Java集合详解(一) —— Collection与Map概述

在Java中，集合类是一种非常有用的工具类。可以用来存储对象，或者用来实现常用的数据结构，如栈，队列等。Java集合大致可分为一下4种：

• Set：无序、不可重复的集合。
• List：有序、重复的集合。
• Queue：队列集合。
• Map：具有映射关系的集合。

这四种集合主要通过Collection以及Map两个根接口派生出。我们来看一下Collection的继承树以及Map的继承树：

上图显示了Collection以及Map体系里的集合。其中，Set、List、Queue为Collection派生出的子集合，分别代表了无序集合、有序集合以及队列实现。Map实现类用于保存具有映射关系的数据。现在有个简单印象即可，以后会具体分析。（这里只列出了部分常用的子接口与类，若需要详细的请查看JavaAPI文档）

集合主要负责保存以及盛装其他数据，所以集合类也被称为容器类。

这里抛出两个问题：

1. 既然集合类是用来存储对象的，那我们经常使用的基本数据类型如何存入呢？

   相信你肯定可以回答出来。

2. 一个容器实例中可以存入类型不同的对象吗？

   答案是可以也不可以。（后续会有答案）

一、Collection接口

Collection接口是List、Set、Queue接口的父接口，所以该接口里定义的方法既可用于操作Set集合，也可用于操作List和Queue集合。我们先学习它们共有的方法：

• boolean add(Object o)：向集合里添加一个元素。如果集合对象被添加操作改变了，则返回true。
• boolean addAll(Collection c)：把集合c里的所有元素添加到指定集合里，如果集合对象被添加操作改变了，则返回true。
• boolean remove(Object o)：删除集合中的指定元素o，当集合中包含了一个或多个元素o时,该方法只删除第一个符合条件的元素，并且返回true。否则返回false。
• boolean removeAll(Collection c)：从集合中删除集合c里包含的所有元素（相当于用调用该方法的集合减去集合c），如果删除了一个或一个以上的元素，则返回true。否则返回false。
• boolean retainAll(Collection c)：从集合中删除集合c里不包含的所有元素（相当于获取调用该方法的集合与集合c的交集），如果该操作改变了调用该方法的集合，则返回true。否则返回false。
• boolean contains(Object o)：如果集合中包含指定的元素，则返回 true。
• boolean containsAll(Collection c)：如果集合中包含集合c中的所有元素，则返回 true
• int size()：返回集合中的元素个数。
• void clear()：移除集合中的所有元素。
• boolean isEmpty()：如果集合中不包含元素，则返回 true，否则返回false。
• Iterator iterator()：返回集合的迭代器（用来遍历集合）。
• Object[] toArray()：返回一个包含集合中所有元素的数组。

不要被这些方法吓着了。其实，既然是一个容器，无非是一些添加对象、删除对象、查找对象、清空容器、获取大小、判空、遍历等操作。

既然Collection是Set、List、Queue的父接口，所以这些方法在这些接口中都可使用。只是会派生出一些支持自身特性的新方法而已。

下面，用一个例子来学习上面的方法：

public static void main(String[] args){    Collection c = new ArrayList();    c.add("元素1");    c.add("元素2");    c.add("元素3");    System.out.println("集合c中的元素："+c);    c.remove("元素1");    System.out.println("集合c中的元素："+c);    c.add("元素4");    c.add("元素5");    Collection deleteC = new ArrayList();    deleteC.add("元素2");    deleteC.add("元素3");    c.removeAll(deleteC);    System.out.println("集合c中的元素："+c);    System.out.println("集合c中是否包含元素5："+c.contains("元素5"));    deleteC.retainAll(deleteC);    System.out.println("集合c中的元素："+c);    System.out.println("集合c中的元素个数："+c.size());}

执行结果：

集合c中的元素：[元素1, 元素2, 元素3]集合c中的元素：[元素2, 元素3]集合c中的元素：[元素4, 元素5]集合c中是否包含元素5：true集合c中的元素：[元素4, 元素5]集合c中的元素个数：2

这里只是简单的使用了下，非常简单。打印时，使用集合对象c就会输出集合中所有元素，这是因为Collection的实现类都重写了toString()方法，该方法可以一次性输出集合中的所有元素。

二、Collection集合遍历

既然容器中存放了我们需要使用的对象，那我们肯定需要去遍历集合来进行相应的操作。下面我们学习遍历集合的两种常用方法（有其他方法，但是不常用）：

1、 使用Iterator遍历集合

Iterator接口隐藏了各种Collection实现类的底层细节，提供了遍历Collection集合元素的统一编程接口。主要有以下3个方法：

• boolean hasNext()：如果仍有元素可以迭代，则返回 true。
• Object next()：返回迭代的下一个元素。
• void remove()：移除上一次next方法返回的元素。

请看代码：

public static void main(String[] args){    Collection c = new ArrayList();    c.add("元素1");    c.add("元素2");    c.add("元素3");    //获取集合c的迭代器    Iterator iterator = c.iterator();    while (iterator.hasNext()){        Object o = iterator.next();        System.out.println(o);    }}

