集合框架

集合框架

一、集合框架概述

1、集合类的由来：

       对象用于封装特有数据，对象多了需要存储，如果对象的个数不确定。就使用集合容器进行存储。

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。

备注：集合存储的是对象的地址，而不是对象本身

2、集合框架说明：

框架的顶层Collection接口和Map接口

其中Collection体系是：单列集合（集合中元素是一个值）

Map体系是：双列集合（集合中元素是一对值）

jdk1.0版本中

单列集合只有Vector，双列集合只有Hashtable，且这两个集合都是同步的，线程安全的。（Vector相当于Collection体系的先祖，Hashtabl相当于Map体系的先祖）

jdk1.2版本中

才出现Collection系列的集合，以及Map系列的集合

3、集合框架特点：

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。

二、集合和数组的区别：

1、集合：

（1）只能存储对象的容器，不能存储基本数据类型

（2）集合长度是可变的

举例:

       List list = new ArrayList();

      

       list.add(1);//实质上是：list add(new Integer(1))

       //jdk1.5版本后，执行了自动装箱操作：基本数据类型-->包装类

       //备注：jdk1.4版本前，这样写是错误的。

       //原因：集合中不能存储基本数据类型

       list.add("abc1");//字符串String是对象，没问题

2、数组：

（1）可以存放基本数据类型和对象

备注：存放对象使用的是对象数组

eg:Person[] person=new Person[20];

（2）数组长度是固定的。

三、集合框架的构成及分类

1、集合框架构成及分类

2、集合体系说明

（1）集合框架的两大体系：Collection体系和Map体系

集合框架的两大体系：Collection体系和Map体系

Collection体系是：单列集合

Collection下有两大体系，一个是List，一个是Set

备注：Collection下还有很多其它接口，不仅仅包括List接口和Set接口

Map体系是：双列集合

因此这里主要说：List体系，Set体系和Map体系

（2）集合框架常用体系特点

集合框架常用体系：List体系，Set体系，Map体系

List体系：元素有序，并且可重复

Set体系：元素无序，并且不可以重复

Map体系：提供了一种映射关系，元素是以键值对（key-value）的形式存储的，能根据key快速查找value。其中：key值不能重复，value值可以重复；而且key对value是多（一）对一的关系【一一映射】

（3）List体系常用实现子类

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:

       |--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。查询的速度快。

       |--LinkedList:内部是链表数据结构，是不同步的。增删元素的速度很快。

（4）Set体系常用实现子类

Set:元素不可以重复，是无序。

Set接口中的方法和Collection一致。

       |--HashSet: 内部数据结构是哈希表 ，是不同步的。

|-- LinkedHashSet：内部数据结构是哈希表和链表，有序的

|--TreeSet: 内部数据结构是二叉树，可以对Set集合中的元素进行排序。是不同步的。

（5）Map体系常用实现子类

Map：一次添加一对元素。Collection一次添加一个元素。

|--Hashtable :内部结构是哈希表，是同步的。不允许null作为键，不允许null作为值。

              |--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，允许null作为值。

      |--LinkHashMap：内部结构是哈希表和链接列表实现，具有可预知的迭代顺序（有序的）

       |--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。

四、集合框架学习说明

1、弄清set集合和map集合关系

备注：

学习Set集合应该注意：Set集合的底层代码是由Map集合实现的。

为什么会有set集合？

因为：Map的集合中存储的是键值对，其中键在Map集合中是唯一的，因此将Map中的键作为set中的元素进行存储，就可以保证单列集合的唯一性了，这样就出现了没有重复元素的set集合了。

因为现实世界中因为有这样的需求，所以就有了set集合的存在

推论：

因为Set集合的底层代码是由Map集合实现的，所以set的子类xxxSet的底层实现是Map的子类xxxMap。

而我查看java的源码发现，这个推论在一定程度上是成立的。因为我发现：1）HashMap是HashSet的底层实现。2）TreeMap是TreeSet的底层实现。3）LinkedHashMap是LinkedHashSet的底层实现

（1）HashMap是HashSet的底层实现

    public HashSet() {

        map = new HashMap<>();

}

 

（2）TreeMap是TreeSet的底层实现

    public TreeSet() {

        this(new TreeMap<E,Object>());

    }

 

（3）LinkedHashMap是LinkedHashSet的底层实现

    public LinkedHashSet() {

        super(16, .75f,true);

