关于集合与数组的区别，Collection、List、Set接口的作用及相关的子类

程序员文章站 2022-06-10 22:18:21

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集合与数组的区别，Collection、List、Set接口的作用及相关的之类

一、类集设置的目的（重点）
在Java中为了方便用户操作各个数据结构，所以引入了类集的概念，有时候就可以把类集称为Java对数据的实现。
类集中最大的几个操作接口：Collection、Map、Iterator，这三个接口为以后要使用的最重点的接口。
所有的类集操作的接口或类都在 java.util 包中。

Java类集结构图：关于集合与数组的区别，Collection、List、Set接口的作用及相关的子类
二、Collection 接口（重点）
Collection 接口是在整个 Java 类集中保存单值的最大操作父接口，里面每次操作的时候都只能保存一个对象的数据。
此接口定义在 java.util 包中。
此接口定义如下：

public interface Collection <E> extends Iterable<E>

此接口引用了泛型技术。
此接口的常用方法如下：
关于集合与数组的区别，Collection、List、Set接口的作用及相关的子类
本接口中一共定义了 15 个方法，那么此接口的全部子类或子接口就将全部继承以上接口中的方法。
但是，在开发中不会直接使用 Collection 接口。而使用其操作的子接口：List、Set。

三、List接口(重点)
List是Collection的子接口，里面所有的内容都是可以重复的。
List子接口的定义：

public interface List<E>extends Collection<E>

此接口上依然使用了泛型技术。此接口对于 Collection 接口来讲有如下的扩充方法: 关于集合与数组的区别，Collection、List、Set接口的作用及相关的子类使用List接口，需要找到该接口的实现类，常用的实现类有如下几个：
ArrayList、Vector、LinkedList

1、ArrayList
ArrayList 是 List 接口的子类，此类的定义如下：

public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, Serializable

此类继承了 AbstractList 类。AbstractList 是 List 接口的子类。AbstractList 是个抽象类，适配器设计模式。
举例子：增加及获得元素

package org.listdemo.arraylistdemo;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class ArrayListDemo01 {
public static void main(String[] args) {
List<String> all = new ArrayList<String>(); // 实例化List对象，并指定泛型类型
all.add("hello "); // 增加内容，此方法从Collection接口继承而来
all.add(0, "LAMP ");// 增加内容，此方法是List接口单独定义的
all.add("world"); // 增加内容，此方法从Collection接口继承而来
System.out.println(all); // 打印all对象调用toString()方法
}
}

以上的操作向集合中增加了三个元素，其中在指定位置增加的操作是 List 接口单独定义的。随后进行输出的时候，
实际上调用的是 toString()方法完成输出的。
可以发现，此时的对象数组并没有长度的限制，长度可以任意长，只要是内存够大就行。

2、Vector
与 ArrayList 一样，Vector 本身也属于 List 接口的子类，此类的定义如下：

public class Vector<E> extends AbstractList<E>
implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, Serializable

此类与 ArrayList 类一样，都是 AbstractList 的子类。所以，此时的操作只要是 List 接口的子类就都按照 List 进行操作。

3、Vector 类和 ArrayList 类的区别
这两个类虽然都是List接口的子类，但是使用下来有如下区别：

关于集合与数组的区别，Collection、List、Set接口的作用及相关的子类
4、链表操作类：LinkedList
此类使用概率较低，定义如下：

public class LinkedList<E> extends AbstractSequentialList<E>
implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, Serializable

此类继承了 AbstractList，所以是 List 的子类。但是此类也是 Queue 接口的子类，Queue 接口定义了如下的方法：
关于集合与数组的区别，Collection、List、Set接口的作用及相关的子类
四、Set接口
Set 接口也是 Collection 的子接口，与 List 接口最大的不同在于，Set 接口里面的内容是不允许重复的。

Set 接口并没有对 Collection 接口进行扩充，基本上还是与 Collection 接口保持一致。因为此接口没有 List 接口中定义
的 get(int index)方法，所以无法使用循环进行输出。
那么在此接口中有两个常用的子类：HashSet、TreeSet

1、散列存放：HashSet
HashSet属于散列的存放类型，里面的内容是无序排放的。

通过循环的方式，由泛型所指定的类型变为指定的数组，将Set接口中的内容输出：
使用 T[ ] toArray(T[ ] a)

package org.listdemo.hashsetdemo;
import java.util.HashSet;
import java.util.Set;
public class HashSetDemo03 {
	public static void main(String[] args) {
		Set<String> all = new HashSet<String>(); // 实例化Set接口对象
		all.add("A");
		all.add("B");
		all.add("C");
		all.add("D");
		all.add("E");
		String[] str = all.toArray(new String[] {});// 变为指定的泛型类型数组
		for (int x = 0; x < str.length; x++) {
		System.out.print(str[x] + "、");
		}
	}
}

2、排序的子类：TreeSet
与 HashSet 不同的是，TreeSet 本身属于排序的子类，此类的定义如下：

public class TreeSet<E> extends AbstractSet<E>
implements NavigableSet<E>, Cloneable, Serializable

下面通过代码来观察其是如何进行排序的：

package org.listdemo.treesetdemo01;
import java.util.Set;
import java.util.TreeSet;
public class TreeSetDemo01 {
	public static void main(String[] args) {
	Set<String> all = new TreeSet<String>(); // 实例化Set接口对象\
	all.add("D");
	all.add("X");
	all.add("A");
	System.out.println(all);
	}
}

虽然在增加元素的时候属于无序的操作，但是增加之后却可以为用户进行排序功能的实现。

小结：关于 TreeSet 的排序实现，如果是集合中对象是自定义的或者说其他系统定义的类没有实现Comparable 接口，则不能实现 TreeSet 的排序，会报类型转换（转向 Comparable 接口）错误。
换句话说要添加到 TreeSet 集合中的对象的类型必须实现了 Comparable 接口。
不过 TreeSet 的集合因为借用了 Comparable 接口，同时可以去除重复值，而 HashSet 虽然是Set 接口子类，但是对于没有复写 Object 的 equals 和 hashCode 方法的对象，加入了 HashSet集合中也是不能去掉重复值的。