一、集合概述

当我们在使用JAVA进行编程开发时，经常会遇到一些需要集中存放的多个数据，这时我们可以选择“数组”或者“集合”，关于数组的知识可以参考上一篇文章，今天我们主要讲集合的使用。

集合和数组既然都是容器，它们有什么区别呢？

1、数组长度固定，集合长度可变。

数组是静态的，一个数组实例具有固定的大小，一旦创建了就无法改变容量了，而且生命周期也是不能改变的，还有数组也会做边界检查，如果发现有越界现象，会报RuntimeException异常错误，当然检查边界会以效率为代价。而集合的长度是可变的，可以动态扩展容量，可以根据需要动态改变大小。

2、数组中只能是同一类型的元素且可以存储基本数据类型和对象。集合不能存放基本数据类型，只能存对象，类型可以不一致。

3、集合以类的形式存在，具有封装、继承、多态等类的特性，通过简单的方法和属性即可实现各种复杂操作，大大提高了软件的开发效率

下面有一张集合家族图：

 

由上面的图片可以看出：Java的集合类主要由两个接口派生而出：Collection和Map，Collection和Map是Java集合框架的根接口。

 

 

下面我们一步一步来介绍集合家族的成员。

二、Collection接口

Collection 接口是Set,List,Queue接口的父接口，该接口定义的方法可以也可用于操作子接口集合，具体方法见下图

 

Collection的使用：

1、增加和移除元素

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
/** * Collection的简单使用 */
public class Test {  
  public static void main(String[] args) {          
    Collection collection=new ArrayList();         
    //添加元素          
    collection.add("str1");          
    //虽然集合里不能放基本类型的数剧，但是jdk支持自动装箱          
    collection.add(4);          
    System.out.println("collection的长度："+collection.size());         
    //删除指定元素          
    collection.remove(4);         
    System.out.println("collection的长度："+collection.size());          
    //判断集合是否包含指定字符串          
    System.out.println("判断集合是否包含字符串："+collection.contains("str1"));          
    collection.add("测试collection");          
    System.out.println("collection："+collection);  }
}
运行结果：collection的长度：2collection的长度：1判断集合是否包含字符串：falsecollection：[str1, 测试collection]

add()方法向Collection中增加元素，如果Collection结构改变了，作为add()方法的结果，将返回true。

如果一个Set的实例中已经存在了这个元素，那么不会重复增加，这个Set实例的结构也不会发生变化。

如果在一个List上调用这个方法，而这个List已经存在了这个元素，那么这个List将有两个这个元素。

remove()方法移除一个元素。如果Collection中存在这个元素并且被移除了，这个方法将返回true。如果元素不存在，将返回false。

2、检测一个Collection是否包含一个确定的元素

Collection接口提供contains()和containsAll()两个方法来检查一个Collection是否包含一个或多个元素。

3、迭代一个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循环

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主要遍历Collection集合中的元素，用于遍历单列集合，也有称为迭代器。因为Collection中有iterator()方法，所以每一个子类集合对象都具备迭代器。迭代是快速取出集合中元素的一种方式。

子类集合中任意一个集合创建的对象可以使用iterator()方法获取一个Iterator对象，这个对象就是该集合的迭代器。

常用方法：

boolean hasNext()：若被迭代的集合元素还没有被遍历，返回true.

Object next():返回集合的下一个元素.

void remove():删除集合上一次next()方法返回的元素。(若集合中有多个相同的元素，都可以删掉)

简单使用：

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");
        //使用迭代器对集合进行遍历
        Iterator<String> it=coll.iterator();
        while (it.hasNext()){
            String e=it.next();
            System.out.println(e);
        }
    }
}

