Java2中的容器類庫

Java2中的容器類庫　　自Java1.2之後Java版本統稱爲Java2，Java2中的容器類庫纔可以說是一種真正意義上的集合框架的實現。基本完全重新設計，但是又對Java1中的一些容器類庫在新的設計上進行了保留，這主要是爲了向下兼容的目的，當用Java2開發程序時，應儘量避免使用它們，Java2的集合框架已經完全可以滿足你的需求。有一點需要提醒的是，在Java1中容器類庫是同步化的，而Java2中的容器類庫都是非同步化，這可能是對執行效率進行考慮的結果。
　　Java2中的集合框架提供了一套設計優良的接口和類，使程序員操作成批的數據或對象元素極爲方便。這些接口和類有很多對抽象數據類型操作的API，而這是我們常用的且在數據結構中熟知的。例如Maps，Sets，Lists，Arrays等。並且Java用面向對象的設計對這些數據結構和算法進行了封裝，這就極大的減化了程序員編程時的負擔。程序員也可以以這個集合框架爲基礎，定義更高級別的數據抽象，比如棧、隊列和線程安全的集合等，從而滿足自己的需要。
　　Java2的集合框架，抽其核心，主要有三類：List、Set和Map。List和Set繼承了Collection，而Map則獨成一體。初看上去可能會對Map獨成一體感到不解，它爲什麼不也繼承Collection呢？但是仔細想想，這種設計是合理的。一個Map提供了通過Key對Map中存儲的Value進行訪問，也就是說它操作的都是成對的對象元素，比如put()和get()方法，而這是一個Set或List所不就具備的。當然在需要時，你可以由keySet()方法或values()方法從一個Map中得到鍵的Set集或值的Collection集。
　　1、Collection接口提供了一組操作成批對象的方法，
　　它提供了基本操作如添加、刪除。它也支持查詢操作如是否爲空isEmpty()方法等。爲了支持對Collection進行獨立操作，Java的集合框架給出了一個Iterator，它使得你可以泛型操作一個Collection，而不需知道這個Collection的具體實現類型是什麼。它的功能與Java1中的Enumeration類似，只是更易掌握和使用，功能也更強大。在建立集合框架時，Sun的開發團隊考慮到需要提供一些靈活的接口，用來操作成批的元素，又爲了設計的簡便，就把那些對集合進行可選操作的方法與基本方法放到了一起。因爲一個接口的實現者必須提供對接口中定義的所有方法的實現，這就需要一種途徑讓調用者知道它正在調用 的可選方法當前不支持。最後開發團隊選擇使用一種信號，也即拋出一種不支持操作例外(UnsupportedOperationException)，如果你在使用一個Collection中遇到一個上述的例外，那就意味着你的操作失敗，比如你對一個只讀Collection添加一個元素時，你就會得到一個不支持操作例外。在你實現一個集合接口時，你可以很容易的在你不想讓用戶使用的方法中拋出UnsupportOperationException來告訴使用者這個方法當前沒有實現，UnsupportOperationException是RuntimeException的一個擴展。
　　另外Java2的容器類庫還有一種Fail fast的機制。比如你正在用一個Iterator遍歷一個容器中的對象，這時另外一個線程或進程對那個容器進行了修改，那麼再用next()方法時可能會有災難性的後果，而這是你不願看到的，這時就會引發一個ConcurrentModificationException例外。這就是fail－fast。
　　2、List接口對Collection進行了簡單的擴充
　　它的具體實現類常用的有ArrayList和LinkedList。你可以將任何東西放到一個List容器中，並在需要時從中取出。ArrayList從其命名中可以看出它是一種類似數組的形式進行存儲，因此它的隨機訪問速度極快，而LinkedList的內部實現是鏈表，它適合於在鏈表中間需要頻繁進行插入和刪除操作。在具體應用時可以根據需要自由選擇。前面說的Iterator只能對容器進行向前遍歷，而ListIterator則繼承了Iterator的思想，並提供了對List進行雙向遍歷的方法。
　　3、Set接口也是Collection的一種擴展
　　與List不同的時，在Set中的對象元素不能重複，也就是說你不能把同樣的東西兩次放入同一個Set容器中。它的常用具體實現有HashSet和TreeSet類。HashSet能快速定位一個元素，但是你放到HashSet中的對象需要實現hashCode()方法，它使用了前面說過的哈希碼的算法。而TreeSet則將放入其中的元素按序存放，這就要求你放入其中的對象是可排序的，這就用到了集合框架提供的另外兩個實用類Comparable和Comparator。一個類是可排序的，它就應該實現Comparable接口。有時多個類具有相同的排序算法，那就不需要在每分別重複定義相同的排序算法，只要實現Comparator接口即可。集合框架中還有兩個很實用的公用類：Collections和Arrays。Collections提供了對一個Collection容器進行諸如排序、複製、查找和填充等一些非常有用的方法，Arrays則是對一個數組進行類似的操作。
　　4、Map是一種把鍵對象和值對象進行關聯的容器
　　一個值對象又可以是一個Map，依次類推，這樣就可形成一個多級映射。對於鍵對象來說，像Set一樣，一個Map容器中的鍵對象不允許重複，這是爲了保持查找結果的一致性;如果有兩個鍵對象一樣，那你想得到那個鍵對象所對應的值對象時就有問題了，可能你得到的並不是你想的那個值對象，結果會造成混亂，所以鍵的唯一性很重要，也是符合集合的性質的。當然在使用過程中，某個鍵所對應的值對象可能會發生變化，這時會按照最後一次修改的值對象與鍵對應。對於值對象則沒有唯一性的要求。你可以將任意多個鍵都映射到一個值對象上，這不會發生任何問題（不過對你的使用卻可能會造成不便，你不知道你得到的到底是那一個鍵所對應的值對象）。Map有兩種比較常用的實現：HashMap和TreeMap。HashMap也用到了哈希碼的算法，以便快速查找一個鍵，TreeMap則是對鍵按序存放，因此它便有一些擴展的方法，比如firstKey(),lastKey()等，你還可以從TreeMap中指定一個範圍以取得其子Map。鍵和值的關聯很簡單，用pub(Object key,Object value)方法即可將一個鍵與一個值對象相關聯。用get(Object key)可得到與此key對象所對應的值對象。