Java集合框架（List, Set, Map, Collections）

转载自http://blog.csdn.net/dajiahuooo/article/category/6199324

1.Java集合框架概述

Java集合框架关系如图，其中Collection和Map同样是集合的顶级。

 

2.List集合

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

常用实现类：ArrayList   LinkedList

遍历方式：for循环，Iterator

ArrayList 内部以数组的形式来保存集合中的元素，线程不安全；通常用for循环遍历。Vector线程安全，但Vector是个古老的类，存在很多缺点。

示例：

[java] view plain copy

 

1. public class ArrayLsitDemo {  
2.   
3.     /** 
4.      * @param args 
5.      */  
6.     public static void main(String[] args) {  
7.         ArrayList<String> arr = new ArrayList<String>();  
8.         //增  
9.         arr.add("菠萝");  
10.         arr.add("香蕉");  
11.         arr.add("李子");  
12.         print(arr);  
13.           
14.         //删  
15.         arr.remove(0);//根据索引删除，引用对象知识移除地址  
16.         print(arr);  
17.           
18.         //改  
19.         arr.set(1, "橙子");  
20.         print(arr);  
21.           
22.         //查  
23.         System.out.println(arr.get(0));  
24.           
25.   
26.     }  
27.     //遍历  
28.     public static void print(ArrayList<String> arr){  
29.         for(String str:arr){  
30.             System.out.print(str + " ");  
31.         }  
32.         System.out.println();  
33.     }  
34.   
35. }  

运行结果：

 

LinkedList可以根据索引来访问集合中的元素，此外还实现了Deque接口，所以也可以当成双端队列来使用，即可当“栈”（先进后出），也可以当作队（先进先出）；内部是以线性表和链表实现的，保证输入的顺序。通常用Iterator遍历。

示例：

[java] view plain copy

 

1. public class LinkedListDemo {  
2.   
3.     /** 
4.      * @param args 
5.      */  
6.     public static void main(String[] args) {  
7.         LinkedList<String> list = new LinkedList<String>();  
8.         list.add("哈哈");  
9.         list.add("呵呵");  
10.         list.add("嘿嘿");  
11.         print(list);  
12.           
13.         list.addFirst("嘻嘻");//链表可以在头或尾插入  
14.         print(list);  
15.         //将元素加入到对头  
16.         list.offerFirst("来来");  
17.         //将元素加入到队尾  
18.         list.offerLast("去去");  
19.         print(list);  
20.         //访问并不删除栈顶  
21.         System.out.println("访问并不删除栈顶----" +list.peekFirst());  
22.         print(list);  
23.         //访问并删除栈顶  
24.         System.out.println("访问并删除栈顶----" + list.poll());  
25.         print(list);  
26.   
27.     }  
28.       
29.     public static void print(List list){  
30.         Iterator iterator = list.iterator();  
31.         while(iterator.hasNext()){  
32.             System.out.print(iterator.next() + " ");  
33.         }  
34.         System.out.println();  
35.     }  
36.   
37. }  

运行结果：

 

注意：LinkedList在进行删除、插入操作时性能更优，而ArrayList在遍历的时候应能更优。

3.Set集合

Set集合不循序包含相同的元素。

常用实现类：HashSet  LinkedHashSet  TreeSet 

遍历方法：Iterator

HashSet通过equals() 和hashCode()方法来判断两个元素是否相等，不保证元素的输入顺序

示例：

[java] view plain copy

 

1. public class HashSetDemo {  
2.   
3.     /** 
4.      * @param args 
5.      */  
6.     public static void main(String[] args) {  
7.         HashSet<String> set = new HashSet<String>();  
8.         //增  
9.         set.add("小猫");  
10.         set.add("小狗");  
11.         set.add("小猪");  
12.         System.out.println(set.add("小猫"));//返回false，不能重复添加  
13.         print(set);  
14.           
15.         //添加自定义对象，需重写hashCode() 和equals()方法  
16.         HashSet<Dog> dogs = new HashSet<Dog>();  
17.         dogs.add(new Dog("ho",1));  
18.         dogs.add(new Dog("wo",3));  
19.         dogs.add(new Dog("1o",2));  
20.         System.out.println(dogs.add(new Dog("1o",2)));//无法添加相同对象  
21.         print(dogs);  
22.           
23.   
24.     }  
25.       
26.     public static void print(Set set){  
27.         Iterator i = set.iterator();  
28.         while(i.hasNext()){  
29.             System.out.print(i.next());  
30.             System.out.print("   ");  
31.         }  
32.         System.out.println();  
33.     }  
34.   
35. }  
36.   
37. class Dog{  
38.     private String name;  
39.     private int age;  
40.     public Dog(String name, int age) {  
41.         super();  
42.         this.name = name;  
43.         this.age = age;  
44.     }  
45.     @Override  
46.     public int hashCode() {  
47.         final int prime = 31;  
48.         int result = 1;  
49.         result = prime * result + age;  
50.         result = prime * result + ((name == null) ? 0 : name.hashCode());  
51.         return result;  
52.     }  
53.     @Override  
54.     public boolean equals(Object obj) {  
55.         if (this == obj)  
56.             return true;  
57.         if (obj == null)  
58.             return false;  
59.         if (getClass() != obj.getClass())  
60.             return false;  
61.         Dog other = (Dog) obj;  
62.         if (age != other.age)  
63.             return false;  
64.         if (name == null) {  
65.             if (other.name != null)  
66.                 return false;  
67.         } else if (!name.equals(other.name))  
68.             return false;  
69.         return true;  
70.     }  
71.     @Override  
72.     public String toString() {  
73.         return "Dog [name=" + name + ", age=" + age + "]";  
74.     }  
75.       
76.       
77. }  

