一、集合概述

當我們在使用JAVA進行編程開發時，經常會遇到一些需要集中存放的多個數據，這時我們可以選擇“數組”或者“集合”，關于數組的知識可以參考上一篇文章，今天我們主要講集合的使用。

集合和數組既然都是容器，它們有什么區別呢？

1、數組長度固定，集合長度可變。

數組是靜態的，一個數組實例具有固定的大小，一旦創建了就無法改變容量了，而且生命周期也是不能改變的，還有數組也會做邊界檢查，如果發現有越界現象，會報RuntimeException異常錯誤，當然檢查邊界會以效率為代價。而集合的長度是可變的，可以動態擴展容量，可以根據需要動態改變大小。

2、數組中只能是同一類型的元素且可以存儲基本數據類型和對象。集合不能存放基本數據類型，只能存對象，類型可以不一致。

3、集合以類的形式存在，具有封裝、繼承、多態等類的特性，通過簡單的方法和屬性即可實現各種復雜操作，大大提高了軟件的開發效率

下面有一張集合家族圖：

由上面的圖片可以看出：Java的集合類主要由兩個接口派生而出：Collection和Map，Collection和Map是Java集合框架的根接口。

下面我們一步一步來介紹集合家族的成員。

二、Collection接口

Collection 接口是Set,List,Queue接口的父接口，該接口定義的方法可以也可用于操作子接口集合，具體方法見下圖

Collection的使用：

1、增加和移除元素

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
/** * Collection的簡單使用 */
public class Test {  
  public static void main(String[] args) {          
    Collection collection=new ArrayList();         
    //添加元素          
    collection.add("str1");          
    //雖然集合里不能放基本類型的數劇，但是jdk支持自動裝箱          
    collection.add(4);          
    System.out.println("collection的長度："+collection.size());         
    //刪除指定元素          
    collection.remove(4);         
    System.out.println("collection的長度："+collection.size());          
    //判斷集合是否包含指定字符串          
    System.out.println("判斷集合是否包含字符串："+collection.contains("str1"));          
    collection.add("測試collection");          
    System.out.println("collection："+collection);  }
}
運行結果：collection的長度：2collection的長度：1判斷集合是否包含字符串：falsecollection：[str1, 測試collection]

add()方法向Collection中增加元素，如果Collection結構改變了，作為add()方法的結果，將返回true。

如果一個Set的實例中已經存在了這個元素，那么不會重復增加，這個Set實例的結構也不會發生變化。

如果在一個List上調用這個方法，而這個List已經存在了這個元素，那么這個List將有兩個這個元素。

remove()方法移除一個元素。如果Collection中存在這個元素并且被移除了，這個方法將返回true。如果元素不存在，將返回false。

2、檢測一個Collection是否包含一個確定的元素

Collection接口提供contains()和containsAll()兩個方法來檢查一個Collection是否包含一個或多個元素。

3、迭代一個Collection

Collection collection = new HashSet();
//... add elements to the collection
Iterator iterator = collection.iterator();
while(iterator.hasNext()){    
  Object object = iterator.next();    
  //do something to object;
}

或者使用for循環

Collection collection = new HashSet();//... add elements to the collection
for(Object object : collection) {  
  //do something to object;
}

二、Iterator接口（迭代器）

Iterator主要遍歷Collection集合中的元素，用于遍歷單列集合，也有稱為迭代器。因為Collection中有iterator()方法，所以每一個子類集合對象都具備迭代器。迭代是快速取出集合中元素的一種方式。

子類集合中任意一個集合創建的對象可以使用iterator()方法獲取一個Iterator對象，這個對象就是該集合的迭代器。

常用方法：

boolean hasNext()：若被迭代的集合元素還沒有被遍歷，返回true.

