Java集合类

一、集合类

• Java提供的一些相当于容器的类，其可以用来存储一系列的对象的引用
• 其中存储的每个内容称为元素
• 集合类框架中，Java提供了一些接口，实现方法和计算方法 集合与数组相似，但是定义和功能却略有差异
• 数组的大小是固定的，集合的大小则是可变的
• 数组用来存放基本类型的数据，集合用来存放对象的引用
• 集合类框架提供了两个接口——Collection和Map，都继承自java.langObject类
• Collection类有List和Set两种继承接口，每个接口都有各自的实现 Map是一种键值对的存储形式，同时也有自己的实现
  

二、collection接口

• 最基本的集合类接口，可以认为它是描述了一系列相同功能接口的共性接口
• 提供了通用的对集合内元素操作的方法，Collection的子类会实现这些方法
• 其子类一些是具体类，可以直接使用，有些是抽象类，提供了该接口的部分实现
• 该接口同时继承了Iterable接口，因此Collection的所有子类(List类、Set类)也都实现了Iterable接口
• Iterable是Java集合的*接口之一，这个接口中提供了三个方法，分别是forEach()、iterator()、spliterator()
• iterator()最常用，可以通过迭代器遍历自身元素，即查询整个集合的所有元素
  

三、list集合

ArrayList类

• 继承自Collection接口，同时在Collection的基础方法上添加了大量的方法来支持元素的插入和移除等操作
• ArrayList实现了List接口，同时继承于AbstractList类，实现了可变大小的数组(即数组的容量不可变，但是ArrayList得容量可以动态增长)，允许有null元素
• ArrayList随机访问和遍历整个集合时性能较好，但是在List的指定位置插入和移除元素时性能较差

实例化格式如下：

List<T>list名 = new ArrayList<T>()
List<T>list名 = new ArrayList<T>(int)

• 使用new创建一个新的集合对象时可以省略<>，系统在编译时会将前面默认的类型填充进去

ArrayList具体使用

public class UseArrayList
{
		public static void main(String[] args)
		{
			List<String> list = new ArrayList<String>();
			list.add("one");
			list.add("two");
			list.add("three");
			list.remove(1); // one three

			for (String string : list)
			{
				System.out.println("foreach遍历：" + string);
			}
			System.out.println();
			Iterator<String> iterator = list.iterator();
			while (iterator.hasNext())
			{
				System.out.println("迭代遍历：" + iterator.next());
			}
		
		
			List<Integer> list1 = new ArrayList<Integer>();
			List<Integer> list2 = new ArrayList<Integer>();
		
			List<Integer> list3 = new ArrayList<Integer>(3);
			list3.add(4);
			list3.add(66);
			list3.add(33);
			list3.add(14);
			list3.add(99);
		
			//sort排序
			System.out.println("排序前：");
			for (Integer integer : list3)
			{
				System.out.print(integer + " ");
			}
			list3.sort(null);
			System.out.println("\n排序后：");
			for (Integer integer : list3)
			{
				System.out.print(integer + " ");
			}
		
			//根据索引获取指定范围集合内的子集合
			list1 = list3.subList(0, 3);
			System.out.println("\n获取list3【0-3】号元素给list1：");
			for (Integer integer : list1)
			{
				System.out.print(integer + " ");
			}
			System.out.println("list3的内存：" + list3.size());
		
			//查找指定对象，第一个
			System.out.println("查找33的索引：" + list3.indexOf(33));
			//最后一个
			list3.add(99);
			list3.add(99);
			list3.add(99);
			System.out.println("查找99的索引：" + list3.lastIndexOf(99));
			System.out.println("list3的内存：" + list3.size());
		}
}

• ArrayList可以使用get()和set()方法来对指定索引获取、设置特定的元素
  
  

LinkedList类

• 实现了List接口，使用了链表结构进行存储，允许有null元素
• 在List的中间插入和移除元素时性能较好，但是在随机访问和查询集合中的元素时性能较差，这也是链表结构的特点

