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Java开发中的高频Collections用法总结与Java平台实现源代码查看方式

一生二，二生三，三生万物，基础永远是一个计算机人的立身之本，相信看到这篇文章的人一般都知道数据结构这门课程，要不也不会找到我的这篇文章。数据结构这门课程的分析奠定了工程师对各种平台中的容器类，集合类的理解基础，正如好多人所说的，如果你对某个平台的集合类理解的不透彻，很可能，你并不是不会使用那个平台上的代码，而是数据结构没理解透彻。

Windows NT平台上，MFC， ATL提供的集合类很少，而且功能很弱，这就导致了事实上的标准成了STL，相比于.Net 和 Java平台 STL在使用上稍显逊色，但是效率上应该是更胜一筹。但是不管哪种实现，都是基于数据结构的理论基础的，本文将讨论的是Java平台的高频集合类的使用方法。

首先要讨论的是LinkedList, 当我们需要经常性的插入或者删除元素的时候，我们的选择是LinkedList，因为没有移动元素的开销，但是Java中的LinkedList有一个怪癖，大家可能需要注意一下，每当需要删除元素的时候，需要先调用一次迭代器的next(), 然后是remove(), 使用起来稍显不自然。

public class LinkedListTest {    public static void main(String[] args)    {  List<String> a = new LinkedList<>();  a.add("Amy");  a.add("Carl");  a.add("Erica");  List<String> b = new LinkedList<>();  b.add("Bob");  b.add("Doug");  b.add("Frances");  b.add("Gloria");  // merge the words from b into a  ListIterator<String> aIter = a.listIterator();  //Iterator<String> aIter = a.iterator();  Iterator<String> bIter = b.iterator();  while (bIter.hasNext())  {        if (aIter.hasNext()) aIter.next();     aIter.add(bIter.next());  }  System.out.println(a);  // remove every second word from b   bIter = b.iterator();  while (bIter.hasNext())  {     bIter.next(); // skip one element     if (bIter.hasNext())     {   bIter.next(); // skip next element   bIter.remove(); // remove that element      }  }  System.out.println(b);  // bulk operation: remove all words in b from a   a.removeAll(b);  System.out.println(a);    } }

LinkedList在对数据进行查找的时候，时间复杂度是O(n)的，当对查找需求比较高的时候就需要使用更加高效率的容器，比如HashSet, 其对元素的查找可以达到线性时间复杂度。

public class SetTest {  public static void main(String[] args)  {   Set<String> words = new HashSet<String>(); // HashSet implements Set   long totalTime = 0;   Scanner in = new Scanner(System.in);   while (in.hasNext())   {    String word = in.next();    long callTime = System.currentTimeMillis();    words.add(word);    callTime = System.currentTimeMillis() - callTime;    totalTime += callTime;   }   Iterator<String> iter = words.iterator();   for (int i = 1; i <= 20 && iter.hasNext(); i++)    System.out.println(iter.next());   System.out.println(". . .");   System.out.println(words.size() + " distinct words. " + totalTime + " milliseconds.");  } }

HashSet对元素的迭代访问是随机顺序的，所以如果对顺序比较敏感，可能就要考虑TreeSet，插入后的元素自动排序，输出时是有序的集合。

public class TreeSetTest {    public static void main(String[] args)  {     SortedSet<Item> parts = new TreeSet<>();   parts.add(new Item("Toaster", 1234));   parts.add(new Item("Widget", 4562));   parts.add(new Item("Modem", 9912));   System.out.println(parts);   SortedSet<Item> sortByDescription = new TreeSet<>(new    Comparator<Item>()    {       public int compare(Item a, Item b)     {        String descrA = a.getDescription();      String descrB = b.getDescription();      return descrA.compareTo(descrB);     }    });   sortByDescription.addAll(parts);   System.out.println(sortByDescription);  } }

还记得数据结构中的小根堆吧？Java中也有相应的实现，他的名字是priorityQueue, 这个小根堆本身的迭代是无序的，但是小根堆保证每次删除的元素都是集合中最小的一个，也就是根。

public class PriorityQueueTest {  public static void main(String[] args)  {   PriorityQueue<GregorianCalendar> pq = new PriorityQueue<>();   pq.add(new GregorianCalendar(1906, Calendar.DECEMBER, 9)); // G. Hopper   pq.add(new GregorianCalendar(1815, Calendar.DECEMBER, 10)); // A. Lovelace   pq.add(new GregorianCalendar(1903, Calendar.DECEMBER, 3)); // J. von Neumann   pq.add(new GregorianCalendar(1910, Calendar.JUNE, 22)); // K. Zuse    System.out.println("Iterating over elements...");   for (GregorianCalendar date : pq)    System.out.println(date.get(Calendar.YEAR));   System.out.println("Removing elements...");   while (!pq.isEmpty())    System.out.println(pq.remove().get(Calendar.YEAR));  } }

大家在使用Set类集合的时候有个不方便的地方就是，如果我需要查找一个元素，我得先知道这个元素的详细信息，所有的信息，而不能通过关键字查找，Map的出现解决了这个问题， Map本身是一个键值对，可以通过键来取值，这就大大方便了查找，但是付出的代价是多存储了一个键。

public class MapTest {    public static void main(String[] args)    {  Map<String, Employee> staff = new HashMap<>();  staff.put("144-25-5464", new Employee("Amy Lee"));  staff.put("567-24-2546", new Employee("Harry Hacker"));  staff.put("157-62-7935", new Employee("Gary Cooper"));  staff.put("456-62-5527", new Employee("Francesca Cruz"));  // print all entries   System.out.println(staff);  // remove an entry   staff.remove("567-24-2546");  // replace an entry   staff.put("456-62-5527", new Employee("Francesca Miller"));  // look up a value   System.out.println(staff.get("157-62-7935"));  // iterate through all entries  for (Map.Entry<String, Employee> entry : staff.entrySet())  {     String key = entry.getKey();     Employee value = entry.getValue();     System.out.println("key=" + key + ", value=" + value);  }    } }