Java集合

1.Java集合概述

（1） 一方面， 面向对象语言对事物的体现都是以对象的形式，为了方便对多个对象的操作，就要对对象进行存储。 另一方面，使用Array存储对象方面具有一些弊端（一旦创建，数组长度不可变，真实的数组存放的对象的个数是不可知的），而Java 集合就像一种容器，可以动态地把多个对象的引用放入容器中。
（2）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 Collection 和 Map 两种体系

• （1）Collection接口：
  List接口：元素是有序，可重复的
  Set接口：元素是无序的，不可重复
  (2)Map接口：具有映射关系“key-value对”的集合

  

2.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。
JDK不提供此接口的任何直接实现，而是提供更具体的子接口(如：Set和List)实现。
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
Colletion接口中的方法：

public class CollectionTest {    @Test       public void test1(){           Collection c=new ArrayList();           c.add(10);//添加一个元素           c.add("ee");           Collection d=new ArrayList();           d.add(new Person("aa",18));           d.add(new Person("bb",20));           c.addAll(d);//           Collection e=new ArrayList();           e.add("tt");           e.add(20);           System.out.println(c);           System.out.println(c.size());//           System.out.println(d.equals(e));//           Iterator iterator=c.iterator();//用迭代器遍历           while(iterator.hasNext()){               System.out.println(iterator.next());           }           System.out.println(c.isEmpty());//           Object[] o=c.toArray();           for(Object object:o){//增强for循环               System.out.println(object);           }       }}

3.使用 Iterator接口遍历集合元素

Iterator对象称为迭代器(设计模式的一种)，主要用于遍历 Collection 集合中的元素。
所有实现了Collection接口的集合类都有一个iterator()方法，用以返回一个实现了Iterator接口的对象。
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

4.List接口

Java中数组用来存储数据的局限性
List集合类中元素有序、且可重复，集合中的每个元素都有其对应的顺序索引。
List容器中的元素都对应一个整数型的序号记载其在容器中的位置，可以根据序号存取容器中的元素。
JDK API中List接口的实现类常用的有：ArrayList、LinkedList和Vector
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)booleanaddAll(int index, Collection eles)Object get(int index)intindexOf(Object obj)//出现第一个此元素的索引intlastIndexOf(Object obj)//最后出现此元素的索引Object remove(int index)Object set(int index, Object ele)List subList(intfromIndex, inttoIndex)

List的实现类之一：ArrayList
ArrayList是 List 接口的典型实现类
本质上，ArrayList是对象引用的一个变长数组
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 集合既不是 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
List的实现类之一：LinkedList(底层存储是链表)
对于频繁的插入或删除元素的操作，建议使用LinkedList类，效率较高
新增的方法：

void addFirst(Object obj)void addLast(Object obj) Object getFirst()Object getLast()Object removeFirst()Object removeLast()

List的实现类之一：Vector（很少使用）
Vector 是一个古老的集合，JDK1.0就有了。大多数操作与ArrayList相同，区别之处在于Vector是线程安全的，Vector比ArrayList慢
ListIterator接口和Iterator接口：
ListIterator和Iterator都有hasNext()和next()方法，可以实现顺序向后遍历。但是ListIterator有hasPrevious()和previous()方法，可以实现逆向（顺序向前）遍历。Iterator就不可以。
ListIterator可以定位当前的索引位置，nextIndex()和previousIndex()可以实现。Iterator 没有此功能。
ListIterator有add()方法，可以向List中插入对象，而Iterator不能。
都可实现删除对象，但是ListIterator可以实现对象的修改，set()方法可以实现。Iterator仅能遍历，不能修改。因为ListIterator的这些功能，可以实现对LinkedList等List数据结构的操作。
添加进List内的元素（对象）所在的类一定要重写equals方法，因为Collection和List方法中用到equals(例如比较是否有相同对象，索引的位置的比较等）

5.Set接口

Set接口是Collection的子接口，set接口没有提供额外的方法
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

Set接口实现类之一：HashSet

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
集合元素可以是 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。
HashSet集合判断两个元素相等的标准：两个对象通过 hashCode() 方法比较相等，并且两个对象的 equals() 方法返回值也相等。
当向Set中添加对象时，首先调用对象所在类中的hashCode方法得到哈希值。此哈希值决定了对象在Set中的存储位置，若此位置之前没有对象存储，则将对象存入此位置。若此位置已有对象存储，再通过对象所在类中的equals方法比较两个对象是否相同，若相同，后一个对象不能添加进Set。若不同，能存储（不建议，hashCode方法和equals方法应一致）
注意无序！！！=随机性 真正的无序性是指元素在底层存储的位置是不同的
hashCode方法
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。
对于存放在Set容器中的对象，对应的类一定要重写equals()和hashCode(Object obj)方法，以实现对象相等规则。
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

Set接口实现类之二：LinkedHashSet

LinkedHashSet是 HashSet的子类
LinkedHashSet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遍历得到的结果顺序是插入时的顺序
LinkedHashSet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。

Set接口实现类之三：TreeSet

因为只有相同类的两个实例才会比较大小，所以向 TreeSet中添加的应该是同一个类的对象
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)SortedSetsubSet(fromElement, toElement)SortedSetheadSet(toElement)SortedSettailSet(fromElement)

