Java 集合详解
1、集合的由来html
一般，咱们的程序须要根据程序运行时才知道建立多少个对象。但若非程序运行，程序开发阶段，咱们根本不知道到底须要多少个数量的对象，甚至不知道它的准确类型。为了知足这些常规的编程须要，咱们要求能在任什么时候候，任何地点建立任意数量的对象，而这些对象用什么来容纳呢？咱们首先想到了数组，可是数组只能放统一类型的数据，并且其长度是固定的，那怎么办呢？集合便应运而生了！java
为了对集合有个更加深刻的了解，能够看个人这一篇文章：用 Java 数组来实现 ArrayList 集合 http://www.cnblogs.com/ysocean/p/6812674.html算法
2、集合是什么？编程
Java集合类存放于 java.util 包中，是一个用来存放对象的容器。数组
注意：①、集合只能存放对象。好比你存一个 int 型数据 1放入集合中，其实它是自动转换成 Integer 类后存入的，Java中每一种基本类型都有对应的引用类型。安全
②、集合存放的是多个对象的引用，对象自己仍是放在堆内存中。数据结构
③、集合能够存放不一样类型，不限数量的数据类型。框架
3、Java 集合框架图ide
此图来源于：http://blog.csdn.net/u010887744/article/details/50575735性能
大图能够点此访问：http://img.blog.csdn.net/20160124221843905
发现一个特色，上述全部的集合类，除了 map 系列的集合，即左边集合都实现了 Iterator 接口，这是一个用于遍历集合中元素的接口，主要hashNext(),next(),remove()三种方法。它的一个子接口 ListIterator 在它的基础上又添加了三种方法，分别是 add(),previous(),hasPrevious()。也就是说若是实现 Iterator 接口，那么在遍历集合中元素的时候，只能日后遍历，被遍历后的元素不会再被遍历到，一般无序集合实现的都是这个接口，好比HashSet；而那些元素有序的集合，实现的通常都是 LinkedIterator接口，实现这个接口的集合能够双向遍历，既能够经过next()访问下一个元素，又能够经过previous()访问前一个 元素，好比ArrayList。
还有一个特色就是抽象类的使用。若是要本身实现一个集合类，去实现那些抽象的接口会很是麻烦，工做量很大。这个时候就可使用抽象类，这些抽象类中给咱们提供了许多
现成的实现，咱们只须要根据本身的需求重写一些方法或者添加一些方法就能够实现本身须要的集合类，工做量大大下降。
4、集合详解
①、Iterator:迭代器，它是Java集合的顶层接口（不包括 map 系列的集合，Map接口 是 map 系列集合的顶层接口）
Object next()：返回迭代器刚越过的元素的引用，返回值是 Object，须要强制转换成本身须要的类型
boolean hasNext()：判断容器内是否还有可供访问的元素
void remove()：删除迭代器刚越过的元素
因此除了 map 系列的集合，咱们都能经过迭代器来对集合中的元素进行遍历。
注意：咱们能够在源码中追溯到集合的顶层接口，好比 Collection 接口，能够看到它继承的是类 Iterable
那这就得说明一下 Iterator 和 Iterable 的区别：
Iterable ：存在于 java.lang 包中。
咱们能够看到，里面封装了 Iterator 接口。因此只要实现了只要实现了Iterable接口的类，就可使用Iterator迭代器了。
Iterator ：存在于 java.util 包中。核心的方法next(),hasnext(),remove()。
这里咱们引用一个Iterator 的实现类 ArrayList 来看一下迭代器的使用：暂时先无论 List 集合是什么，只须要看看迭代器的用法就好了
1 //产生一个 List 集合，典型实现为 ArrayList。 2 List list = new ArrayList(); 3 //添加三个元素 4 list.add("Tom"); 5 list.add("Bob"); 6 list.add("Marry"); 7 //构造 List 的迭代器 8 Iterator it = list.iterator(); 9 //经过迭代器遍历元素 10 while(it.hasNext()){ 11 Object obj = it.next(); 12 System.out.println(obj); 13 }
②、Collection:List 接口和 Set 接口的父接口
1 //咱们这里将 ArrayList集合做为 Collection 的实现类 2 Collection collection = new ArrayList(); 3 4 //添加元素 5 collection.add("Tom"); 6 collection.add("Bob"); 7 8 //删除指定元素 9 collection.remove("Tom"); 10 11 //删除全部元素 12 Collection c = new ArrayList(); 13 c.add("Bob"); 14 collection.removeAll(c); 15 16 //检测是否存在某个元素 17 collection.contains("Tom"); 18 19 //判断是否为空 20 collection.isEmpty(); 21 22 //利用加强for循环遍历集合 23 for(Object obj : collection){ 24 System.out.println(obj); 25 } 26 //利用迭代器 Iterator 27 Iterator iterator = collection.iterator(); 28 while(iterator.hasNext()){ 29 Object obj = iterator.next(); 30 System.out.println(obj); 31 }
③、List :有序，能够重复的集合。
因为 List 接口是继承于 Collection 接口，因此基本的方法如上所示。
一、List 接口的三个典型实现：
①、List list1 = new ArrayList();
底层数据结构是数组，查询快，增删慢;线程不安全，效率高
②、List list2 = new Vector();
底层数据结构是数组，查询快，增删慢;线程安全，效率低,几乎已经淘汰了这个集合
③、List list3 = new LinkedList();
底层数据结构是链表，查询慢，增删快;线程不安全，效率高
怎么记呢？咱们能够想象：
数组就像身上编了号站成一排的人，要找第10我的很容易，根据人身上的编号很快就能找到。但插入、删除慢，要望某个位置插入或删除一我的时，后面的人身上的编号都要变。固然，加入或删除的人始终末尾的也快。
链表就像手牵着手站成一圈的人，要找第10我的不容易，必须从第一我的一个个数过去。但插入、删除快。插入时只要解开两我的的手，并从新牵上新加进来的人的手就能够。删除同样的道理。
二、除此以外，List 接口遍历还可使用普通 for 循环进行遍历，指定位置添加元素，替换元素等等。