三、List接口（有序可重复）

Collection子接口

List最大特点：List是有序的集合，集合中每个元素都有对应的顺序序列。用的贼多。

List接口中常用子类：

ArrayList：底层的数据结构是数组，线程不安全，查询速度快，默认大小10，自动扩充，每次扩充扩充前的一半。

LinkedList：底层的数据结构是链表，增删速度快。取出List集合中元素的方式：

Vector: 底层的数据结构就是数组，与ArrayList相同，不同点：线程安全，默认大小10，每次扩充1倍，Vector无论查询和增删都巨慢。

(1)LinkedList<E>泛型类（链表）

概念：链表是由若干个被称为结点的对象组成的一种数据结构。

单链表：每个结点含有一个数据和下一个结点的引用。

双链表：每个结点含有一个数据和上一个结点和下一个结点的引用。

使用LinkedList类创建链表对象：(E必须是具体类型)

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

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

常用方法：

 

常用方法的简单使用：

1、add()方法：添加元素

public static void main(String[] args) {
    // 创建集合对象
    List<String> arrayList = new ArrayList<String>();
    // 往集合的指定位置上添加给定的元素
    arrayList.add(0, "a");
    arrayList.add(1, "b");
    arrayList.add(2, "c");
   // 或者在最后添加元素
    arrayList.add("d");
​
    // 遍历集合，查看结果
    // 获取迭代器对象
    Iterator<String> ite = arrayList.iterator();
    // 输出
    while (ite.hasNext()) {
      System.out.println(ite.next());
 }   }
 输出结果：a
b
c
d

2、addAll()方法：连接多个集合

// 创建集合对象
    List<String> arrayList = new ArrayList<String>();
    // 往集合的指定位置上添加给定的元素
    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给定的元素
    list1.add(0, "e");
    list1.add(1, "r");
    list1.add(2, "e");
    arrayList.addAll(list1);
    //输出后arrayList为{"a","b","c","e","r","e"}

3、get()方法：获取元素

// 创建集合对象
    List<String> arrayList = new ArrayList<String>();
    // 往集合的指定位置上添加给定的元素
    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));//输出a
    System.out.println(arrayList.get(1));//输出b
    System.out.println(arrayList.get(2));//输出c

4、remove()方法：移除元素

// 创建集合对象
    List<String> arrayList = new ArrayList<String>();
    // 往集合的指定位置上添加给定的元素
    arrayList.add(0, "a");
    arrayList.add(1, "b");
    arrayList.add(2, "c");
    // 或者在最后添加元素
    arrayList.add("d");
    //删除第一个元素
    arrayList.remove(0);
    System.out.println(arrayList.get(0));//输出b
    System.out.println(arrayList.get(1));//输出c
    System.out.println(arrayList.get(2));//输出d

注意：移除一个元素以后，在被移除元素的后面的每个元素索引减1

5、set()方法：替换元素

// 创建集合对象
    List<String> arrayList = new ArrayList<String>();
    // 往集合的指定位置上添加给定的元素
    arrayList.add(0, "a");
    arrayList.add(1, "b");
    arrayList.add(2, "c");
    // 或者在最后添加元素
    arrayList.add("d");
    //第一个元素设置为acd
    arrayList.set(0, "acd");
    System.out.println(arrayList.get(0));//输出acd
    System.out.println(arrayList.get(1));//输出b
    System.out.println(arrayList.get(2));//输出c

List的几种遍历方式

// 创建集合对象
    List<String> arrayList = new ArrayList<String>();
    // 往集合的指定位置上添加给定的元素
    arrayList.add(0, "a");
    arrayList.add(1, "b");
    arrayList.add(2, "c");
    arrayList.add("d");
    // 第一种遍历方式
    for (int i = 0; i < arrayList.size(); i++) {
      System.out.println(arrayList.get(i));
    }
    // 第二种遍历方式
    for (String arr : arrayList) {
      System.out.println(arr);
    }
    // 第三种遍历
    Iterator<String> iter = arrayList.iterator();
    while (iter.hasNext()) {
      String s = (String) iter.next();
      System.out.println(s);
    }

