API（二）——集合框架（上）

Keywords： 集合、Collection接口、List、ArrayList、LinkedList、Set、HashSet、TreeSet、LinkedHashSet、迭代器Iterator、比较器Comparable-compareTo()、Comparator-compare()、foreach循环

集合类

集合的概述

由来： 面向对象语言对事物的体现都是以对象的形式，所以为了方便对多个对象的操作，就对对象进行存储，集合就是存储对象最常用的一种方式。

集合的特点：

1. 用于存储对象的容器。
2. 集合的长度是可变的。
3. 集合中不可以存储基本数据类型值。

数组与集合类的区别：

1. 数组的长度是固定的，集合的长度是可变的
2. 数组中存储的是同一类型的元素，可以存储基本数据类型值；集合存储的都是对象，而且对象的类型可以不一致

集合框架

集合容器因为内部的数据结构不同，有多种具体容器。
不断的向上抽取，就形成了集合框架。

学习体系： 看顶层，用底层

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框架的顶层Collection接口

位置： java.util

Collection的常见方法：

1. 添加。

   boolean add(Object obj):
   boolean addAll(Collection coll):
   

2. 删除。

   boolean remove(object obj):
   boolean removeAll(Collection coll);
   void clear();
   

3. 判断：

   boolean contains(object obj);
   boolean containsAll(Colllection coll);
   boolean isEmpty():判断集合中是否有元素。 
   

4. 获取：迭代器Iterator
Iterator接口就是对所有的Collection容器进行元素取出的公共接口。（形象比喻：其实抓娃娃游戏机中的夹子）
   该对象必须依赖于具体容器，因为每一个容器的数据结构都不同，所以该迭代器对象是在容器中进行内部实现的。对于使用容器者而言，具体的实现不重要，只要通过容器获取到该实现的迭代器的对象即可，也就是iterator()方法。

   int size():
   Iterator iterator():取出元素的方式：迭代器。
   for (Iterator iterator = coll.iterator(); iterator.hasNext();) {
       Object object = (Object) iterator.next();
   }
   

5. 其他：

   boolean retainAll(Collection coll);//取交集。
   Object[] toArray();//将集合转成数组。
   

细节 ：

1. 集合中存储的都是对象的地址
2. 集合中不可以存储基本数值。JDK1.5以后可以写作coll.add(3);，但是存储的还是对象（基本数据类型包装类对象）

   coll.add(3);//自动装箱
   coll.add(Integer.valueOf(3));
   

3. 集合中存储时数据被提升为Object类型，需要使用元素的特有方法时需要向下转型

Collection的实现接口：
Collection
  |--List：有序(存入和取出的顺序一致),元素都有索引(角标)，元素可以重复。
  |--Set：元素不能重复,无序。

List

特有的常见方法：有一个共性特点就是都可以操作角标。
list集合可以完成对元素的增删改查。

List的常见方法：

1. 添加

   void add(index,element);
   void add(index,collection);
   

2. 删除

   Object remove(index);
   

3. 修改：

   Object set(index,element);
   

4. 获取：

   Object get(index);
   int indexOf(object);
   int lastIndexOf(object);
   List subList(from,to);
   

5. 迭代方法：

   • 迭代器Iterator，与Collection相同
   • ListIterator迭代器：listIterator()：可以在迭代时完成对元素的增删改查，只有List接口有

   ListIterator it = list.listIterator();
   while (it.hasNext()) {
       Object obj = it.next();
       if ("xenaliu2".equals(obj)) {
           it.add("java");
       }
   }
   

List的实现类:

List：
  |--Vector:内部是数组数据结构，是同步的。增删，查询都很慢！
  |--ArrayList:内部是数组数据结构，是不同步的。替代了Vector。长度可变（原理是创建新数组+复制数组），查询的速度快，增删较慢。
  |--LinkedList:内部是链表数据结构，是不同步的。增删元素的速度很快，查询较慢。可用于实现堆栈（先进后出，First in Last out, FILO）和队列（先进先出，First in First out, FIFO）。

开发中一般选择ArrayList，因为开发中往往查询操作多于增删操作。

面试题：

用LinkedList模拟一个堆栈或者队列数据结构。(/collection/src/io/github/xenaliu/list/LinkedListTest.java)

去除List集合中的重复元素(/day17e/src/cn/itcast/p3/arraylist/test/ArrayListTest2.java)

Set

元素不可以重复，是无序。
Set接口中的方法和Collection一致。

Set
  |--HashSet：内部数据结构是哈希表，是不同步的。
  |--TreeSet：可以对Set集合中的元素进行排序，使用的是二叉树结构，是不同步的。

HashSet

哈希表：
数组中存储的都是元素（与哈希值有对应关系），该数组称为哈希表。哈希表查询速度比数组快。重复元素存不进去，保证元素唯一性。

哈希冲突：
元素的哈希值(hashCode方法结果)一致时，称为出现哈希冲突，这时会再次判断元素的内容是否相同(equals方法)

通过对象的hashCode和equals方法来保证对象一致性：

if(this.hashCode() == obj.hashCode() && this.equals(obj))

