Java 集合详解

目录

一、概述

二、集合是什么？

三、Collection/集合

 四、ArrayList/数组列表

五、Iterator/迭代器

六、Set/无序集合/集 

七、HashSet/散列集

八、LinkedHashSet

九、TreeSet/树集

十、List/列表 

十一、 Map                

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一、概述

所有集合类都位于java.util包下。集合中只能保存对象（保存对象的引用变量）。当我们把一个对象放入集合中后，系统会把所有集合元素都当成Object类的实例进行处理。

Java的集合类主要由两个接口派生而出：Collection和Map，Collection和Map是Java集合框架的根接口，这两个接口又包含了一些接口或实现类。

二、集合是什么？

　　Java集合类存放于 java.util 包中，是一个用来存放对象的容器。

注意：

1. 集合只能存放对象。比如你存一个 int 型数据 1放入集合中，其实它是自动转换成 Integer 类后存入的，Java中每一种基本类型都有对应的引用类型。
2. 集合存放的是多个对象的引用，对象本身还是放在堆内存中。
3. 集合可以存放不同类型，不限数量的数据类型。

三、Collection/集合

Collection与Collections

• Collection是所有集合类的根接口；
• Collections是提供集合操作的工具类；

集合类和数组不同，

• 数组元素可以为基本数据类型值/对象引用；
• 集合元素只能为对象引用；

Java的集合类由Collection接口和Map接口派生，

• Set代表无序集合，无序不可重复；
• List代表有序集合，有序可重复；
• Map集合存储键值对

 ArrayList/数组列表

ArrayList底层有数组支持，通常作为默认首选；当程序频繁进行插入/删除操作时，选用LinkedLIst；如果元素数量固定，可选择真正数组/List/备选；

 //我们这里将 ArrayList集合作为 Collection 的实现类
 2         Collection collection = new ArrayList();
 3         
 4         //添加元素
 5         collection.add("Tom");
 6         collection.add("Bob");
 7         
 8         //删除指定元素
 9         collection.remove("Tom");
10         
11         //删除所有元素
12         Collection c = new ArrayList();
13         c.add("Bob");
14         collection.removeAll(c);
15         
16         //检测是否存在某个元素
17         collection.contains("Tom");
18         
19         //判断是否为空
20         collection.isEmpty();
21         
22         //利用增强for循环遍历集合
23         for(Object obj : collection){
24             System.out.println(obj);
25         }
26         //利用迭代器 Iterator
27         Iterator iterator = collection.iterator();
28         while(iterator.hasNext()){
29             Object obj = iterator.next();
30             System.out.println(obj);
31         }

Iterator/迭代器

Collection 接口的 iterator() 方法返回一个 Iterator。 

public interface Iterable {  // Iterable泛型接口
   Iterator iterator();      // 由继承接口的集合类负责实现，返回一个迭代器
}

1. 使用方法 iterator() 要求容器返回一个Iterator .第一次调用Iterator 的next() 方法时，它返回集合序列的第一个元素。
2. 使用next() 获得集合序列的中的下一个元素。
3. 使用hasNext()检查序列中是否元素。
4. 使用remove()将迭代器新返回的元素删除

Set/无序集合/集 

Set集合中对象不可重复，因此当试图添加两个相同元素时，add()方法返回false/元素不可加入；

Set集合中对象必须重写hashCode()方法和equals()方法；

 Set最大的特性就是不允许在其中存放的元素是重复的

 

Set set1 = new  HashSet();
        if(set1.add("a"))
        {
            System.out.println("OK");
        }
        if (set1.add("a")) {
            System.out.println("OK2");
        }
        else
        {
            System.out.println("BAD2");
        }
        set1.add("000");
        set1.add("111");
        set1.add("222");
        System.out.println("集合set1的内容："+set1);
        System.out.println("集合set1的大小："+set1.size());
        set1.remove("000");
        System.out.println("集合set1的内容："+set1);
        System.out.println("集合set1中是否包含000 ："+set1.contains("000"));
        System.out.println("集合set1中是否包含111 ："+set1.contains("111"));
        Set set2=new HashSet();
        set2.add("111");
        set2.addAll(set1);//将set1 集合中的元素全部都加到set2中
        System.out.println("集合set2的内容："+set2);
        Iterator iterator = set1.iterator();//得到一个迭代器
        while (iterator.hasNext()) {//遍历
            String element =(String) iterator.next();
            System.out.println("iterator = " + element);
        }
        //将集合set1转化为数组
        Object s[]= set1.toArray();
        for(int i=0;i

HashSet/散列集

• 添加元素时，调用hashCode()方法计算对象的hashCode值；
• 根据hashCode值决定对象的存储位置—>元素存储顺序和添加顺序可能不一致(LinkedHashSet可保证)；
• HashSet判断元素相等的标准：equal()方法相等/hashCode()方法返回值相同；
• Hash算法/哈希/散列：通过计算元素的hashCode值获取元素的存储位置—>价值在于存取/查找速度快
• 与数组相比，HashSet索引不需要连续，可自由增加HashSet长度；

Set set1 = new HashSet();
        Set set2 = new LinkedHashSet();
        for(int i =0 ; i<5 ;i++)
        {
            int s = (int)(Math.random()*100);
            set1.add(new Integer(s));
            set2.add(new Integer(s));
            System.out.println("第 "+i+" 次随机数产生为："+s);
        }
         System.out.println("未排序前HashSet："+set1);
         System.out.println("未排序前LinkedHashSet："+set2);
         //使用TreeSet来对另外的Set进行重构和排序
         Set sortedSet = new TreeSet(set1);
         System.out.println("排序后 TreeSet ："+sortedSet);

LinkedHashSet

HashSet的子类，LinkedHashSet也是根据元素的hashCode值决定其存储位置；

同时使用链表维护元素的添加次序—>性能略低于HashSet的性能；

TreeSet/树集

TreeSet实现SortSet接口，

TreeSet采用红黑树(red-black tree)存储集合元素，排序规则支持自然排序/定制排序；

TreeSet存储对象必须实现Comparable接口

List/列表 

Java中所有链表底层都是双向链接(doubly linked)；

List额外提供listIterator()方法，该方法返回一个ListIterator对象，用于遍历List；

ListIterator的set(obj)方法用新元素obj覆盖next()/previous()返回的上一个元素，可以双向移动；

方法：

• void add(int index, Object element) ：添加对象element到位置index上
• boolean addAll(int index, Collection collection) ：在index位置后添加容器collection中所有的元素
• Object get(int index) ：取出下标为index的位置的元素
• int indexOf(Object element) ：查找对象element 在List中第一次出现的位置
• int lastIndexOf(Object element) ：查找对象element 在List中最后出现的位置
• Object remove(int index) ：删除index位置上的元素
• Object set(int index, Object element) ：将index位置上的对象替换为element 并返回老的元素。

 Map                

数学中的映射关系在Java中就是通过Map来实现的。它表示，里面存储的元素是一个对（pair）,我们通过一个对象，可以在这个映射关系中找到另外一个和这个对象相关的东西。 

• KeySet()遍历实质：遍历两次，第一次转为Iterator对象，第二次从Map中去除key对应的value；
• entrySet()遍历实质：只遍历一次就把K,V放入entry中，效率较KeySet()更高；

 

HashMap hm = new HashMap();
        //试图将2个key为null的key-value对放入HashMap中
        hm.put(null , null);
        hm.put(null , null);
        //将一个value为null的key-value对放入HashMap中
        hm.put("a" , null);
        hm.put("a" , "b");
        //输出Map对象
        System.out.println(hm);