Java集合

Java 集合概述

•       Java 集合就像一种容器，可以把多个对象的引用放入容器中。

•       Java 集合类可以用于存储数量不等的多个对象，还可用于保存具有映射关系的关联数组

•       Java 集合可分为 Set、List 和 Map 三种体系

–      Set：无序、不可重复的集合

–      List：有序，可重复的集合

–      Map：具有映射关系的集合

•       在 Java5 之前，Java 集合会丢失容器中所有对象的数据类型，把所有对象都当成 Object 类型处理；从 Java5 增加了泛型以后，Java 集合可以记住容器中对象的数据类型

Collection 接口

•       Collection 接口是 List、Set 和 Queue 接口的父接口，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：

使用 Iterator 接口遍历集合元素

•       Iterator 接口主要用于遍历 Collection 集合中的元素，Iterator 对象也被称为迭代器

•       Iterator 接口隐藏了各种 Collection 实现类的底层细节，向应用程序提供了遍历 Collection 集合元素的统一编程接口

•      Iterator 仅用于遍历集合，Iterator本身并不提供承装对象的能力。如果需要创建 Iterator 对象，则必须有一个被迭代的集合

使用 foreach 循环遍历集合元素

•       Java 5 提供了 foreach 循环迭代访问 Collection

Set 集合

•       Set 集合不允许包含相同的元素，如果试把两个相同的元素加入同一个 Set 集合中，则添加操作失败。

•       Set 判断两个对象是否相同不是使用 == 运算符，而是根据equals方法

•       HashSet 是 Set 接口的典型实现，大多数时候使用 Set 集合时都使用这个实现类。

•       HashSet 按Hash 算法来存储集合中的元素，因此具有很好的存取和查找性能。

•       HashSet 具有以下特点：

•      不能保证元素的排列顺序

•      HashSet 不是线程安全的

•      集合元素可以使 null

•       当向 HashSet 集合中存入一个元素时，HashSet会调用该对象的 hashCode() 方法来得到该对象的 hashCode 值，然后根据 hashCode 值决定该对象在 HashSet 中的存储位置。

•       如果两个元素的equals() 方法返回 true，但它们的 hashCode() 返回值不相等，hashSet 将会把它们存储在不同的位置，但依然可以添加成功。

hashCode() 方法

•       HashSet 集合判断两个元素相等的标准：两个对象通过 equals() 方法比较相等，并且两个对象的 hashCode() 方法返回值也相等。

•      如果两个对象通过 equals()方法返回 true，这两个对象的 hashCode值也应该相同。

•       重写 hashCode()方法的基本原则

–      在程序运行时，同一个对象多次调用 hashCode() 方法应该返回相同的值

–      当两个对象的 equals()方法比较返回 true 时，这两个对象的 hashCode() 方法的返回值也应相等

–      对象中用作equals() 方法比较的 Field，都应该用来计算 hashCode 值

LinkedHashSet

•       LinkedHashSet 是 HashSet 的子类

•      LinkedHashSet 集合根据元素的hashCode 值来决定元素的存储位置，但它同时使用链表维护元素的次序，这使得元素看起来是以插入顺序保存的。

•       LinkedHashSet 性能插入性能略低于 HashSet，但在迭代访问 Set 里的全部元素时有很好的性能。

•       LinkedHashSet 不允许集合元素重复。

TreeSet

•       TreeSet 是 SortedSet 接口的实现类，TreeSet 可以确保集合元素处于排序状态。

–      Comparator comparator()

–      Object first()

–      Object last()

–      Object lower(Object e)

–      Object higher(Object e)

–      SortedSet subSet(fromElement, toElement)

–      SortedSet headSet(toElement)

–      SortedSet tailSet(fromElement)

•      TreeSet 支持两种排序方法：自然排序和定制排序。默认情况下，TreeSet采用自然排序。

自然排序

•      排序：TreeSet会调用集合元素的 compareTo(Object obj)方法来比较元素之间的大小关系，然后将集合元素按升序排列

•      如果试图把一个对象添加到 TreeSet时，则该对象的类必须实现 Comparable接口。

•       实现 Comparable的类必须实现 compareTo(Object obj) 方法，两个对象即通过compareTo(Object obj) 方法的返回值来比较大小。

•       Comparable 的典型实现：

–      BigDecimal、BigInteger 以及所有的数值型对应的包装类：按它们对应的数值大小进行比较

–      Character：按字符的 UNICODE 值来进行比较

–      Boolean：true 对应的包装类实例大于 false 对应的包装类实例

–      String：按字符串中字符的 UNICODE 值进行比较

–      Date、Time：后边的时间、日期比前面的时间、日期大

定制排序

•       如果需要实现定制排序，则需要在创建 TreeSet 集合对象时，提供一个 Comparator 接口的实现类对象。由该 Comparator 对象负责集合元素的排序逻辑