如果对象的hashCode值不同，那么不用判断equals方法，就直接存储到哈希表中。
如果对象的hashCode值相同，那么要再次判断对象的equals方法是否为true。
如果为true，视为相同元素，不存。如果为false，那么视为不同元素，就进行存储（拉链法）。

记住：如果元素要存储到HashSet集合中，必须覆盖hashCode方法和equals方法。一般情况下，如果定义的类会产生很多对象，比如人，学生，书，通常都需要覆盖equals，hashCode方法建立对象判断是否相同的依据。

TreeSet

判断元素唯一性的方式：
就是根据比较方法的返回结果是否是0，是0，就是相同元素，不存。

TreeSet对元素进行排序的方式
(/day17e/src/cn/itcast/p5/treeset/demo/TreeSetDemo.java)
方法一：
让元素自身具备比较功能，元素就需要实现Comparable接口。覆盖compareTo方法（对象的默认排序方式）。
如果不要按照对象中具备的自然顺序进行排序。如果对象中不具备自然顺序。怎么办？可以使用TreeSet集合第二种排序

方法二：
比较器，在创建TreeSet对象时，在构造函数中指定具体的比较方法，让集合自身具备比较功能，定义一个类实现Comparator接口，覆盖compare方法。将该类对象作为参数传递给TreeSet集合的构造函数。

在往集合中存储对象时，通常该对象都需要覆盖hashCode()和equals()，同时实现comparable接口，建立对象的自然排序。通常还有一个方法也会复写toString()。

LinkedHashSet

哈希表和链表实现了Set接口，具有可预测的迭代次序。想要提高唯一性元素的查询效率，还想有序，可以使用HastSet的子类LinkedHashSet。

foreach循环

增强for循环，用于遍历Collection集合或数组(/day18_my/src/cn/itcast/foreach/ForeachDemo.java)
格式：

for(元素的数据类型变量：Collection容器或数组)
{}

传统for循环和增强for循环的区别：
增强for循环必须有被遍历的目标，而该目标只能是Collection对象或数组
建议：遍历数组时，如果仅为遍历，可以使用增强for循环，如果要对数组的元素进行操作，使用传统for循环可以通过角标操作。

枚举Enumeration
与Tterator功能相同，但只能用于Vector容器。已被淘汰，名称太长，郁郁而终= =。(/day18_my/src/cn/itcast/enumeration/EnumerationDemo.java)

总结：看集合的小技巧

集合分体系：List Set
子类对象的后缀名是所属体系名，前缀名是数据结构名称。
List： 新出的子类都是以List结尾的，通常都是非同步的
|--ArrayList:看到array，就知道是数组，查询速度快
|--LinkedList：看到linked，就知道是链表，增删速度快

Set：
  |--HashSet：看到hash，就知道是哈希表，查询速度更快，并想到元素唯一，通过HashCode()、equals()方法保证唯一性
    |--LinkedHashSet
  |--TreeSet：看到Tree，就知道是二叉树，可以排序，排序想到Comparable-compareTo()、Comparator-compare()方法

Map集合

Map的概述

• Map一次添加一对元素，Collection一次添加一个元素
• Map也称为双列集合，Collection集合称为单列集合
• Map集合中存储的都是键key值value对
• Map集合中必须保证键的唯一性

Map的常用方法

1. 添加

   value put(key,value);//返回前一个和key关联的值，如果没有返回null
   

2. 删除

   void  clear();//清空map集合。
   value remove(key);//根据指定的key翻出这个键值对
   

3. 判断

   boolean containsKey(key);
   boolean containsValue(value);
   boolean isEmpty();
   

4. 获取(/day18e/src/cn/itcast/p6/map/demo/MapDemo.java)

   value get(key);//通过键获取值，如果没有该键返回null
   //可以通过返回null，来判断是否包含指定键。
   int size();//获取键值对的个数。
   Set keySet();//返回此Map中包含的所有键的Set集合
   Set> entrySet();//将map集合中映射关系存储到set集合中，其实就是键和值的对应关系（结婚证）
   //映射关系的数据类型：Map.Entry
   
   Collection values();//返回此Map中包含的所有值的Collection集合，值不需要保证唯一性，所以返回Collection
   

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总结： Map集合没有迭代器，取出元素的方式：将Map集合转成单列集合，再使用单列集合的迭代器；Map也不能被foreach循环遍历。

Map常用的子类：

|--Hashtable：内部结构是哈希表，是同步的。不允许null作为键，null作为值。被HashMap替代。
  |--Properties：用来存储键值对型的配置文件的信息，可以和IO技术相结合。
|--HashMap：内部结构是哈希表，不是同步的。允许null作为键，null作为值。(/day18e/src/cn/itcast/p7/hashmap/demo/HashMapDemo.java)
  |--LinkedHashMap：基于链表+哈希表。可以保证Map集合有序（存入和取出顺序一致）
|--TreeMap：内部结构是二叉树，不是同步的。可以对Map集合中的键进行排序。 (/day18e/src/cn/itcast/p8/treemap/demo/TreeMapDemo.java)

练习

需求："fdgavcbsacdfs" 获取该字符串中，每一个字母出现的次数。要求打印结果是：a(2)b(1)... (/day19e/src/cn/itcast/p1/map/test/MapTest.java)