Object next():返回集合的下一個元素.

void remove():刪除集合上一次next()方法返回的元素。(若集合中有多個相同的元素，都可以刪掉)

簡單使用：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Iterator;
?
public class text {
    public static void main(String[] args) {
        Collection<String> coll=new ArrayList<>();
        coll.add("rr");
        coll.add("c");
        coll.add("gf");
        coll.add("bb");
        //使用迭代器對集合進行遍歷
        Iterator<String> it=coll.iterator();
        while (it.hasNext()){
            String e=it.next();
            System.out.println(e);
        }
    }
}

三、List接口（有序可重復）

Collection子接口

List最大特點：List是有序的集合，集合中每個元素都有對應的順序序列。用的賊多。

List接口中常用子類：

ArrayList：底層的數據結構是數組，線程不安全，查詢速度快，默認大小10，自動擴充，每次擴充擴充前的一半。

LinkedList：底層的數據結構是鏈表，增刪速度快。取出List集合中元素的方式：

Vector: 底層的數據結構就是數組，與ArrayList相同，不同點：線程安全，默認大小10，每次擴充1倍，Vector無論查詢和增刪都巨慢。

(1)LinkedList<E>泛型類（鏈表）

概念：鏈表是由若干個被稱為結點的對象組成的一種數據結構。

單鏈表：每個結點含有一個數據和下一個結點的引用。

雙鏈表：每個結點含有一個數據和上一個結點和下一個結點的引用。

使用LinkedList類創建鏈表對象：(E必須是具體類型)

例： LinkedList<String>myList = new LinkedList<String>();

或：List<Striing> list = new LinkedList<String>();

常用方法：

常用方法的簡單使用：

1、add()方法：添加元素

public static void main(String[] args) {
    // 創建集合對象
    List<String> arrayList = new ArrayList<String>();
    // 往集合的指定位置上添加給定的元素
    arrayList.add(0, "a");
    arrayList.add(1, "b");
    arrayList.add(2, "c");
   // 或者在最后添加元素
    arrayList.add("d");
?
    // 遍歷集合，查看結果
    // 獲取迭代器對象
    Iterator<String> ite = arrayList.iterator();
    // 輸出
    while (ite.hasNext()) {
      System.out.println(ite.next());
 }   }
 輸出結果：a
b
c
d

2、addAll()方法：連接多個集合

// 創建集合對象
    List<String> arrayList = new ArrayList<String>();
    // 往集合的指定位置上添加給定的元素
    arrayList.add(0, "a");
    arrayList.add(1, "b");
    arrayList.add(2, "c");
    List<String> list1 = new ArrayList<String>();
    // 往集合的指定位置上添加給定的元素
    list1.add(0, "e");
    list1.add(1, "r");
    list1.add(2, "e");
    arrayList.addAll(list1);
    //輸出后arrayList為{"a","b","c","e","r","e"}

3、get()方法：獲取元素

// 創建集合對象
    List<String> arrayList = new ArrayList<String>();
    // 往集合的指定位置上添加給定的元素
    arrayList.add(0, "a");
    arrayList.add(1, "b");
    arrayList.add(2, "c");
?
    // 或者在最后添加元素
    arrayList.add("d");
    System.out.println(arrayList.get(0));//輸出a
    System.out.println(arrayList.get(1));//輸出b
    System.out.println(arrayList.get(2));//輸出c

4、remove()方法：移除元素

// 創建集合對象
    List<String> arrayList = new ArrayList<String>();
    // 往集合的指定位置上添加給定的元素
    arrayList.add(0, "a");
    arrayList.add(1, "b");
    arrayList.add(2, "c");
    // 或者在最后添加元素
    arrayList.add("d");
    //刪除第一個元素
    arrayList.remove(0);
    System.out.println(arrayList.get(0));//輸出b
    System.out.println(arrayList.get(1));//輸出c
    System.out.println(arrayList.get(2));//輸出d

注意：移除一個元素以后，在被移除元素的后面的每個元素索引減1

5、set()方法：替換元素

// 創建集合對象
    List<String> arrayList = new ArrayList<String>();
    // 往集合的指定位置上添加給定的元素
    arrayList.add(0, "a");
    arrayList.add(1, "b");
    arrayList.add(2, "c");
    // 或者在最后添加元素
    arrayList.add("d");
    //第一個元素設置為acd
    arrayList.set(0, "acd");
    System.out.println(arrayList.get(0));//輸出acd
    System.out.println(arrayList.get(1));//輸出b
    System.out.println(arrayList.get(2));//輸出c