List

•       List 代表一个元素有序、且可重复的集合，集合中的每个元素都有其对应的顺序索引

•       List 允许使用重复元素，可以通过索引来访问指定位置的集合元素。

•       List 默认按元素的添加顺序设置元素的索引。

•       List 集合里添加了一些根据索引来操作集合元素的方法

–      void add(int index, Object ele)

–      boolean addAll(int index, Collection eles)

–      Object get(int index)

–      int indexOf(Object obj)

–      int lastIndexOf(Object obj)

–      Object remove(int index)

–      Object set(int index, Object ele)

–      List subList(int fromIndex, int toIndex)

ListIterator

•       List 额外提供了一个 listIterator() 方法，该方法返回一个 ListIterator 对象， ListIterator 接口继承了 Iterator 接口，提供了专门操作 List 的方法：

–      boolean hasPrevious()

–      Object previous()

–      void add()

ArrayList 和 Vector

•       ArrayList 和 Vector 是 List 接口的两个典型实现

•       区别：

–      是一个古老的集合，通常建议使用 ArrayList

–      ArrayList 是线程不安全的，而 Vector 是线程安全的。

–      即使为保证 List 集合线程安全，也不推荐使用Vector

•       Arrays.asList(…) 方法返回的 List 集合即不是 ArrayList 实例，也不是 Vector 实例。 Arrays.asList(…)  返回值是一个固定长度的List 集合。

Map

•       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，另外一组用于保存 Map 里的 Value

•       Map 中的 key 和  value 都可以是任何引用类型的数据

•       Map 中的 Key不允许重复，即同一个 Map 对象的任何两个 Key 通过 equals 方法比较中返回 false

•       Key 和 Value 之间存在单向一对一关系，即通过指定的 Key 总能找到唯一的，确定的 Value。

HashMap & Hashtable

•       HashMap 和 Hashtable 是 Map 接口的两个典型实现类

•       区别：

–      Hashtable 是一个古老的 Map 实现类，不建议使用

–      Hashtable 是一个线程安全的 Map 实现，但 HashMap 是线程不安全的。

–      Hashtable 不允许使用 null 作为 key 和 value，而 HashMap 可以

•       与 HashSet 集合不能保证元素的顺序的顺序一样，Hashtable 、HashMap 也不能保证其中 key-value 对的顺序

•       Hashtable 、HashMap 判断两个 Key 相等的标准是：两个 Key 通过 equals 方法返回 true，hashCode 值也相等。

•      Hashtable 、HashMap 判断两个 Value相等的标准是：两个Value 通过 equals 方法返回 true

LinkedHashMap

•       LinkedHashMap 是 HashMap 的子类

•       LinkedHashMap 可以维护 Map 的迭代顺序：迭代顺序与 Key-Value 对的插入顺序一致

Properties

•       Properties 类是 Hashtable 的子类，该对象用于处理属性文件

•       由于属性文件里的 key、value 都是字符串类型，所以properties 里的 Key 和 Value 都是字符串类型的

TreeMap

•       TreeMap 存储 Key-Value 对时，需要根据 Key 对 key-value 对进行排序。TreeMap 可以保证所有的 Key-Value 对处于有序状态。

•       TreeMap 的 Key 的排序：

–      自然排序：TreeMap 的所有的 Key 必须实现Comparable 接口，而且所有的 Key 应该是同一个类的对象，否则将会抛出 ClasssCastException

–      定制排序：创建TreeMap 时，传入一个 Comparator 对象，该对象负责对 TreeMap 中的所有 key 进行排序。此时不需要 Map 的 Key 实现 Comparable 接口

操作集合的工具类：Collections

•       Collections 是一个操作 Set、List 和 Map 等集合的工具类

•       Collections 中提供了大量方法对集合元素进行排序、查询和修改等操作，还提供了对集合对象设置不可变、对集合对象实现同步控制等方法

•       排序操作：

–      reverse(List)：反转 List 中元素的顺序

–      shuffle(List)：对 List 集合元素进行随机排序

–      sort(List)：根据元素的自然顺序对指定 List 集合元素按升序排序

–      sort(List，Comparator)：根据指定的 Comparator 产生的顺序对 List 集合元素进行排序

–      swap(List，int， int)：将指定 list 集合中的 i 处元素和 j 处元素进行交换

查找、替换

•       Object max(Collection)：根据元素的自然顺序，返回给定集合中的最大元素

•       Object max(Collection，Comparator)：根据 Comparator 指定的顺序，返回给定集合中的最大元素

•       Object min(Collection)

•       Object min(Collection，Comparator)

•       int frequency(Collection，Object)：返回指定集合中指定元素的出现次数

•       boolean replaceAll(List list，Object oldVal，ObjectnewVal)：使用新值替换 List 对象的所有旧值

同步控制

•       Collections 类中提供了多个 synchronizedXxx() 方法，该方法可使将指定集合包装成线程同步的集合，从而可以解决多线程并发访问集合时的线程安全问题

Enumeration

•       Enumeration 接口是 Iterator 迭代器的“古老版本”