Java——（二）泛型与容器

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一、基本概念

1）Collection：一个独立元素的序列，这些元素都服从一条或多条规则。List必须按照插入的顺序

保存元素，而Set不能有重复元素。Queue按照排队规则了确定对象产生的顺序（通常与它们被插

入的顺序相同）。

2）Map：一组成对的“键值对”对象，允许你使用键来查找值。ArrayList允许你使用数字来查找值

，因此在某种意义上讲，他讲数字与对象关联在了一起。映射表允许我们使用另一个对象来查找某

个对象，它也被称为“关联数组”，因为它将某些对象与另外一些对象关联在了一起；或者被称为“字

典”，因为你可以使用键对象来查找值对象，就像在字典中使用单词来定义一样。Map是强大的编程

工具。

Collection vs Collections

　　首先，Collection 和 Collections 是两个不同的概念。之所以放在一起，是为了更好的比较。

Collection是容器层次结构中根接口。而Collections是一个提供一些处理容器类静态方法的类。

JDK不提供Collection接口的具体实现，而是提供了更加具体的子接口（如Set和List）实现。

那Collection接口存在有何作用呢？存在即是道理。

　　原因在于：所有容器的实现类（如ArrayList实现了List接口，HashSet实现了Set接口）提供

了两个‘标准’的构造函数来实现：1、一个无参的构造方法（void）2、一个带有Collection类型单

参数构造方法，用于创建一个具有其参数相同元素新的Collection及其实现类等。实际上：因为所

有通用的容器类遵从Collection接口，用第二种构造方法是允许容器之间相互的复制。

Conllection接口概括了序列的概念——一种存放一组对象的方式。下面用Integer对象填充一个

Collection（这里用ArrayList表示）示例，然后打印所产生的容器中的所有元素：

 1 import java.util.*;
 2
 3
 4
 5 public class SimpleCollection {
 6
 7 　　public static void main(String[] args) {
 8
 9 　　　　Collection<Integer> c = new ArrayList<Integer>();
10
11 　　　　for(int i = 0; i < 10; i++) {
12
13 　　　　　　c.add(i);　　　　
14
15 　　　　}
16
17 　　　　for(Integer i : c) {
18
19 　　　　　　System.out.print(i + ", ");　　　
20
21 　　　　}
22
23 　　}
24
25 }

　　因为这个示例只使用了Collection方法，因此任何继承自Collection的类的对象都可以正常

工作，但是ArrayList是最基本的序列类型。

　　add()方法的名称就表明它是要将一个新元素放置到Collection中。但是，文档中非常仔细

地叙述到：“要确保这个Collection包含指定的元素。”这个因为考虑到了Set的含义，因为在Set

中只有元素不存在的情况下才会添加。在使用ArrayList，或者任何种类的List时，add()总是表

示“把它放进去”，因为List不关心是否存在重复。

二、容器的打印

对TreeSet，HashSet，LinkedList，ArrayList，TreeMap，HashMap的例子如下：

 1 import java.util.*;
 2
 3 public class CollectionAll
 4 {
 5
 6     public static void main(String[] args)
 7     {
 8         printLists();
 9
10         printSets();
11
12         printMaps();
13     }
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15     private static void printLists()
16     {
17         List<String> a1 = new ArrayList<String>();
18         a1.add("List");
19         a1.add("Set");
20         a1.add("Queue");
21         a1.add("Map");
22         a1.add("List");
23         System.out.println("ArrayList Elements:");
24         System.out.println("    " + a1);
25
26         List<String> l1 = new LinkedList<String>();
27         l1.add("List");
28         l1.add("Set");
29         l1.add("Queue");
30         l1.add("Map");
31         l1.add("List");
32         System.out.println("LinkedList Elements:");
33         System.out.println("    " + l1);
34     }
35     private static void printSets()
36     {
37         Set<String> h1 = new HashSet<String>();
38         h1.add("List");
39         h1.add("Set");
40         h1.add("Queue");
41         h1.add("Map");
42         h1.add("List");
43         System.out.println("HashSet Elements:");
44         System.out.println("    " + h1);
45
46         Set<String> t1 = new TreeSet<String>();
47         t1.add("List");
48         t1.add("Set");
49         t1.add("Queue");
50         t1.add("Map");
51         t1.add("List");
52         System.out.println("TreeSet Elements:");
53         System.out.println("    " + t1);
54     }
55
56     private static void printMaps()
57     {
58         Map<String, String> h1 = new HashMap<String, String>();
59         h1.put("List", "ArrayList");
60         h1.put("Set", "HashSet");
61         h1.put("Queue", "PriorityQueue");
62         h1.put("Map", "HashMap");
63         h1.put("List", "ArrayList");
64         System.out.println("HashMap Elements:");
65         System.out.println("    " + h1);
66
67         Map<String, String> t1 = new TreeMap<String,String>();
68         t1.put("List", "ArrayList");
69         t1.put("Set", "HashSet");
70         t1.put("Queue", "PriorityQueue");
71         t1.put("Map", "HashMap");
72         t1.put("List", "ArrayList");
73         System.out.println("TreeMap Elements:");
74         System.out.println("    " + t1);
75
76     }
77 }

运行结果：

ArrayList Elements:
    [List, Set, Queue, Map, List]
LinkedList Elements:
    [List, Set, Queue, Map, List]
HashSet Elements:
    [Map, Queue, Set, List]
TreeSet Elements:
    [List, Map, Queue, Set]
HashMap Elements:
    {Map=HashMap, Queue=PriorityQueue, Set=HashSet, List=ArrayList}
TreeMap Elements:
    {List=ArrayList, Map=HashMap, Queue=PriorityQueue, Set=HashSet}

　　这里展示了Java容器类库中的两种主要类型，它们的区别在于容器中每个“槽”保存的元素个

数。Collection在每个槽中只能保存一个元素。此类容器包含：

List：它以特定的顺序保存一组元素；

Set：元素不能重复；

Queue：值允许在容器的一“端”插入对象，并从另外一“端”移除对象。Map在每个槽内保存了两

个对象，即键和与之相关的值。

　　从打印结果来看，ArrayList和LinkedList都是List类型，它们都按照被插入的顺序保存元素

。两者的不同之处不仅在于执行某些类型的操作时的性能，而且LinkedList包含的操作也多于

ArrayList。

　　HashSet、TreeSet和LinkedHashSet都是Set类型，每个相同的项只有保存一次，但输出

也显示了不同的Set实现存储元素的方式也不同。HashSet使用的是相当复杂的方式来存储元素

的，因此，存储的顺序看起来并无实际意义。如果存储顺序很重要，那么可以使用TreeSet，它

按照比较结果的升序保存对象；或者使用LinkedHashSet，它按照被添加的顺序保存对象。

　　本例使用了三种基本风格的Map：HashMap、TreeMap和LinkedHashSet。与HashSet一

样，HashMap也提供了最快的查找技术，也没有按照任何明显的顺序来曹操其元素。TreeMap

按照比较结果的升序保存键，而LinkedHashMap则按照插入顺序保存键，同时还保留了HashMap

的查询速度。