List的幾種遍歷方式

// 創建集合對象
    List<String> arrayList = new ArrayList<String>();
    // 往集合的指定位置上添加給定的元素
    arrayList.add(0, "a");
    arrayList.add(1, "b");
    arrayList.add(2, "c");
    arrayList.add("d");
    // 第一種遍歷方式
    for (int i = 0; i < arrayList.size(); i++) {
      System.out.println(arrayList.get(i));
    }
    // 第二種遍歷方式
    for (String arr : arrayList) {
      System.out.println(arr);
    }
    // 第三種遍歷
    Iterator<String> iter = arrayList.iterator();
    while (iter.hasNext()) {
      String s = (String) iter.next();
      System.out.println(s);
    }

四、 Set接口（無序，元素不可重復）

Collection的接口，Set無法記住添加的順序，不允許包含重復的元素。

常用子類：

HashSet：散列存放無序，每次重新散列，哈希表

TreeSet：排序，紅黑樹，

LinkedHashSet：有序存放，帶鏈表的哈希表

(1)HashSet類（哈希表）

特性：

不保證順序
底層使用HashMap
默認大小16，加載因子0.75.（達到16*0.75就擴充）
滿了自動擴充1倍

負載因子越大，查詢速度越慢，負載因子越小，空間浪費越大。

HashSet集合保證元素唯一性：通過元素的hashCode方法，和equals方法完成的。

（1）HashSet元素的添加

當向HashSet集合中存入一個元素時，HashSet會調用該對象的hashCode()方法來得到該對象的hashCode值,判斷已經存儲在集合中的對象的hashCode值是否與添加的對象的hashCode值一致:若不一致:直接添加進去;若一致,再進行equals方法比較,equals方法如果返回true，表明對象已經添加進去了,就不會再添加新的對象了，否則添加進去;

如果我們重寫了equals方法,也要重寫hashCode方法,反之亦然;。

HashSet集合判斷兩個元素相等的標準是兩個對象通過equals方法比較相等，并且兩個對象的hashCode方法返回值也相等。如果需要某個類的對象保存到HashSet集合中，覆寫該類的equals()和hashCode()方法，應該盡量保證兩個對象通過equals比較返回true時,他們的hashCode返回也相等。往HashSet集合里面存入數據，要先后調用兩個方法：hashCode方法和equals方法！！！

(2)TreeSet<E>泛型類（樹集）

TreeSet<E>創建的對象稱為樹集。用于對Set集合進行元素的指定順序排序，排序需要依據元素自身具備的比較性

儲存方式：樹集采用樹結構儲存數據，樹結點中的數據會按存放數據的，“大小”順序一層一層的依次排列，同層中從左往右按小到大的順序遞增排列，下一層的都比上一層的小。

(3) Collections類操作集合

排序方式：自然排序。Collections類會調用元素的sort()方法來比較元素之間的大小關系，如果想實現兩個對象之間比較大小，此時需要排序元素的類必須實現Compareble接口,并覆寫其int compareTo(Object o)方法。

重點：

TreeSet集合排序有兩種方式：Comparable和Comparator區別：

1：讓元素自身具備比較性，需要元素對象實現Comparable接口，覆蓋compareTo方法。

2：讓集合自身具備比較性，需要定義一個實現了Comparator接口的比較器，并覆蓋compare方法，并將該類對象作為實際參數傳遞給TreeSet集合的構造方法。

第二種方式較為靈活，該方法用于比較對象,a和b是實現了Comparable接口類創建的兩個對象，那么：

當a.compareTo(b)>0稱a大于b，

當a.compareTo(b)<0,稱a小于b，

當a.compareTo(b)=0;稱a等于b；

對于TreeSet集合而言,判斷兩個對象相等的標準是：compareTo()方法比較返回 0;

