java中的三大集合框架（List，Set，Map）

1.集合的继承结构

2.集合和数组的区别

集合的特点：

1. 类型不固定，可以随意存放任何数据。长度也不固定，可以根据元素的增长而增长。
2. 集合只能存储引用数据类型（对象），集合存储基本数据类型会进行自动装箱，变成对象。

数组的特点：

1. 类型固定，只能存储同一种类型的数据。长度固定，只能存储数组定义时，确定的长度。
2. 数组可以存储引用数据类型，又可以存储基本数据类型，其中基本数据类型存储的是值，引用数据类型存储的是地址值。

3.集合的使用方式

1.ArrayList

介绍：ArrayList是实现List接口的集合，底层采用数组（Object）实现，是没有固定长度的。

构造函数

ArrayList()：默认构造函数，提供初始容量为10的空列表。

ArrayList(int initialCapacity)：构造一个具有指定初始容量的空列表。

ArrayList(Collection<? extends E> c) : 构造一个包含指定collection的元素的列表，这些元素是按照该collection的迭代器返回它们的顺序排列的。

常用方法

2.LinkedList

介绍：存储原理是一个链表，在元素的前后分别有一个前置结点和后置结点，用于连接集合中的上一个元素和下一个元素，依次“手拉手”，构成一条链式数据的集合。

构造函数

LinkedList<类> list = new LinkedList<类>(); LinkedList<类> list = new

LinkedList(Collection<? extends E> c); 使用一个集合创建一个新的linkedList。

常用方法

3.HashSet

介绍：存储一组唯一（不允许出现重复的元素），无序（没有index下标）的对象，HashSet是Set接口常用的实现类。可以用来去重。

构造方法

private transient HashMap<E,Object> map;
//默认构造器
public HashSet() {
    map = new HashMap<>();
}
//将传入的集合添加到HashSet的构造器
public HashSet(Collection<? extends E> c) {
    map = new HashMap<>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));
    addAll(c);
}
//明确初始容量和装载因子的构造器
public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {
    map = new HashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
}
//仅明确初始容量的构造器（装载因子默认0.75）
public HashSet(int initialCapacity) {
    map = new HashMap<>(initialCapacity);
}

常用方法
add方法：向集合中添加元素，并且返回一个boolean值，添加成功返回ture，添加失败返回false。
remove方法：

//HashSet的remove方法
public boolean remove(Object o) {
    return map.remove(o)==PRESENT;
}
//map的remove方法
public V remove(Object key) {
    Node<K,V> e;
    //通过hash(key)找到元素在数组中的位置，再调用removeNode方法删除
    return (e = removeNode(hash(key), key, null, false, true)) == null ? null : e.value;
}
/**
 * 
 */
final Node<K,V> removeNode(int hash, Object key, Object value,
                           boolean matchValue, boolean movable) {
    Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, index;
    //步骤1.需要先找到key所对应Node的准确位置，首先通过(n - 1) & hash找到数组对应位置上的第一个node
    if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
        (p = tab[index = (n - 1) & hash]) != null) {
        Node<K,V> node = null, e; K k; V v;
        //1.1 如果这个node刚好key值相同，运气好，找到了
        if (p.hash == hash &&
            ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
            node = p;
        /**
         * 1.2 运气不好，在数组中找到的Node虽然hash相同了，但key值不同，很明显不对， 我们需要遍历继续
         *     往下找；
         */
        else if ((e = p.next) != null) {
            //1.2.1 如果是TreeNode类型，说明HashMap当前是通过数组+红黑树来实现存储的，遍历红黑树找到对应node
            if (p instanceof TreeNode)
                node = ((TreeNode<K,V>)p).getTreeNode(hash, key);
            else {
                //1.2.2 如果是链表，遍历链表找到对应node
                do {
                    if (e.hash == hash &&
                        ((k = e.key) == key ||
                         (key != null && key.equals(k)))) {
                        node = e;
                        break;
                    }
                    p = e;
                } while ((e = e.next) != null);
            }
        }
        //通过前面的步骤1找到了对应的Node,现在我们就需要删除它了
        if (node != null && (!matchValue || (v = node.value) == value ||
                             (value != null && value.equals(v)))) {
            /**
             * 如果是TreeNode类型，删除方法是通过红黑树节点删除实现的，具体可以参考【TreeMap原理实现
             * 及常用方法】
             */
            if (node instanceof TreeNode)
                ((TreeNode<K,V>)node).removeTreeNode(this, tab, movable);
            /** 
             * 如果是链表的情况，当找到的节点就是数组hash位置的第一个元素，那么该元素删除后，直接将数组
             * 第一个位置的引用指向链表的下一个即可
             */
            else if (node == p)
                tab[index] = node.next;
            /**
             * 如果找到的本来就是链表上的节点，也简单，将待删除节点的上一个节点的next指向待删除节点的
             * next,隔离开待删除节点即可
             */
            else
                p.next = node.next;
            ++modCount;
            --size;
            //删除后可能存在存储结构的调整，可参考【LinkedHashMap如何保证顺序性】中remove方法
            afterNodeRemoval(node);
            return node;
        }
    }
    return null;
}