运行结果：

 

LinkedSet  保证元素的输入顺序

示例：

[java] view plain copy

 

1. public class LinkedSetDemo {  
2.   
3.     public static void main(String[] args) {  
4.         LinkedHashSet<String> set = new LinkedHashSet<String>();  
5.         set.add("第一");  
6.         set.add("第二");  
7.         set.add("第三");  
8.         set.add("第四");  
9.         set.add("胜利");  
10.         Iterator<String> i = set.iterator();  
11.         while(i.hasNext()){  
12.             System.out.println(i.next());  
13.         }  
14.           
15.   
16.     }  
17.   
18. }  

运行结果：

TreeSet是通过自然排序或者自定义排序来保存元素的

自然排序

示例：

[java] view plain copy

 

1. public class TreeSetDemo {  
2.   
3.     public static void main(String[] args) {  
4.           
5.         //添加自定义元素，需重写compareTo方法  
6.         TreeSet<Man> man = new TreeSet<Man>();  
7.         man.add(new Man("小白", 14));  
8.         man.add(new Man("小白", 14));//同名同姓的表示同一个人  
9.         man.add(new Man("小白", 15));  
10.         man.add(new Man("小白", 16));  
11.         man.add(new Man("小白", 17));  
12.         print(man);  
13.           
14.   
15.     }  
16.       
17.     public static void print(Set set){  
18.         Iterator i = set.iterator();  
19.         while(i.hasNext()){  
20.         System.out.print(i.next());   
21.         System.out.print("  ");  
22.         }  
23.         System.out.println("打印完毕！");  
24.     }  
25.   
26. }  
27.   
28. class Man implements Comparable<Man>{  
29.     private String name;  
30.     private int age;  
31.       
32.     public Man(String name, int age) {  
33.         super();  
34.         this.name = name;  
35.         this.age = age;  
36.     }  
37.      
38.       
39.       
40.   
41.     @Override  
42.     public String toString() {  
43.         return "Man [name=" + name + ", age=" + age + "]";  
44.     }  
45.   
46.   
47.   
48.   
49.     @Override  
50.     public int hashCode() {  
51.         final int prime = 31;  
52.         int result = 1;  
53.         result = prime * result + age;  
54.         result = prime * result + ((name == null) ? 0 : name.hashCode());  
55.         return result;  
56.     }  
57.   
58.   
59.   
60.     @Override  
61.     public boolean equals(Object obj) {  
62.         if (this == obj)  
63.             return true;  
64.         if (obj == null)  
65.             return false;  
66.         if (getClass() != obj.getClass())  
67.             return false;  
68.         Man other = (Man) obj;  
69.         if (age != other.age)  
70.             return false;  
71.         if (name == null) {  
72.             if (other.name != null)  
73.                 return false;  
74.         } else if (!name.equals(other.name))  
75.             return false;  
76.         return true;  
77.     }  
78.   
79.   
80.   
81.     public int compareTo(Man o) {  
82.         if(this.age > o.age){  
83.             return 1;  
84.         }else if(this.age < o.age){  
85.             return -1;  
86.         }  
87.         return 0;  
88.     }  
89.       
90.       
91.       
92.       
93. }  

运行结果：

自定义排序

示例：

[java] view plain copy

 

