英国数学家 George Boole 按逻辑正式

的定义了集的概念。大部分人在小学时通过我们熟悉的维恩图引入的“集的

交”和“集的并”学到过一些集的理论。

集的基本属性如下：

      集内只包含每项的一个实例

      集可以是有限的，也可以是无限的

青菜制作 qq :83395110

12/7/2009 5:17 PM

      可以定义抽象概念

集不仅是逻辑学、数学和计算机科学的基础，对于商业和系统的日常

应用来说，它也很实用。“连接池”这一概念就是数据库服务器的一个开放

连接集。Web 服务器必须管理客户机和连接集。文件描述符提供了操作

系统中另一个集的示例。

映射是一种特别的集。它是一种对（pair）集，每个对表示一个元素

到另一元素的单向映射。一些映射示例有：

      IP 地址到域名（DNS）的映射

      关键字到数据库记录的映射

      字典（词到含义的映射）

      2 进制到 10 进制转换的映射

就像集一样，映射背后的思想比 Java 编程语言早的多，甚至比计算

机科学还早。而 Java 中的 Map 就是映射的一种表现形式。

1.1.2 容器的分类

既然您已经具备了一些集的理论，您应该能够更轻松的理解“集合框架”。

“集合框架”由一组用来操作对象的接口组成。不同接口描述不同类型的组。

在很大程度上，一旦您理解了接口，您就理解了框架。虽然您总要创建接

口特定的实现，但访问实际集合的方法应该限制在接口方法的使用上；因

此，允许您更改基本的数据结构而不必改变其它代码。框架接口层次结构

如下图所示。



Java 容器类类库的用途是“保存对象”，并将其划分为两个不同的概念：

1） Collection 。一组对立的元素，通常这些元素都服从某种规则。

List 必须保持元素特定的顺序，而 Set 不能有重复元素。

2） Map 。一组成对的“键值对”对象。初看起来这似乎应该是一个

Collection ，其元素是成对的对象，但是这样的设计实现起来太笨拙

了，于是我们将 Map 明确的提取出来形成一个独立的概念。另一方

面，如果使用 Collection 表示 Map 的部分内容，会便于查看此部分

青菜制作 qq :83395110

12/7/2009 5:17 PM

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