四、Set集合

• Set接口继承了Collection接口，且与List类似，也也支持元素的插入和移除等各种操作
• Set集合不能包含重复元素(不能包含满足equals()方法的两个对象：包括某个数值或字符串和对象)
• Set不一定保证元素在集合中的顺序，也没有提供get()和set()方法
  Set接口的实现有AbstractSet、HashSet、EnumSet、LinkedHashSet、TreeSet等

HashSet类

• 该类实现了Set接口，由哈希表(实际上是一个HashMap对象)支持，它不保证Set内元素的顺序，因此每次在访问或迭代遍历时取出元素的顺序并不相同
• 使用时将变量类型声明为Set类型，可以通过具体的类来定义不同对象的具体实例化类型
  
  
  
  
• add()方法用来给集合添加元素
• 当添加集合内已经有的值时，集合并不会添加
• remove()方法用来移除指定元素

遍历：

1. foreach遍历
2. 迭代器 Iterator 遍历

Tips：

HashSet是非线程同步的，在多线程情况下，如果多个线程同时访问一个HashSet对象，当至少一个线程修改了该对象时，需要使用Collection类中的synchronizedSet()方法来包装，使这个对象对外部保持同步

TreeSet类

• TreeSet类同时实现了Set接口和NavigableSet接口
• 该类既可以使用元素的自然顺序对元素进行排序，也可以根据Set集合提供的Comparator比较器的顺序来进行排序，如果没有则抛出ClassCastException异常
• Comparator接口中提供了compareTo(Object o)方法，用于比较当前对象与传入对象来决定前后顺序
• 若当前对象小于入参对象，则返回负整数
• 若相同，则返回0
• 若大于，则返回正整数
• TreeSet类初始化一般使用TreeSet，这样便于使用该类中提供的方法
  
  
• 第一次迭代遍历TreeSet对象时使用的是默认的Integer中默认的compareTo()方法
• 第二次迭代遍历中，Person类实现了Comparable接口，使用的是Person类中的自定义的compareTo()方法

TreeSet常用方法

• TreeSet也是非同步的，在多线程环境下使用时须谨慎

五、Map集合

• Map接口是和Collection接口并列的另一种结构，提供了键值对的存储能力，即key-value
• Map接口是由最初的Java提供的一个抽象类(Dictionary字典类)演变而来的
• Map接口中的key和value是成对一起出现的，Java中提供 Map.Entry<K，V>接口来描述它们
• Map中提供了entrySet()方法来获取所有的Entry集合
• Map是在java.util包中提供的，具体实现类有AbstractMap、HashMap、TreeMap、HashTable、LinkedHashMap、EnumMap等

HashMap

• HashMap实现了Map接口，同时继承于AbstractMap类
• 它利用哈希值来存储数据，不允许重复的键出现，但允许有null值和null键，最多只允许一个为null的键
• HashMap因为使用了哈希表，所以对其中的映射关系具有很快的访问速度
• HashMap不保证存入键值对映射关系的顺序，而且它的顺序可能会发生改变
  
  
• 当集合内键值对较多时，使用第三种方法——Map.entrySet()遍历的效率最高，一次获取所有的键值对
• 使用get()方法过去Map集合中指定key映射的值
• 使用put()方法来设定指定key映射的值

HashMap是非线程的，在多线程情况下谨慎使用

TreeMap

• TreeMap实现了Map接口，继承于AbstractMap类，同时实现了NavigableMap接口

• TreeMap是基于红黑树结构的，因此键值对的存储具有一定的顺序

• TreeMap既可以使用键值对映射的自然顺序对映射关系进行排序，也可以根据创建Map集合时提供的Comparrator比较器的顺序进行排序，如果没有就会抛出ClassCastException异常

• TreeMap由于引入了顺序，所以查询的性能比HashMap稍差，但它不允许有null键

• 
  

• TreeMap也是非同步的，一般会使用Collections.synchronizedSortedMap()方法来包装该映射

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