1. public class TreeSetDemo {  
2.   
3.     public static void main(String[] args) {  
4.           
5.         //自定义比较器，传入匿名内部类 Comparator  
6.         TreeSet<Man> man = new TreeSet<Man>(new Comparator<Man>() {  
7.   
8.             public int compare(Man o1, Man o2) {  
9.                 if(o1.getAge()> o2.getAge()){  
10.                     return 1;  
11.                 }else if(o1.getAge() < o2.getAge()){  
12.                     return -1;  
13.                 }  
14.                 return 0;  
15.                   
16.             }  
17.   
18.         });  
19.         man.add(new Man("小白", 14));  
20.         man.add(new Man("小白", 14));//同名同姓的表示同一个人 
21.         man.add(new Man("小白", 15));  
22.         man.add(new Man("小白", 16));  
23.         man.add(new Man("小白", 17));  
24.         print(man);  
25.           
26.   
27.     }  
28.       
29.     public static void print(Set set){  
30.         Iterator i = set.iterator();  
31.         while(i.hasNext()){  
32.         System.out.print(i.next());   
33.         System.out.print("  ");  
34.         }  
35.         System.out.println("打印完毕！");  
36.     }  
37.   
38. }  
39.   
40. class Man {  
41.     private String name;  
42.     private int age;  
43.       
44.       
45.       
46.     public String getName() {  
47.         return name;  
48.     }  
49.   
50.   
51.   
52.   
53.     public void setName(String name) {  
54.         this.name = name;  
55.     }  
56.   
57.   
58.   
59.   
60.     public int getAge() {  
61.         return age;  
62.     }  
63.   
64.   
65.   
66.   
67.     public void setAge(int age) {  
68.         this.age = age;  
69.     }  
70.   
71.   
72.   
73.   
74.     public Man(String name, int age) {  
75.         super();  
76.         this.name = name;  
77.         this.age = age;  
78.     }  
79.      
80.       
81.       
82.   
83.     @Override  
84.     public String toString() {  
85.         return "Man [name=" + name + ", age=" + age + "]";  
86.     }  
87.   
88.   
89.   
90.   
91.     @Override  
92.     public int hashCode() {  
93.         final int prime = 31;  
94.         int result = 1;  
95.         result = prime * result + age;  
96.         result = prime * result + ((name == null) ? 0 : name.hashCode());  
97.         return result;  
98.     }  
99.   
100.   
101.   
102.     @Override  
103.     public boolean equals(Object obj) {  
104.         if (this == obj)  
105.             return true;  
106.         if (obj == null)  
107.             return false;  
108.         if (getClass() != obj.getClass())  
109.             return false;  
110.         Man other = (Man) obj;  
111.         if (age != other.age)  
112.             return false;  
113.         if (name == null) {  
114.             if (other.name != null)  
115.                 return false;  
116.         } else if (!name.equals(other.name))  
117.             return false;  
118.         return true;  
119.     }  
120.   
121.   
122.   
123.       
124.       
125.       
126. }  

运行结果：

4.Map集合

Map是用于保存具有映射关系的数据，有两组值，一组值是用来保存Map里的Key，另外一组值是用来保存Map里的value。key不允许重复。

常用实现类：HashMap  LinkedHashMap  TreeMap

遍历方法有两种：keySet()  entrySet()

1）HashMap线程不安全，允许null作为key，HashTable线程安全，但是古老少用，不允许null作为key。

示例：

[java] view plain copy

 

1. public class HashMapDemo {  
2.   
3.     /** 
4.      * @param args 
5.      */  
6.     public static void main(String[] args) {  
7.         HashMap<Integer, String> map = new HashMap<Integer,String>();  
8.         map.put(12, "吃饭");  
9.         map.put(14, "睡觉");  
10.         map.put(13, "打豆豆");  
11.           
12.         //第一种遍历方式keySet()  
13.         Set<Integer> keySet = map.keySet();  
14.         Iterator<Integer> i = keySet.iterator();  
15.         while(i.hasNext()){  
16.             Integer key = i.next();  
17.             System.out.println("键是：" + key + "值是：" + map.get(key));  
18.         }  
19.           
20.         System.out.println("*******************************");  
21.           
22.         //第二种遍历方式entrySet()  
23.         Set<Entry<Integer,String>> entrySet = map.entrySet();  
24.         Iterator<Entry<Integer, String>> iterator = entrySet.iterator();  
25.         while(iterator.hasNext()){  
26.             Entry<Integer, String> next = iterator.next();  
27.             System.out.println("键是：" + next.getKey() + "值是：" + next.getValue());  
28.         }  
29.   
30.     }  
31.   
32. }  

运行结果：

2）LinkedHashMap

LinkedHashMap也是使用双向链表来维护key-value，保证迭代顺序与key-value对的插入顺序一直。

示例：

[java] view plain copy

 

