JAVA集合

首先需要清楚JDK类库给我们提供了Java集合，所有的Java集合都位于java.unti包中。与Java数组不同，Java集合不能存放基本类型数据，而只能存放对象的引用。
一、了解集合框架
1.1集合概念
集合有时称为容器，是一个包含很多元素的对象。集合可用来存储，检索和操作数据。
1.2集合框架
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。所有的集合框架包含：接口、实现以及算法。
二、接口与实现
集合接口封装了不同的，collection接口是集合框架的基础,如图：

Set是一种特殊的Collection，SortedSet又是一种特殊的Set,Map不属于Collection。所有的Collection接口都是支持泛型的。

public interface Collection<T>，但是当要定义一个Collection实例的时候，需引入指定在该集合中包含的对象的类型。这可让编译器在编译时明确放入该集合的元素是那种类型的，减少了运行时错误的发生。

在理解了怎样使用这些接口后，也就理解了Java集合的框架，会根据实际情况选择哪一种集合接口。
下面简单介绍一下集合接口。
Collection接口是一组允许重复的对象。
Set接口继承Collection，但不允许重复，使用自己内部的一个排列机制。
List接口继承Collection,允许重复，以元素安插的次序来放置元素，不会重新排列。
Map接口是一组成对的键—值对象，即所持有的是key_value pairs.Map中不能有重复的Key。
三，接口中的方法
3.1 Collection接口
Collection接口用于表示任何对象或元素组。想要尽可能以常规方式处理一组元素时，就使用此接口，可以把集合转换成任何其他的对象组。但是，不能直接把集合转换成基本数据类型的数组，因为集合必须持有对象。

1.单元素的添加、删除操作boolean add(Object o):将对象添加给集合;boolean remove(Object o):如果集合中有与o相匹配的对象，则删除对象o;2.查询操作int size():返回当前集合中元素的个数boolean isEmpty();boolean contains(Object o):查找集合中是否有对象oIterator iterator():返回一个迭代器，用来访问集合中各个元素3.组操作boolean containsAll(Collection c)：查找集合中是否含有集合c中的所有元素boolean addAll(Collection c)：将集合c中所有元素添加到该集合void RemoveAll(Collection c)：删除void retainAll(Collection c)：从集合中删除集合c不包含的元素4.遍历集合两种方式：（1）通过for_each结构for(Object o:collection){System.out.println(o);}(2)使用迭代器迭代器是一种能遍历集合并且能从集合删除元素的对象。可以通过调用Collection接口中的Iterator方法创建该对象。下面是Iterator接口的定义：public interface Iterator<T>{    boolean hasNext();    T next();    void remove();    }如何使用迭代器：Iterator<T> it = list.iterator();        while(it.hasNext()){            T data = it.next();            System.out.print(data + " ");        }Collection转换为Object数组Object[] toArray():返回一个内含集合所有元素的arrayObject[]toArray(Object[] a)返回一个内含集合所有元素的array,运行期返回的array和参数a的类型相同，需要转化为正确的类型。

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3.2 List接口
List接口继承了Collection接口，可以定义一个有重复项的有序集合。

1.面向位置的操作包含Collection的功能，还包括获取、除去或更改元素的功能。在List中搜索元素可以从列表的头部或者尾部开始，如果找到，返回元素的位置。void add(int index,Object elenemt)boolean addAll(int index,Collection c);Object get(int index)返回List中指定位置的元素int indexOf(Object o)返回第一个出现o的位置2.处理集合的子集ListIterator listIterator():返回一个列表迭代器，用来访问列表中的元素

ArrayList和LinkedList
Java平台包含两种常用List实现：ArrayList和LinkedList。使用两种List的哪一种取决于特定的需要。如果要支持随机访问，而不必在尾部任何位置插入或者去除元素，那么，ArrayList提供了可选的集合。但如果要频繁的从列表的中间位置添加和去除元素，而只要顺序地访问列表中的元素，那么LinkedList实现更好。

LinkedList的方法：getFirst()  getLast()获取元素，但不删除，操作失败，抛出异常（NoSuchElementException）;peekFirst()peekLast()获取元素，但不删除，失败返回null;add:队尾入  remove：对头出  element：查看对头元素  失败抛异常  NoSuchElementExceptionoffer:队尾入 poll 对头出   peek     失败返回null