1 //产生一个 List 集合，典型实现为 ArrayList 2 List list = new ArrayList(); 3 //添加三个元素 4 list.add("Tom"); 5 list.add("Bob"); 6 list.add("Marry"); 7 //构造 List 的迭代器 8 Iterator it = list.iterator(); 9 //经过迭代器遍历元素 10 while(it.hasNext()){ 11 Object obj = it.next(); 12 //System.out.println(obj); 13 } 14 15 //在指定地方添加元素 16 list.add(2, 0); 17 18 //在指定地方替换元素 19 list.set(2, 1); 20 21 //得到指定对象的索引 22 int i=list.indexOf(1); 23 System.out.println("索引为："+i); 24 25 //遍历：普通for循环 26 for(int j=0;j<list.size();j++){ 27 System.out.println(list.get(j)); 28 }
④、Set：典型实现 HashSet()是一个无序，不可重复的集合
一、Set hashSet = new HashSet();
①、HashSet:不能保证元素的顺序；不可重复；不是线程安全的；集合元素能够为 NULL;
②、其底层实际上是一个数组，存在的意义是加快查询速度。咱们知道在通常的数组中，元素在数组中的索引位置是随机的，元素的取值和元素的位置之间不存在肯定的关系，所以，在数组中查找特定的值时，须要把查找值和一系列的元素进行比较，此时的查询效率依赖于查找过程当中比较的次数。而 HashSet 集合底层数组的索引和值有一个肯定的关系：index=hash(value),那么只须要调用这个公式，就能快速的找到元素或者索引。
Set treeSet = new TreeSet();
treeSet.add(1); //添加一个 Integer 类型的数据
treeSet.add("a"); //添加一个 String 类型的数据
System.out.println(treeSet); //会报类型转换异常的错误
* 自动排序：添加自定义对象的时候，必需要实现 Comparable 接口，并要覆盖 compareTo(Object obj) 方法来自定义比较规则
若是 this > obj,返回正数 1
若是 this < obj,返回负数 -1
若是 this = obj,返回 0 ，则认为这两个对象相等
public class TreeSetTest {
public static void main(String[] args) {
Person p1 = new Person(1);
Person p2 = new Person(2);
Person p3 = new Person(3);
Set<Person> set = new TreeSet<>(new Person());
set.add(p1);
set.add(p2);
set.add(p3);
System.out.println(set); //结果为[1, 2, 3]
}
}
class Person implements Comparator<Person>{
public int age;
public Person(){}
public Person(int age){
this.age = age;
}
@Override
/***
* 根据年龄大小进行排序
*/
public int compare(Person o1, Person o2) {
// TODO Auto-generated method stub
if(o1.age > o2.age){
return 1;
}else if(o1.age < o2.age){
return -1;
}else{
return 0;
}
}
@Override
public String toString() {
// TODO Auto-generated method stub
return ""+this.age;
}
}
⑤、Map：key-value 的键值对，key 不容许重复，value 能够
一、严格来讲 Map 并非一个集合，而是两个集合之间 的映射关系。
二、这两个集合没每一条数据经过映射关系，咱们能够当作是一条数据。即 Entry(key,value）。Map 能够当作是由多个 Entry 组成。
三、由于 Map 集合即没有实现于 Collection 接口，也没有实现 Iterable 接口，因此不能对 Map 集合进行 for-each 遍历。
Map<String,Object> hashMap = new HashMap<>();
//添加元素到 Map 中
hashMap.put("key1", "value1");
hashMap.put("key2", "value2");
hashMap.put("key3", "value3");
hashMap.put("key4", "value4");
hashMap.put("key5", "value5");
//删除 Map 中的元素,经过 key 的值
hashMap.remove("key1");
//经过 get(key) 获得 Map 中的value
Object str1 = hashMap.get("key1");
//能够经过 添加 方法来修改 Map 中的元素
hashMap.put("key2", "修改 key2 的 Value");
//经过 map.values() 方法获得 Map 中的 value 集合
Collection<Object> value = hashMap.values();
for(Object obj : value){
//System.out.println(obj);
}
//经过 map.keySet() 获得 Map 的key 的集合，而后 经过 get(key) 获得 Value
Set<String> set = hashMap.keySet();
for(String str : set){
Object obj = hashMap.get(str);
//System.out.println(str+"="+obj);
}
//经过 Map.entrySet() 获得 Map 的 Entry集合，而后遍历
Set<Map.Entry<String, Object>> entrys = hashMap.entrySet();
for(Map.Entry<String, Object> entry: entrys){
String key = entry.getKey();
Object value2 = entry.getValue();
System.out.println(key+"="+value2);
}
System.out.println(hashMap);
Map 的经常使用实现类：
⑥、Map 和 Set 集合的关系
一、都有几个类型的集合。HashMap 和 HashSet ，都采 哈希表算法；TreeMap 和 TreeSet 都采用 红-黑树算法；LinkedHashMap 和 LinkedHashSet 都采用 哈希表算法和红-黑树算法。
二、分析 Set 的底层源码，咱们能够看到，Set 集合 就是 由 Map 集合的 Key 组成。