簡(jiǎn)介

本文我們將探討不同 jdk 版本中各類的起源，以及新引入的類和接口背后的目的。我們將分析之前版本存在的問(wèn)題，以及為何需要引入新的類或接口。此外，我們還將介紹集合類和接口中的新特性。文章將逐一解答這些問(wèn)題。

我們將逐步學(xué)習(xí) Java 集合類的優(yōu)化過(guò)程，并按版本逐一對(duì)比分析。主要討論的焦點(diǎn)將包括 JDK 1.0、1.2、1.4、1.5、1.6、1.8、9、10、11 和 21 版本的 Java 集合功能

Java 集合 API 的改進(jìn)

Java 集合 API 在多年中經(jīng)歷了顯著改進(jìn)，引入了新功能、增強(qiáng)和優(yōu)化，以提高開(kāi)發(fā)者的生產(chǎn)力、改善性能，并適應(yīng)修訂的編程模式和需求。它將幫助開(kāi)發(fā)者利用 Java 集合的力量構(gòu)建更健壯、高效和可維護(hù)的應(yīng)用程序。

JDK 1.0 中的集合類

在 JDK 1.0 中，有四個(gè)類 Vector、Stack、Hashtable 和 Properties。此外，還有一個(gè)名為“Enumeration”的接口，用于以簡(jiǎn)單的方式遍歷值。進(jìn)一步分類，Stack 是 Vector 的子類，Properties 是 Hashtable 的子類。

Vector 類的問(wèn)題

Vector 是線程安全的，即 Vector 中的所有方法都是同步的。因此，它不適合單線程環(huán)境。

由于它在內(nèi)部基于數(shù)組工作，插入和刪除操作非常慢。

它允許在其中添加重復(fù)元素

無(wú)法按順序存儲(chǔ)元素

Hashtable 類的問(wèn)題

Hashtable 是線程安全的，即 Hashtable 中的所有方法都是同步的。因此，它不適合單線程環(huán)境。

Hashtable 無(wú)法按順序存儲(chǔ)條目

Enumeration 的問(wèn)題

無(wú)法刪除元素且方法名稱過(guò)長(zhǎng)

JDK 1.2 中的集合類

在 JDK 1.2 中，Sun Micro-system 引入了 ArrayList、LinkedList、HashSet、TreeSet、HashMap、TreeMap、Iterator 和 ListIterator。

ArrayList：用于提供單線程環(huán)境下的解決方案，因?yàn)?ArrayList 中的方法不是同步的。

LinkedList 用于提供更快的元素插入和刪除。

HashSet：不允許有重復(fù)元素。

TreeSet：用于按排序順序存儲(chǔ)元素。

HashMap：提供單線程環(huán)境下的解決方案，因?yàn)?HashMap 中的方法不是同步的。

TreeMap：用于按順序存儲(chǔ)鍵值對(duì)。

Iterator：用于解決枚舉問(wèn)題。同時(shí)還有一個(gè)專門處理列表的類 ListIterator。

HashSet 的問(wèn)題：它不能保持插入順序，即它不會(huì)按照元素添加到集合中的順序存儲(chǔ)元素。

HashMap 的問(wèn)題：像 HashSet 一樣，它不能保持插入順序。

JDK 1.4 中的集合類

在 JDK 1.2 中，Sun Microsystems 引入了 LinkedHashSet 和 LinkedHashMap。

LinkedHashSet：用于解決 HashSet 中插入順序的問(wèn)題。它按照元素添加到集合中的順序存儲(chǔ)元素。

LinkedHashMap：用于解決 HashMap 中插入順序的問(wèn)題。它還按照元素添加到集合中的順序存儲(chǔ)元素。

JDK 1.5 中的集合類

for-Each 循環(huán)：作為替代迭代器進(jìn)行迭代的另一種方法

CopyOnWriteArrayList：引入以允許在修改底層列表的情況下安全地迭代元素。

CopyOnWriteArraySet：它使用內(nèi)部 CopyOnWriteArrayList 進(jìn)行所有操作。因此，它具有與該列表相同的基本屬性。