练习代码：public static void testArrayList(){        //需要一个数组序列容器，=》ArrayList        ArrayList<Integer> list1 = new ArrayList<Integer>();        for(int i=0; i<10; ++i){            list1.add((int)(Math.random()*100));        }        printList(list1);        list1.add(0, 100);        printList(list1);        //list1.add(100, 200);        int index = 0;        if((index = list1.indexOf(100)) != -1){            list1.remove(index);        }        printList(list1);        list1.set(0, -2);        printList(list1);        Object[] array1 = list1.toArray();        System.out.println(Arrays.toString(array1));        Integer[] array2 = new Integer[1];//将容器元素返回到数组中        array2 = list1.toArray(array2); //此处可以推到数组元素的类型的        System.out.println(Arrays.toString(array2));        List<Integer> list2 = Arrays.asList(array2);        for(int val : list2){            System.out.print(val + " ");        }        System.out.println();        System.out.println(list1.retainAll(list2));        System.out.println(list1.addAll(list2));        System.out.println(list1.containsAll(list2));    }

练习代码：public static void testLinkedList(){        LinkedList<Integer> list1 = new LinkedList<Integer>();        for(int i=0; i<10; ++i){            list1.add((int)(Math.random()*100));        }        printList(list1);        list1.addFirst(10);        printList(list1);        list1.addLast(20);        printList(list1);        list1.add(30);        printList(list1);        list1.remove();        printList(list1);        list1.offer(40);        printList(list1);        list1.poll();        printList(list1);        System.out.println(list1.peek());        list1.clear();        System.out.println(list1.peek());        //对于所有的Java集合容器，都支持普通的额向后遍历的迭代器        //但对于LinkedList，还提供的双向迭代器        ListIterator<Integer> list = list1.listIterator();        System.out.println(list.hasPrevious());    }   

**重点内容**ArrayList和LinkedList的区别？
（1）都是Llist接口实现的，但是LinkedList还实现了Deque;
（2）但是ArrayList底层是个数组，LinkedList底层是个双向循环链表；
（3）LinkedList提供了双向迭代器，ArrayList只有普通的向后遍历的迭代器；
（4）LinkedList便于删除插入，ArrayList便于查找；
（5）需要链表、栈、队列时最好实现LinkedList；

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3.3 Queue接口
Queue接口除了可以使用Collection的方法，还提供了加入(offer()）、删除（poll()）等操作；
需要注意的是：Queue使用时要尽量避免Collection的add()和remove()方法，而是要使用offer()来加入元素，使用poll()来获并移除元素。他们的优点是通过返回值可以判断成功与否；

练习：创建ArrayList对象，加入10000个随机整数，整数的范围是0-20000请在最短时间内打印出最大的前10个元素！（PriorityQueue()小跟堆）请在最短时间内打印出最小的前10个元素！（PriorityQueue()大根堆来实现）代码如下：class TestList{public static void testPriorityQueue(){    //最小前10个元素(利用大根堆，将要插入的元素与堆根元素比较，堆根元素大于要插入的元素，这移出堆根元素，将新元素插入)    PriorityQueue<Integer> queue= new PriorityQueue<Integer>(10,new Comparator<Integer>(){//利用构造函数变成大根堆        @Override        public int compare(Integer o1, Integer o2) {            // TODO Auto-generated method stub            int res=o1-o2;            return res>0?-1:(res==0?0:1);            }    });    ArrayList<Integer> list=new ArrayList<Integer>();    for(int i=0;i<10000;i++){        list.add((int)(Math.random()*20000));    }       int size=10;    for(int i=0;i<size;i++){        queue.add(list.get(i));         }    for(int i=size;i<10000;i++){        int value=list.get(i);        int data=queue.peek(); //返回头部元素         if(data>value){            queue.remove(data);//删除            queue.add(value);        }       }    while(!queue.isEmpty()){        int top = queue.peek();        System.out.print(top + " ");        queue.poll();   //出队    }    System.out.println();}public static void testPriorityQueue1(){   //小根堆    ArrayList<Integer> list=new ArrayList<Integer>();    PriorityQueue<Integer> queue=new PriorityQueue<Integer>();    for(int i=0;i<10000;i++){        list.add((int)(Math.random()*20000));    }    int size=10;    for(int i=0;i<size;i++){        queue.add(list.get(i));    }    for(int i=size;i<10000;i++){        int value=list.get(i);        int data=queue.peek();  //peek返回头部元素        if(data<value){            queue.remove(data);            queue.add(value);        }    }    while(!queue.isEmpty()){        int top = queue.peek();        System.out.print(top + " ");        queue.poll();    }    System.out.println();}}public class TestCollectionDemo1 {    @Test    public void testPriorityQueue(){        System.out.println("最小前10个元素 ");        TestList.testPriorityQueue();    }    @Test    public void testPriorityQueue1(){        System.out.println("最大前10个元素");        TestList.testPriorityQueue1();      }}

运行结果：