Set幾種遍歷方式：

public static void main(String[] args) {
    Set<String> s = new HashSet<String>();
    s.add("fff");
    s.add("jkl");
    s.add("eric");
    s.add("loc");
    s.add("hy");
    s.add("tes");
    System.out.println("第一種遍歷方式");
    Frist(s);
    System.out.println("第二種遍歷方式1");
    Second1(s);
    System.out.println("第一種遍歷方式2");
    Second2(s);
    System.out.println("第一種遍歷方式3");
    Second3(s);
?
  }
?
  private static void Second3(Set<String> s) {
    // 第三種情況：自己創建的數組大于集合元素的個數，這樣會把前幾個位置填充，剩下的返回null。
    String[] ss = new String[10];
    s.toArray(ss);
    for (int i = 0; i < ss.length; i++) {
      System.out.print(ss[i] + " ");
    }
  }
?
  private static void Second2(Set<String> s) {
    // 第二種情況：自己創建的數組大小正好等于集合的元素個數，這樣就不用創建新的數組，返回的和創建的是同一個數組。
    String[] ss = new String[6];
    s.toArray(ss);
    for (int i = 0; i < ss.length; i++) {
      System.out.print(ss[i] + " ");
    }
  }
?
  private static void Second1(Set<String> s) {
    // 第二種遍歷方式，含泛型的數組
    // 第一種情況，自己創建的數組大小<小于集合的元素個數，這種情況會在集合內部產生一個新的數組，將之返回
    String[] ss = new String[2];
    String[] i1 = s.toArray(ss);
    for (int i = 0; i < ss.length; i++) {
      System.out.print(ss[i] + "  ");
    }
    System.out.println("n" + Arrays.toString(i1));
  }
?
  private static void Frist(Set<String> s) {
    // 第一種遍歷方式：
    Object[] o = s.toArray();
    for (int i = 0; i < o.length; i++) {
      System.out.print(o[i] + " ");
    }
    System.out.println();
  }
?

五、Map集合（鍵值對）

Map接口存儲一組成對的鍵（key）-值（value）對象，key要求不允許重復，可無序，value允許重復，也可無序。HahMap是其最常用的實現類。用的賊多！

注意：

1). 數據添加到HashMap集合后，所有數據類型將轉換成Object類型，所有從其中獲取數據時需要進行強制類型轉換

2).HashMap不保證映射的順序，特別是不保證順序恒久不變。

常用方法：

常用方法總結

1、put();添加元素

Map<String, Object> map = new HashMap<String, Object>(); 
map.put("name", "小華"); 
map.put("sex", "女"); 
map.put("age", "30"); 
map.put("phone", "13322323322"); 
System.out.println(map);//輸出{phone=13322323322, sex=女, name=小華, age=30}

2、get();獲取元素

Map<String, Object> map = new HashMap<String, Object>(); 
map.put("name", "小華"); 
map.put("sex", "女"); 
map.put("age", "30"); 
map.put("phone", "13322323322"); 
System.out.println(map.get("name"));//輸出：小華

3、remove();刪除元素

Map<String, Object> map = new HashMap<String, Object>();
map.put("name", "小華");
map.put("sex", "女");
map.put("age", "30");
map.put("phone", "13322323322");
map.remove("age");//移除age元素
System.out.println(map);//輸出：{phone=13322323322, sex=女, name=小華}

Map的幾種遍歷方式

Map<String, Object> map = new HashMap<String, Object>();
    map.put("name", "小華");
    map.put("sex", "女");
    map.put("age", "30");
    map.put("phone", "13322323322");
    
    //第一種遍歷方式：在for循環中使用entries實現Map的遍歷
    for(Map.Entry<String, Object> entry : map.entrySet()){
        String mapKey = entry.getKey();
        Object mapValue = entry.getValue();
        System.out.println(mapKey+":"+mapValue);
    }
    
    //第二種遍歷方式：在for循環中遍歷key或者values，
    //一般適用于只需要map中的key或者value時使用，在性能上比使用entrySet較好
    //key
    for(String key : map.keySet()){
        System.out.println(key);
    }
    //value
    for(Object value : map.values()){
        System.out.println(value);
    }
    
    //第三種遍歷方式：通過Iterator遍歷
    Iterator<Entry<String, Object>> entries = map.entrySet().iterator();
    while(entries.hasNext()){
        Entry<String, Object> entry = entries.next();
        String key = entry.getKey();
        Object value = entry.getValue();
        System.out.println(key+":"+value);
    }
    
    //第四種遍歷方式：通過鍵找值遍歷，這種方式的效率比較低，因為本身從鍵取值是耗時的操作
    for(String key : map.keySet()){
        Object value = map.get(key);
        System.out.println(key+":"+value);
    }

文末總結：

在實際開發中，我們常用的集合主要是List和Map兩種，這兩種幾乎可以說每天都在使用，所以說對List和Map的掌握非常重要。

另外我還準備了Java集合的視頻教程供各位小伙伴們學習：