2、 使用foreach遍历集合

public static void main(String[] args){    Collection c = new ArrayList();    c.add("元素1");    c.add("元素2");    c.add("元素3");    for (Object o:c) {        System.out.println(o);    }}

注意：

1. 这里只是把集合元素的值传给迭代变量o，对它进行更改的话对集合元素没有任何影响。
2. 遍历过程中，不要去修改集合，否则会引起异常。

问题提示：

1. 基本数据类型的装箱与拆箱。
2. 如果使用集合类时指定了泛型，往集合类中添加非指定类型的对象时，编译是通不过的，所以是不可以的。但是，如果不指定泛型的话，我们就可以为所欲为。。。

三、Map接口

Map用于保存具有映射关系的数据，因此Map集合里保存着两组值，一组值用于保存Map里的key值，另外一组保存Map里面的Value，key和value都可以是任何引用类型的数据。Map的key值不允许重复，但是value值可以重复。并且，key与value值之间存在一对一的关系。

类比数学函数中的x,y映射关系。

Map中定义了如下常用的方法：

• void clear()：从Map集合中移除所有映射关系（清空）。
• boolean containsKey(Object key)：如果Map集合中包含指定键key，则返回 true。
• boolean containsValue(Object value)：如果Map集合中有一个或多个key映射到指定value，则返回 true。
• Set<Map.Entry<K,V>> entrySet()：返回该Map集合对应的Set集合（由key-value组成），每个集合元素都是Map.Entry（Map内部类）对象。
• Object get(Object key)：返回指定键所映射的值；如果Map不包含该键的映射关系，则返回 null。
• boolean isEmpty()：如果此Map未包含任何键-值映射关系，则返回 true。
• Set<K> keySet()：返回此Map中所有key组成的Set集合。
• Object put(K key, V value)：将指定键-值映射关系存入Map集合。
• void putAll(Map<? extends K,? extends V> m)：从指定Map中将所有映射关系复制到此Map中。
• Object remove(Object key)：如果Map中存在key的映射关系，则将它与它映射的value从Map中移除。
• int size()：返回此Map中的键-值映射关系个数。
• Collection<V> values()：返回此Map中所有值的Collection集合。

你可能对Set<Map.Entry<K,V>> entrySet()感觉无法理解。暂时可以把Set理解成Collection，它里面存的对象是Map.Entry<K,V>类型的。还是无法理解吗？Entry是Map的内部类，Entry中有K类型的key值，以及V类型的value值（这里推荐了解下泛型）。好比如下代码：

//注意，源码中并没有这样的代码，这里只是为了理解static class Entry<K, V>{    K key;    V value;}

在Entry中，包含了如下三个方法：

• K getKey()：返回key值。
• V getValue()：返回value值。
• V setValue(V value)：用指定的值替换value值。

注意：一个Entry只封装了一个key-value映射关系。

现在是不是豁然开朗了。如果没有理解的话静下来多读几遍。

Map集合的API都比较简单，这里就不再示例了。

四、 Map集合遍历。

我们学会了Collection集合的遍历，但是如何进行Map集合的遍历呢？

你一定会想，肯定跟Collection集合一样，提供了遍历器Iterator。对的，确实是这样，但是，Map集合存储的是映射关系，key-value值。Map是如何实现一次遍历获取两个值的呢？

还记得刚刚的entry内部类吗？它对两个值封装一下，就变成了一个值。

而且，Map还有两个方法返回了两个Collection集合，我们已经学过遍历Collection集合的方法不是吗？

下面我们介绍4种遍历Map的方式：

public static void main(String[] args) {    Map<Integer, String> map = new HashMap<>();    map.put(1, "a");    map.put(2, "b");    map.put(3, "ab");    map.put(4, "ab");    map.put(4, "ab");// 和上面相同，key值重复，会覆盖。    System.out.println(map.size());    // 第一种：     System.out.println("第一种：通过Map.keySet遍历key和value：");    for (Integer in : map.keySet()) {        //map.keySet()：返回的是所有key的集合        String str = map.get(in);//得到每个key多对用value的值        System.out.println(in + "     " + str);    }    // 第二种：    System.out.println("第二种：通过Map.entrySet使用iterator遍历key和value：");    Iterator<Map.Entry<Integer, String>> it = map.entrySet().iterator();    while (it.hasNext()) {        Map.Entry<Integer, String> entry = it.next();        System.out.println("key= " + entry.getKey() + " and value= "                             + entry.getValue());    }    // 第三种：推荐，尤其是容量大时    System.out.println("第三种：通过Map.entrySet遍历key和value");    for (Map.Entry<Integer, String> entry : map.entrySet()) {        System.out.println("key= " + entry.getKey() + " and value= "                             + entry.getValue());    }    // 第四种：    System.out.println("第四种：通过Map.values()遍历所有的value，但不能遍历key");    for (String v : map.values()) {        System.out.println("value= " + v);    }}

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好了。

Collection与Map就介绍到这里，下次我们介绍Set集合。

非常感谢您的观看，如有不足，请指出。感谢~