集合框架

集合框架（CollectionFramework）

 通常情况下，把具有相同性质的一类东西，汇聚成一个整体，就可以称为集合。

集合框架是为表示和操作集合而规定的一种统一的标准的体系结构。任何集合框架都包含三大块内容：对外的接口、接口的实现和对集合运算的算法。

接口：即表示集合的抽象数据类型。接口提供了让我们对集合中所表示的内容进行单独操作的可能。

实现：也就是集合框架中接口的具体实现。实际它们就是那些可复用的数据结构。

算法：在一个实现了某个集合框架中的接口的对象身上完成某种有用的计算的方法，例如查找、排序等。这些算法通常是多态的，因为相同的方法可以在同一个接口被多个类实现时有不同的表现。事实上，算法是可复用的函数。

在Java语言中，Java语言的设计者对常用的数据结构和算法做了一些规范（接口）和实现（具体实现接口的类）。所有抽象出来的数据结构和操作（算法）统称为Java集合框架（JavaCollectionFramework）。

Java程序员在具体应用时，不必考虑数据结构和算法实现细节，只需要用这些类创建出来一些对象，然后直接应用就可以了，这样就大大提高了编程效率

1. 先说Set和List:

1.1. Set子接口:无序，不允许重复。List子接口:有序，可以有重复元素。具体区别是

Set：检索元素效率低下，删除和插入效率高，插入和删除不会引起元素位置改变。<对应类有 HashSet,TreeSet>

List：和数组类似，List可以动态增长，查找元素效率高，插入删除元素效率低，因为会引起其他元素位置改变。<相应类有 ArrayList,LinkedList，Vector>

Set和List具体子类：

2.2. <实例比较>

HashSet：以哈希表的形式存放元素，插入删除速度很快。

ArrayList：动态数组，LinkedList：链表、队列、堆栈。

Vector是一种老的动态数组，是线程同步的，效率很低，一般不赞成使用

1.Collection接口

Collection是最基本的集合接口，一个Collection代表一组Object，即Collection的元素（Elements）。一些 Collection允许相同的元素而另一些不行。一些能排序而另一些不行。JavaSDK不提供直接继承自Collection的类，JavaSDK提供的类都是继承自Collection的“子接口”如List和Set。

所有实现Collection接口的类都必须提供两个标准的构造函数：无参数的构造函数用于创建一个空的Collection，有一个 Collection参数的构造函数用于创建一个新的Collection，这个新的Collection与传入的Collection有相同的元素。后一个构造函数允许用户复制一个Collection。

如何遍历Collection中的每一个元素？不论Collection的实际类型如何，它都支持一个iterator()的方法，该方法返回一个迭代子，使用该迭代子即可逐一访问Collection中每一个元素。典型的用法如下：

Iteratorit=collection.iterator();//获得一个迭代子

while(it.hasNext()){

Object obj=it.next();//得到下一个元素

}

由Collection接口派生的两个接口是List和Set。

2.List接口

List是有序的Collection，使用此接口能够精确的控制每个元素插入的位置。用户能够使用索引（元素在List中的位置，类似于数组下标）来访问List中的元素，这类似于Java的数组。

和下面要提到的Set不同，List允许有相同的元素。

除了具有Collection接口必备的iterator()方法外，List还提供一个listIterator()方法，返回一个 ListIterator接口，和标准的Iterator接口相比，ListIterator多了一些add()之类的方法，允许添加，删除，设定元素，还能向前或向后遍历。

实现List接口的常用类有LinkedList，ArrayList，Vector和Stack。

2.1.LinkedList类

LinkedList实现了List接口，允许null元素。此外LinkedList提供额外的get，remove，insert方法在 LinkedList的首部或尾部。这些操作使LinkedList可被用作堆栈（stack），队列（queue）或双向队列（deque）。

注意LinkedList没有同步方法。如果多个线程同时访问一个List，则必须自己实现访问同步。一种解决方法是在创建List时构造一个同步的List：

Listlist=Collections.synchronizedList(newLinkedList(...));

2.2.ArrayList类

ArrayList实现了可变大小的数组。它允许所有元素，包括null。ArrayList没有同步。

size，isEmpty，get，set方法运行时间为常数。但是add方法开销为分摊的常数，添加n个元素需要O(n)的时间。其他的方法运行时间为线性。

每个ArrayList实例都有一个容量（Capacity），即用于存储元素的数组的大小。这个容量可随着不断添加新元素而自动增加，但是增长算法并没有定义。当需要插入大量元素时，在插入前可以调用ensureCapacity方法来增加ArrayList的容量以提高插入效率（自动增判断长度后增长也会浪费时间的呀！）。

和LinkedList一样，ArrayList也是非同步的（unsynchronized）。（扩展阅读：在java.util.concurrent包中定义的CopyOnWriteArrayList提供了线程安全的Arraylist，但是当进行add和set等变化操作时它是通过为底层数组创建新的副本实现的，所以比较耗费资源。

练习1：

import java.util.HashSet;

import java.util.Iterator;

import java.util.Set;

//1.狗类：属性：name,age 。用set集合，插入3条狗，然后遍历他们（迭代器）。
public class Dog {
private String name;
private int age;
public Dog(String name,int age) {
this.name=name;
this.age=age;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
public static void main(String[] args) {

Dog dog1=new Dog("小黑",3);
Dog dog2=new Dog("旺财",5);
Dog dog3=new Dog("欢欢",6);
Set<Dog> set=new HashSet<Dog>();
set.add(dog1);
set.add(dog2);
set.add(dog3);
Iterator<Dog> it=set.iterator();
System.out.println("狗的数量：");
while (it.hasNext()) {
Dog dog =it.next();
System.out.println(dog.getName()+"\t"+dog.getAge());
}


}

}

练习2：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;


//2.有一个ArrayList的集合，插入3个整数，然后用Collections排序
public class Test2 {
public static void main(String[] args) {
ArrayList<String> list=new ArrayList<String>();
list.add("22");
list.add("33");
list.add("55");
Collections.sort(list);
System.out.println(list);
}


}

练习3：

import java.util.HashMap;


//3.用Map集合，插入3条记录（1，“aa”）,(2,"bb"),(3,"cc"),通过key值取出value，并输出，
public class Test3 {
public static void main(String[] args) {
HashMap<Integer, String> map=new HashMap<Integer, String>();
map.put(1, "aa");
map.put(2, "bb");
map.put(3, "cc");
for (Object i : map.keySet()) {
System.out.println(map.get(i));

}
}
}