JDK 1.6 中的集合類

NavigableSet：作為擴(kuò)展了導(dǎo)航方法的有序集合，用于報(bào)告給定搜索目標(biāo)的最近匹配。

NavigableMap：作為擴(kuò)展了導(dǎo)航方法的 SortedMap，返回給定搜索目標(biāo)的最近匹配項(xiàng)。

JDK 1.8 中的集合類

Java 集合框架也有新更新，以支持 lambda 表達(dá)式、流和聚合操作。

stream() 作為父接口 Collection 的默認(rèn)方法：返回一個(gè)以該集合為源的順序 Stream。

parallelStream() 作為父接口 Collection 的默認(rèn)方法：返回一個(gè)可能并行的 Stream，以這個(gè)集合作為其源。

spliterator() 作為父接口 Collection 的一個(gè)默認(rèn)方法：創(chuàng)建一個(gè)遍歷此集合中元素的 Spliterator

removeIf(Predicate filter) 作為父接口 Collection 的默認(rèn)方法：移除滿足給定謂詞的所有元素。

同樣重要的是，這里的一個(gè)顯著點(diǎn)是所有新添加的方法都是接口 Collection 內(nèi)部的默認(rèn)方法。這是使用默認(rèn)方法的最佳示例。

Java 9 中的集合增強(qiáng)

新增用于創(chuàng)建不可變列表、集合和映射的 of() 靜態(tài)工廠方法介紹。這些方法包括：List.of(), Set.of(), Map.of(), Map.ofEntries()

Arrays.mismatch()：新增方法以查找兩個(gè)數(shù)組中第一個(gè)不匹配的索引。

Arrays.compare()：添加了新方法來(lái)比較提供的兩個(gè)數(shù)組中的元素。

為 Arrays.equals() 添加了更多重載方法。

Enumeration.asIterator()：添加了返回 java.util.Iterator 實(shí)例的新方法。

此外，在 Stream API 中添加了一些方法，如 dropWhile、takeWhile 和 ofNullable。

Java 10 中的集合增強(qiáng)

引入了 List.copyOf()、Set.copyOf() 和 Map.copyOf()，用于創(chuàng)建現(xiàn)有集合的不變副本。

Java 11 中的集合增強(qiáng)

Collection.toArray(IntFunction)：添加了新的默認(rèn)方法，允許將集合的元素轉(zhuǎn)移到新創(chuàng)建的具有所需運(yùn)行時(shí)類型的數(shù)組中。新方法是現(xiàn)有 toArray(…) 方法的重載變體。

Java 21 中的集合增強(qiáng)

Java 21 在集合框架中引入了三個(gè)新接口：SequencedCollection、SequencedSet 和 SequencedMap。這些新的集合接口通過(guò)新庫(kù)提供的默認(rèn)方法，使我們能夠訪問(wèn)其第一個(gè)和最后一個(gè)元素。該功能還允許我們通過(guò)簡(jiǎn)單的調(diào)用方法來(lái)獲取集合的反轉(zhuǎn)視圖。

SequencedCollection 序列集合

defaultvoidaddFirst(Ee)
defaultvoidaddLast(Ee)

defaultEgetFirst()
defaultEgetLast()

defaultEremoveFirst()
defaultEremoveLast()

SequencedCollectionreversed()

SequencedSet 序列集合

SequencedSetreversed()

SequencedMap 序列映射

defaultMap.EntryfirstEntry()
defaultMap.EntrylastEntry()

defaultMap.EntrypollFirstEntry()
defaultMap.EntrypollLastEntry()

defaultVputFirst(Kk,Vv)
defaultVputLast(Kk,Vv)

SequencedMapreversed()

defaultSequencedSet>sequencedEntrySet()
defaultSequencedSetsequencedKeySet()
defaultSequencedCollectionsequencedValues()