    }

    HashSet(intinitialCapacity, floatloadFactor, booleandummy) {

        map = new LinkedHashMap<>(initialCapacity,loadFactor);

    }

 

所以，学习set集合时，时刻联系map集合，注意xxxMap和xxxSet的关系，可以让自己学习集合框架更加轻松。

2、集合框架三大体系学习

集合框架List体系，Set体系，Map体系学习

List体系和Set体系都是单列集合，Map体系是双列集合。

而List体系的学习相对比较简单，而Set体系和Map体系的学习相对比较难，而Set体系和Map体系又存在联系，因为Set集合的底层代码是由Map集合实现的。所以，学会一个了一个Set(Map)体系，Map(Set)体系的内容就可以举一反三了。

（1）HashSet和TreeSet集合，它们怎样保证插入集合中的元素是唯一的？

自己在学习Set体系时，碰到比较难的地方，就是当Set体系的集合要存储自定义对象时，要自己覆盖一些方法，目的是为了：保证存入set集合中的元素都是唯一的。而这里主要说set体系下的两个子类：HashSet和TreeSet集合，它们怎样保证插入集合中的元素是唯一的？

HashSet集合解决方法：（保证插入集合中的元素唯一）           

是通过对象的hashCode和equals方法来完成对象唯一性的。

只要对象覆盖了这两个方法，并在方法中写入了实现逻辑，即可解决。

情况一：当这个对象是jdk中已有的对象是，并且该对象已经覆盖了Object对象的hashCode和equals方法，比如：String对象，我们在往set集合中存储该类对象（String对象）时，无需自己给对象覆盖方法，直接使用即可。

情况二：当这个对象时自定义对象（自己写的对象），这时时，我们想要保证该对象插入set集合时，插入的对象时唯一的，我们就得给这个自定义对象添加两个方法：hashCode和equals方法，并且实现里面的比较逻辑，达到保证set集合插入该对象不重复。

TreeSet集合解决方法：（保证插入集合中的元素唯一）      

TreeSet使用元素的自然顺序（字典顺序）对元素进行排序【TreeSet集合排序方式一：让元素自身具备比较功能】

或者

根据创建 set 时提供的 Comparator （比较器）进行排序，具体取决于使用的构造方法。【TreeSet集合排序方式二：让集合自身具备比较功能】

其中：

TreeSet集合排序方式一：让元素自身具备比较功能

让元素自身具备比较功能，只就需要实现Comparable接口。覆盖compareTo方法。【Comparable接口的compareTo方法】

即：自定义对象实现Comparable接口，定义排序方式，实现comparaTo方法。

TreeSet集合排序方式二：让集合自身具备比较功能

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。

 

当TreeSet集合有两种比较功能时，TreeSet集合排序方式二（集合自身具备比较功能）优先于 TreeSet集合排序方式一（元素本身具备比较功能）

 

（2）Map集合保证key（键）唯一？

Map集合保证key（键）唯一？

 

因为set集合的底层是通过map集合实现。

所以保证唯一，通过类比的方式得出：

HashMap（保证键唯一）与HashSet（保证元素唯一）方式一样

是通过对象的hashCode和equals方法来完成对象唯一性的。

 

TreeMap（保证键唯一）与TreeSet（保证元素唯一）方式一样

实现Comparable接口的compareTo方法 或者 实现 Comparator接口，覆盖compare方法

3、集合的一些技巧：

1、使用技巧

集合是存一个元素呢？还是存一对元素呢？

一个：List或者Set

一对：Map

 

集合存一个元素

需要唯一吗？

需要唯一：Set

       需要指定顺序：

                     需要： TreeSet

                     不需要：HashSet

                        但是想要一个和存储一致的顺序(有序):LinkedHashSet

不需要唯一：List

       需要频繁增删吗？

              需要：LinkedList

              不需要：ArrayList

2、如何记录每一个容器的结构和所属体系呢？

看名字！

List

       |--ArrayList

       |--LinkedList

Set

       |--HashSet

       |--TreeSet

后缀名就是该集合所属的体系。

前缀名就是该集合的数据结构。

3、集合联想

看到array：就要想到数组，就要想到查询快，有角标.      

看到link：就要想到链表，就要想到增删快，就要想要 add get remove+frist last的方法

看到hash:就要想到哈希表，就要想到唯一性，就要想到元素需要覆盖hashcode方法和equals方法。

看到tree：就要想到二叉树，就要想要排序，就要想到两个接口Comparable，Comparator 。

而且通常这些常用的集合容器都是不同步的。