TreeSet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（comparable）
自然排序：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（接口） 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。
若按照compareTo方法返回0，虽然可能是两个对象的某个属性值相同，但程序会认为两个对象值相同，说明compareTo方法写的不好
例如：

public void TreeSet(){        TreeSet tr=new TreeSet();        tr.add(new Person("aa", 20));        tr.add(new Person("bb", 21));        tr.add(new Person("cc",22));        tr.add(new Person("cc",25));//能进去        tr.add(new Person("dd",22));//不能进去        System.out.println(tr);    }@Override //person类中重写的compareTo方法public int compareTo(Object o) {    if(o instanceof Person){        Person p=(Person)o;        return this.age-p.age；    }    return 0;}

可以写成：

@Overridepublic int compareTo(Object o) {    int i;    if(o instanceof Person){        Person p=(Person)o;      i= this.name.compareTo(p.name);      if(i==0){          return this.age.compareTo(p.age);      }else{          return i;      }    }     return 0;}

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
向 TreeSet中添加元素时，只有第一个元素无须比较compareTo()方法，后面添加的所有元素都会调用compareTo()方法进行比较。
因为只有相同类的两个实例才会比较大小，所以向 TreeSet中添加的应该是同一个类的对象
对于 TreeSet集合而言，它判断两个对象是否相等的唯一标准是：两个对象通过 compareTo(Object obj) 方法比较返回值
当需要把一个对象放入 TreeSet中，重写该对象对应的 equals() 方法时，应保证该方法与 compareTo(Object obj) 方法有一致的结果：如果两个对象通过 equals() 方法比较返回 true，则通过 compareTo(Object obj) 方法比较应返回 0
定制排序（comparator 接口）
TreeSet的自然排序是根据集合元素的大小，进行元素升序排列。如果需要定制排序，比如降序排列，可通过Comparator接口的帮助。需要重写compare(T o1,T o2)方法。
利用intcompare(T o1,T o2)方法，比较o1和o2的大小：如果方法返回正整数，则表示o1大于o2；如果返回0，表示相等；返回负整数，表示o1小于o2。
要实现定制排序，需要将实现Comparator接口的实例作为形参传递给TreeSet的构造器。
此时，仍然只能向TreeSet中添加类型相同的对象。否则发生ClassCastException异常。
使用定制排序判断两个元素相等的标准是：通过Comparator比较两个元素返回了0。

        Comparator com=new Comparator(){            @Override            public int compare(Object o1, Object o2) {                if(o1 instanceof Person && o2 instanceof Person){                    Person p1=(Person)o1;                    Person p2=(Person)o2;                    int i=p1.getAge()-p2.getAge();                    if(i==0){                        return p1.getName().compareTo(p2.getName());                    }else{                        return i;                    }                }                return 0;            }        };        TreeSet tr=new TreeSet(com);        tr.add(new Person("aa", 20));        tr.add(new Person("bb", 21));        tr.add(new Person("cc",22));        tr.add(new Person("cc",25));        tr.add(new Person("dd",22));        System.out.println(tr);

6.Map接口

Map与Collection并列存在。用于保存具有映射关系的数据:Key-Value
Map 中的 key 和 value 都可以是任何引用类型的数据
Map 中的 key 用Set来存放，不允许重复，即同一个 Map 对象所对应的类，须重写hashCode()和equals()方法。
常用String类作为Map的“键”。
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。
Map 常用方法
添加、删除操作：
Object put(Object key,Object value)
Object remove(Object key)
void putAll(Map t)
void clear()
元素查询的操作：
Object get(Object key)
booleancontainsKey(Object key)
booleancontainsValue(Object value)
intsize()
booleanisEmpty()
boolean equals(Object obj)
元视图操作的方法：（对Map进行遍历）
Set keySet()
Collection values()
Set entrySet()

@Test    public void MapTest(){        Map map=new HashMap();        map.put("A", 1);        map.put("B", 2);        map.put("V", 3);        map.put("E", 4);        //1.keySet遍历key集        Set set=map.keySet();        for(Object o:set){            System.out.println(o);        }        //2.values 遍历value集        Collection co=map.values();        Iterator iterator=co.iterator();        while(iterator.hasNext()){            System.out.println(iterator.next());        }        //3.entrySet 遍历key-value（entry）        Set set2=map.entrySet();        for(Object o:set2){            System.out.println(o);//两种打印：第一种            System.out.println(o+"--->>>"+map.get(o));//第二种        }    }

HashMap
Map接口的常用实现类：HashMap、TreeMap和Properties。
HashMap是 Map 接口使用频率最高的实现类。
允许使用null键和null值，与HashSet一样，不保证映射的顺序。
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。
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
与LinkedHashSet类似，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
TreeMap
TreeMap存储 Key-Value 对时，需要根据 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
TreeMap判断两个key相等的标准：两个key通过compareTo()方法或者compare()方法返回0。
若使用自定义类作为TreeMap的key，所属类需要重写equals()和hashCode()方法，且equals()方法返回true时，compareTo()方法应返回0。
HashTable
Hashtable是个古老的 Map 实现类，线程安全。
与HashMap不同，Hashtable不允许使用 null 作为 key 和 value
与HashMap一样，Hashtable也不能保证其中 Key-Value 对的顺序
Hashtable判断两个key相等、两个value相等的标准，与hashMap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
存取数据时，建议使用setProperty(String key,String value)方法和getProperty(String key)方法

7.Collections操作集合的工具类（Arrays操作数组的工具类）

Collections 是一个操作 Set、List 和 Map 等集合的工具类
Collections 中提供了一系列静态的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：（均为static方法）
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
void copy(List dest,Listsrc)：将src中的内容复制到dest中
List list1=Arrays.asList(new Object[list.size()]);
Collections.copy(list1,list);
booleanreplaceAll(List list，Object oldVal，Object newVal)：使用新值替换 List 对象的所有旧值
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