遍历方法：

public static void main(String[] args) {
    HashSet<String> setString = new HashSet<> ();
    setString.add("星期一");
    setString.add("星期二");
    setString.add("星期三");
    setString.add("星期四");
    setString.add("星期五");

    Iterator it = setString.iterator();
    while (it.hasNext()) {
        System.out.println(it.next());
    }
}

4.HashMap

介绍：

1. 用于存储Key-Value键值对的集合（每一个键值对也叫做一个Entry）（无顺序）。

2. 根据键的hashCode值存储数据，大多数情况下可以直接定位到它的值。

3. 键key为null的记录至多只允许一条，值value为null的记录可以有多条。

4. 非线程安全。

5. HashMap是由数组+链表+红黑树（JDK1.8后增加了红黑树部分，链表长度超过阈值（8）时会将链表转换为红黑树）实现的。

6. HashMap与Hashtable区别：
   Hashtable是synchronized的。
   Hashtable不可以接受为null的键值(key)和值(value)。

数组 + 链表 + 红黑树

1. 数组是用来确定桶的位置（寻址容易，插入和删除困难）：
   数组的查找效率比LinkedList大。
   HashMap中数组扩容刚好是2的次幂，在做取模运算的效率高，而ArrayList的扩容机制是1.5倍扩容。

2. 链表是用来解决hash冲突问题，当出现hash值一样的情形，就在数组上的对应位置形成一条链表（寻址困难，插入和删除容易）（链地址法）。

3. 链表转为红黑树：
   当元素小于8个当时候，此时做查询操作，链表结构已经能保证查询性能。
   当元素大于8个的时候，此时需要红黑树来加快查询速度，但是新增节点的效率会变慢。

4. 当链表转为红黑树后，元素个数是6会退化为链表：
   中间有个差值7可以防止链表和树之间频繁的转换。

构造方法

 public HashMap() {
         this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR; // all other fields defaulted
     }
 public HashMap(int initialCapacity) {
          this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR);
     }
 public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
         if (initialCapacity < 0)
             throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " +
                                                initialCapacity);
         if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
             initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
         if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))
             throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " +
                                                loadFactor);
         this.loadFactor = loadFactor;
         this.threshold = tableSizeFor(initialCapacity);
    }

常用方法

HashMap集合遍历的三种方法：
1.遍历所有的key键

Set keys=map.keySet();//取出所有的key，存入set集合
for(Object key:keys){
	System.out.println(key);
	}

2.遍历所有的value值

Collection values=map.values();//取出所有的value，存入
for(Object v:valuse){
	System.out.println(v);
	}

3.遍历所有的key  、  value

Set set=map.entrySet();
for(Object o:set){
	Map.Entry entry=(Map.Entry)o; // 类型转换
	System.out.println(entry.getKey()+"-"+entry.getValue());
	}

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