Java集合学习与总结

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什么是集合

Java集合框架

常用的集合类

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什么是集合

在认识集合之前首先看一下什么是数组：存放一组相同的数据类型(基本或对象)的数据，从而实现对数据的管理。但是数组一旦初始化的时候指定了长度就不能改变。

集合和数组的基本作用是大致相同的就是保存程序运行中的临时数据，但是相比数组集合变得更加的强大，集合具有以下几个特征或者说是功能：

1. 集合的容量可以动态的变动，并且可以根据size()获取确切的元素个数
2. 集合只能存放对象。如存一个 int 型数据 10放入集合中，它自动转换成 Integer 类后存入（Java中每一种基本类型都有对应的引用类型）
3. 集合存放的是对象的引用，对象本身还是放在堆内存中。
4. 一个集合可以存放不同类型的对象
5. 集合有多种实现方式和不同适用场合，如List, Set, Queue,Map，以类的形式存在，具有封装、继承、多态等类的特性，通过简单的方法和属性实现各种复杂操作，提高了开发效率

Java集合框架

java集合框架位于java.util包中， 当使用集合框架的时候需要进行导包，下图是本人总结的集合框架的大致的UML类图关系

通过类图关系我们可以看到Java集合整体上可以分为两个类别，一类源自于Collection，另一类源自于Map.

• Collection适用于单体元素集合
• Map适用于键/值对的集合

在继续介绍常用的集合子类之前，我们先来看一个接口，通过类图我们可以看到Collection引用了一个叫做Iterator(迭代器)的接口

public interface Collection<E> extends Iterable<E> {
...
    Iterator<E> iterator();
...
}

 

Interface Iterable 迭代器接口，这是Collection类的父接口。实现这个Iterable接口的对象允许使用foreach进行遍历，即，所有Collection集合对象都具有"foreach可遍历性"。Iterator接口主要提供了三个方法

boolean hasNext();
E next();
default void remove()；

常用的集合类

下面我们将会简单介绍基于这两类集合衍生出来的几种常用的子类。

		概要描述	主要方法
Interface: Collection		接口类，不能实例化，但是从顶层框架上为下面的实体类设计了集合的功能	size(); isEmpty(); contains(); toArray(); add(); remove(); containsAll(); addAll(); removeAll(); retainAll(); clear(); equals();....
Interface: List		List接口是一个有序的 Collection，使用此接口能够精确的控制每个元素插入的位置，能够通过索引(元素在List中位置，类似于数组的下标)来访问List中的元素，第一个元素的索引为 0，而且允许有相同的元素。 List 接口存储一组不唯一，有序（插入顺序）的对 哥 隐藏着象。	get(); set();indexOf();lastIndexOf();subList()....
List的三个典型实现	Class: ArrayList	该类实现了List的接口，实现了可变大小的数组，随机访问和遍历元素时，提供更好的性能。该类是非同步的,在多线程的情况下不要使用。ArrayList 增长当前长度的50%，插入删除效率低。	List list1 = new ArrayList(); 特点：底层数据结构是数组，查询快，增删慢;线程不安全，效率高
	Class: LinkedList	该类实现了List接口，允许有null（空）元素。主要用于创建链表数据结构，该类没有同步方法，如果多个线程同时访问一个List，则必须自己实现访问同步，解决方法就是在创建List时候构造一个同步的List。	List list2 = new LinkedList(); 特点：底层数据结构是链表，查询慢，增删快;线程不安全，效率高
	Class: Vector	该类和ArrayList非常相似，但是该类是同步的，可以用在多线程的情况，该类允许设置默认的增长长度，默认扩容方式为原来的2倍。	List list3 = new Vector(); 特点：底层数据结构是数组，查询快，增删慢;线程安全，效率低,几乎已经淘汰了这个集合
Interface: Set		Set 具有与 Collection 完全一样的接口，只是行为上不同，Set 不保存重复的元素。 Set 接口存储一组唯一，无序的对象。	同Collection
Set的三种典型实现	Class: HashSet	该类实现了Set接口，不允许出现重复元素，不保证集合中元素的顺序，允许包含值为null的元素，但最多只能一个。	Set hashSet = new HashSet(); 特点：底层数据结构是数组。查询快，增删慢； 如果两个对象通过 equals() 方法返回 true，这两个对象的 hashCode 值也应该相同 都不是线程安全的类，解决办法：Set set = Collections.synchronizedSet(set 对象)、
	Class: LinkedHashSet	具有可预知迭代顺序的 Set 接口的哈希表和链接列表实现。	Set linkedHashSet = new LinkedHashSet(); 特点：因为底层采用 链表 和 哈希表的算法。链表保证元素的添加顺序，哈希表保证元素的唯一性
	Class: TreeSet	该类实现了Set接口，可以实现排序等功能。	Set treeSet = new TreeSet(); 特点：有序；不可重复，底层使用 红黑树算法，擅长于范围查询。必须放入同样类型的对象； 按照自然顺序或者定制顺序排序
Interface: Map		Map 接口存储一组键值对象，提供key（键）到value（值）的映射。 严格来说 Map 并不是一个集合，而是两个集合之间 的映射关系 不能对 Map 集合进行 for-each 遍历	size(); isEmpty(); containsKey();containsValue();get();put();remove(); putAll();clear()....
Map的三种典型实现	Class: HashMap	是一个散列表，它存储的内容是键值对(key-value)映射。 该类实现了Map接口，根据键的HashCode值存储数据，具有很快的访问速度，最多允许一条记录的键为null，不支持线程同步。	Map hashMap = new HashMap(); 特点：采用哈希表算法，map中的key不会保证添加的顺序，key不能重复
	Class: LinkedHashMap	继承于HashMap，使用元素的自然顺序对元素进行排序.	Map linkedHashMap = new LinkedHashMap(); 特点：采用 链表 和 哈希表的算法
	Class: TreeMap	继承了AbstractMap，并且使用一颗树。	Map treeMap = new TreeMap(); 特点：红黑树算法，key会按照自然顺序或者定制顺序排序