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java的Collections框架的理解

摘要: java的Collections框架的理解
内容: 在Java 2的Collections框架中，主要包括两个接口及其扩展和实现类：Collection接口和Map接口。两者的区别在于前者存储一组对象，后者则存储一些关键字/值对。

public interface java.util.Map {

 //Altering Methods
 public Object put(Object key, Object value); 
 public Object remove(Object key);   
 public void putAll(java.util.Map);   
 public void clear(); 

 //Querying Methods
 public Object get(Object key);  
 public int size();    
 public boolean isEmpty();    
 public boolean containsKey(Object);  
 public boolean containsValue(Object);  
 public boolean equals(Object);   

 //Viewing Methods
 public java.util.Set keySet();    //Gets keys
 public java.util.Collection values();  //Gets values
 public java.util.Set entrySet();   //Gets mappings

 public static interface java.util.Map.Entry { //a map-entry (single key/value pair)
  public Object getKey();    //returns current entry key
  public Object getValue();    //returns current entry value
  public Object setValue(Object value);  
  public boolean equals(Object);   
  public int hashCode();     
 }
}


Map接口提供了方便易用的方法，通过这些方法可以查询、查看、修改当前Map的内容。注意对于Map接口的keySet()方法返回一个Set，Set是Collection接口的一个扩展，包含不重复的一组对象。因为Map中的key是不可重复的，所以得到所有key的keySet()方法返回一个Set对象。Map接口本身还包含了一个Map.Entry接口，一个Map.Entry就是Map中的一个关键字/值对。Map接口中的entrySet()方法就返回了一个集合对象，其中每一个元素都实现了Map.Entry接口。Map接口的get(Object key),put(Object key,Object value),和remove(Object key)方法都有同一个问题。他们的返回类型都是Object，当返回null时，可以猜测为调用那个方法前那个key不存在。但是只有在null不允许作为Map的值时可以这样猜测。所有Map接口的通用实现都允许null作为key或者value，这就说当返回一个null值，就可以意味着很多事情。只是因为通用实现允许null值，你不能下那个映射有null值的结论。如果你确知没有null值，那返回null值就意味着调用那个方法前，映射里并没有那个键。否则，你必须调用containsKey(Object key)来看看那个Key是否存在。

Hashtable

java.util.Hashtable实现了Map接口，在Hashtable中使用key对象的hashCode()作为对应的对象的相对存储地址，以便实现根据关键字快速查找对象的功能。所以只有一个实现了hashCode()和equals()方法的对象才可作为Hashtable的key。null值不能作为关键字或值。
public class java.util.Hashtable extends Dictionary implements Cloneable, Map, Serializable {

 //Hashtable constructors
 //construct a default Hashtable with default capacity and load of 0.75
 public Hashtable();    
 //construct a Hashtable with passed capacity and default load of 0.75 
 public Hashtable (int initialCapacity); 
 //construct Hashtable with passed capacity and load 
 public Hashtable(int initialCapacity, float load); 
 //construct Hashtable with passed mapping 
 public Hashtable(Map);    
 
 //Hashtable specific methods
 //checks if Object is in Hashtable 
 public boolean contains(Object);  
 //returns Enumeration of elements in Hashtable 
 public Enumeration elements();  
 //returns Enumeration of keys in hashtable
 public Enumeration keys();   
 //creates shallow copy of Hashtable(structure copied, but not key/values)
 public Object clone();    
 //prints out key/value pairs of Hashtable elements
 public String toString();   
 //reorganizes all elements in Hashtable, and increases Hashtable capacity 
 protected void rehash();   
 
 //get Value from passed in key 
 public Object get(Object);   
 //insert key/value pair
 public Object put(Object key, Object value);  

}


Hashtable是Java 2集合框架推出之前的一个老的工具类，在新的Java 2集合框架下，已经被HashMap取代。Hashtable和HashMap的区别主要是前者是同步的，后者是快速失败机制保证不会出现多线程并发错误（Fast-Fail）。在初始化一个Hashtable时，可以指定两个参数：初始容量、负荷，这两个参数强烈的影响着Hashtable的性能。容量是指对象的个数，负荷是指散列表中的实际存储的对象个数和容量的比率。如果初始容量太小，那么Hashtable需要不断的扩容并rehash()，而这是很耗时的；如果初始容量太大，又会造成空间的浪费。负荷则相反，负荷太小会造成空间浪费，负荷太大又会耗时（因为这会造成较多的关键字的散列码重复，Hashtable使用一个链接表来存储这些重复散列码的对象）。容量的缺省值是11，负荷的缺省值是0.75，一般情况下你都可以使用缺省值来生成一个Hashtable。另外，在Hashtable中的大部分的方法都是同步的。

HashMap

HashMap基本实现了Map接口的全部方法。方法的签名大家看上面的Map接口。这儿主要说说几个Map接口中的方法。
按照集合框架的实现，哈希表是单链表作为元素的数组，有着同样索引值的两个或更多入口被一起链结到单链表中。哈希表声明如下：
private Entry[] table;
组件类型Entry是Map.Entry接口的实现，Map.Entry声明于Map接口内。下边是Map.Entry接口的简化实现：
private static class Entry implements Map.Entry{
 int hashCode;
 Object key;
 Object value;
 Entry next;

 Entry(int hashCode,Object key,Object value,Entry next){
  This.hashCode=hashCode;
  This.key=key;
  This.value=value;
  This.next=next;
 }
 public Object getKey(){
  return key;
 }
 public Object getValue(){
  return value;
 }
 public Object setValue(Object value){
  Object oldValue=this.value;
  This.value=value;
  Return oldValue;
 }
}


SortedMap是Map接口的子接口，SortedMap的标准实现是TreeMap，实现了一个排序的Map。
这里翻译的是对《Java 规则》（Java Rules）中对Java2的集合框架的研究。
详细可以参考Java2源码中的集合实现代码和API doc。





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