1. public class LinkedHashMapDemo {  
2.   
3.     /** 
4.      * @param args 
5.      */  
6.     public static void main(String[] args) {  
7.         LinkedHashMap<Integer, String> map = new LinkedHashMap<Integer,String>();  
8.         map.put(12, "吃饭");  
9.         map.put(14, "睡觉");  
10.         map.put(13, "打豆豆");  
11.         map.put(11, "刷牙");  
12.         map.put(15, "上厕所");  
13.           
14.           
15.         //第一种遍历方式keySet()  
16.         Set<Integer> keySet = map.keySet();  
17.         Iterator<Integer> i = keySet.iterator();  
18.         while(i.hasNext()){  
19.             Integer key = i.next();  
20.             System.out.println("键是：" + key + "值是：" + map.get(key));  
21.         }  
22.           
23.           
24.   
25.     }  
26.   
27. }  

运行结果：

3）TreeMap

     与TreeSet同理，是红黑树结构存储，自然排序，key需要继承Comparable接口，自定义排序，则需传入Comparator对象。

示例：

[java] view plain copy

 

1. public class TreeMapDemo {  
2.   
3.     public static void main(String[] args) {  
4.         //String类已经继承Comparabe接口  
5.         TreeMap<String, String> map = new TreeMap<String, String>();  
6.         map.put("a", "aaaa");  
7.         map.put("c", "cccc");  
8.         map.put("d", "dddd");  
9.         map.put("f", "ffff");  
10.         map.put("q", "qqqq");  
11.           
12.         Set<String> keySet = map.keySet();  
13.         Iterator<String> i = keySet.iterator();  
14.         while(i.hasNext()){  
15.             String key = i.next();  
16.             System.out.println("键是：" + key + "值是：" + map.get(key));  
17.         }  
18.   
19.     }  
20.   
21. }  

运行结果：

5.collections工具类

该工具类提供了大量的方法对集合元素进行增删改查等操作。还提供了将集合对象设置为不可变、对集合对象实现同步控制等方法。

1）排序操作

示例：

[java] view plain copy

 

1. public class Demo10 {  
2.     public static void main(String[] args) {  
3.         List list = new ArrayList<Integer>();  
4.         list.add(4);  
5.         list.add(3);  
6.         list.add(12);  
7.         list.add(-9);  
8.           
9.         //对list随机排序  
10.         Collections.shuffle(list);  
11.         print(list);  
12.         //自然排序  
13.         Collections.sort(list);  
14.         print(list);  
15.           
16.   
17.     }  
18.     public static void print(List<Integer> arr){  
19.         for(Integer str:arr){  
20.             System.out.print(str + " ");  
21.         }  
22.         System.out.println();  
23.     }  
24.   
25. }  

运行结果：

2）查找替换操作

示例：

[java] view plain copy

 

1. public class Demo10 {  
2.     public static void main(String[] args) {  
3.         List list = new ArrayList<Integer>();  
4.         list.add(4);  
5.         list.add(3);  
6.         list.add(12);  
7.         list.add(-9);  
8.           
9.         //自然排序  
10.         Collections.sort(list);  
11.         print(list);  
12.           
13.         //查找、替换  
14.         System.out.println("最大元素是：" + Collections.max(list));  
15.         System.out.println("4的索引是：" + Collections.binarySearch(list, 4));  
16.         System.out.println("替换所有的元素：" );  
17.         Collections.fill(list, 1);  
18.         print(list);  
19.           
20.           
21.   
22.     }  
23.     public static void print(List<Integer> arr){  
24.         for(Integer str:arr){  
25.             System.out.print(str + " ");  
26.         }  
27.         System.out.println();  
28.     }  
29.   
30. }  

运行结果：

3）同步操作

示例：

[java] view plain copy

 

1. public static void main(String[] args) {  
2.         Collection collection = Collections.synchronizedCollection(new ArrayList());  
3.         List list = Collections.synchronizedList(new ArrayList());  
4.         Map map = Collections.synchronizedMap(new HashMap());  
5.         Set set = Collections.synchronizedSet(new HashSet());  
6.   
7.     }  

4）设置不可变操作

示例：

[java] view plain copy

 

1. public static void main(String[] args) {  
2.         List list = new ArrayList<Integer>();  
3.         list.add(4);  
4.         list.add(3);  
5.         list.add(12);  
6.         list.add(-9);  
7.         List unmodifiableList = Collections.unmodifiableList(list);  
8.         System.out.println(unmodifiableList.add(2));  
9.   
10.     }  

运行结果：

发生异常