强大的Collection集合框架

陈浩鑫+刘艳华+张桂娟

摘 要：Java，是由Sun公司于1995年推出的编程语言。在Java语言中，不管是大编程项目也好，小编程项目也好，为了达到方便的目的，我们都要用到集合框架。集合框架是为表示和操作集合而规定的一种统一的标准的体系结构。任何集合框架都包含三大块内容：对外的接口、接口的实现和对集合运算的算法。

关键词：集合框架；集合；Collection

在Java中，Collection集合接口是Collection层次结构中的根接口。Collection表示一组对象，这些对象也称为collection的元素。一些Collection是有序、允许有重复元素的，而另一些则是无序的、不允许有重复元素的。由于JDK不提供此接口的任何直接实现，因此它提供更具体的子接口来进行集合的实现，如Set和List。此接口通常用来传递Collection，并在需要最大普遍性的地方操作这些Collection。所有通用的Collection实现类（通常通过它的一个子接口间接实现Collection）应该提供两个“标准”构造方法：一个是无参构造方法，用于创建空collection；另一个是带有Collection类型单参数的构造方法，用于创建一个具有与其参数相同元素新的Collection。

如果仔细划分的话，Collection接口下的两个子接口list和set又具有几个我们经常使用的具体实现类。在list接口下有底层是链表结构的LinkedList，有底层是数组的ArrayList、Vector，为什么底层是数组的会有两个？因为他们其在功能上大体没有区别。但ArrayList是线程不安全的，而vector是线程的安全的，当然了，在Java中，线程安全就代表着程序的完整度高一些，运行速度慢一些，所以基于数组的list集合我们一般采用ArrayList集合。而在Set中，我们又有基于Hash算法的HashSet和基于二叉树算法的TreeSet。在Map集合中，我们一般常用到的就是HashMap集合。今天，我们重点介绍Collection集合。

在集合框架中，我们要如何遍历Collection中的每一个元素？不论Collection的实际类型如何，它都支持一个iterator（）的方法，该方法返回一个迭代子，使用该迭代子即可逐一访问Collection中每一个元素。典型的用法如下：

Iterator it=collection.iterator（）；//获得一个迭代元素

while（it.hasNext（）） {

Object obj=it.next（）；//得到下一个元素

}

下面，笔者将就以上幾个集合作为分类为大家简略地介绍一下集合。

List接口：

List是有序的，允许重复的Colllection集合的子接口，除了具有Collection接口必备的iterator（）方法外，List接口还可以使用Collections类中对集合操作的一些方法，如add（int index，Element）将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。

实现List接口的常用类有LinkedList、ArrayList。

LinkedList类：

LinkedList类实现了List接口，允许集合中存在null。此外，LinkedList还具有独特的get（）、set（）等方法，这些独特的操作方法使LinkedList可被用作或看作一个环状的链表，我们一般将其称为双向循环链表。

但值得我们注意LinkedList的是，其没有同步方法，如果多个线程同时访问一个List，则必须自己实现访问同步。一种解决方法是在创建List时构造一个同步的List并且将其上锁，保证数据的安全性：

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

ArrayList类：

ArrayList的底层由数组完成，因此它具有数组的一些特性，即增删慢、查询快。每个ArrayList实例都有一个容量，即用于存储元素的数组大小。这个容量可随着不断添加新元素而增加，而在这方面，数组就没有集合具有优势，数组的扩容需要代码完成，集合是随着数据的插入而自动扩容，随着数据的消失而自动消失。

Set接口：

与List不同的是，在Set中的对象元素不能重复，也就是说，你不能把同样的东西两次放入同一个Set容器中。它的常用具体实现有HashSet和TreeSet类。HashSet能快速定位一个元素，但是你放到HashSet中的对象需要实现hashCode（）方法，它使用了数据库中的哈希算法。而TreeSet则将放入其中的元素按序存放，这就要求你放入其中的对象是可排序的，这就用到了集合框架提供的另外两个实用类Comparable和Comparator。一个类是可排序的，当实现Comparable接口时要重写接口中的Compareto方法，要么实现Comparator接口，如果多个类具有相同的排序算法，那就不需要在每分别重复定义相同的排序算法，只要实现Comparator接口即可。集合框架中还有两个很实用的公用类：Collections和Arrays。Collections提供了对一个Collection容器进行诸如排序、复制、查找和填充等一些非常有用的方法，以供Set集合的使用。

参考文献：

[1] Stuart Reges（美），Marty Stepp . Java程序设计教程大学[D].陈志，译.机械工业出版社，2009.

[2] Y.Daniel Liang（美） . Java语言程序设计[M].机械工业出版社，2008.

[3] Cay S（美） . Horstmann Gary Cornell . Java核心技术[M].人民邮电出版社，2013.