四、 Set接口（无序，元素不可重复）

Collection的接口，Set无法记住添加的顺序，不允许包含重复的元素。

常用子类：

HashSet：散列存放无序，每次重新散列，哈希表

TreeSet：排序，红黑树，

LinkedHashSet：有序存放，带链表的哈希表

(1)HashSet类（哈希表）

特性：

1. 不保证顺序
2. 底层使用HashMap
3. 默认大小16，加载因子0.75.（达到16*0.75就扩充）
4. 满了自动扩充1倍

负载因子越大，查询速度越慢，负载因子越小，空间浪费越大。

HashSet集合保证元素唯一性：通过元素的hashCode方法，和equals方法完成的。

（1）HashSet元素的添加

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,判断已经存储在集合中的对象的hashCode值是否与添加的对象的hashCode值一致:若不一致:直接添加进去;若一致,再进行equals方法比较,equals方法如果返回true，表明对象已经添加进去了,就不会再添加新的对象了，否则添加进去;

如果我们重写了equals方法,也要重写hashCode方法,反之亦然;。

HashSet集合判断两个元素相等的标准是两个对象通过equals方法比较相等，并且两个对象的hashCode方法返回值也相等。如果需要某个类的对象保存到HashSet集合中，覆写该类的equals()和hashCode()方法，应该尽量保证两个对象通过equals比较返回true时,他们的hashCode返回也相等。往HashSet集合里面存入数据，要先后调用两个方法：hashCode方法和equals方法！！！

(2)TreeSet<E>泛型类（树集）

TreeSet<E>创建的对象称为树集。用于对Set集合进行元素的指定顺序排序，排序需要依据元素自身具备的比较性

储存方式：树集采用树结构储存数据，树结点中的数据会按存放数据的，“大小”顺序一层一层的依次排列，同层中从左往右按小到大的顺序递增排列，下一层的都比上一层的小。

(3) Collections类操作集合

排序方式：自然排序。Collections类会调用元素的sort()方法来比较元素之间的大小关系，如果想实现两个对象之间比较大小，此时需要排序元素的类必须实现Compareble接口,并覆写其int compareTo(Object o)方法。

重点：

TreeSet集合排序有两种方式：Comparable和Comparator区别：

1：让元素自身具备比较性，需要元素对象实现Comparable接口，覆盖compareTo方法。

2：让集合自身具备比较性，需要定义一个实现了Comparator接口的比较器，并覆盖compare方法，并将该类对象作为实际参数传递给TreeSet集合的构造方法。

第二种方式较为灵活，该方法用于比较对象,a和b是实现了Comparable接口类创建的两个对象，那么：

当a.compareTo(b)>0称a大于b，

当a.compareTo(b)<0,称a小于b，

当a.compareTo(b)=0;称a等于b；

对于TreeSet集合而言,判断两个对象相等的标准是：compareTo()方法比较返回 0;

Set几种遍历方式：

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("第一种遍历方式");
    Frist(s);
    System.out.println("第二种遍历方式1");
    Second1(s);
    System.out.println("第一种遍历方式2");
    Second2(s);
    System.out.println("第一种遍历方式3");
    Second3(s);
​
  }
​
  private static void Second3(Set<String> s) {
    // 第三种情况：自己创建的数组大于集合元素的个数，这样会把前几个位置填充，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) {
    // 第二种情况：自己创建的数组大小正好等于集合的元素个数，这样就不用创建新的数组，返回的和创建的是同一个数组。
    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) {
    // 第二种遍历方式，含泛型的数组
    // 第一种情况，自己创建的数组大小<小于集合的元素个数，这种情况会在集合内部产生一个新的数组，将之返回
    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) {
    // 第一种遍历方式：
    Object[] o = s.toArray();
    for (int i = 0; i < o.length; i++) {
      System.out.print(o[i] + " ");
    }
    System.out.println();
  }
​

五、Map集合（键值对）

Map接口存储一组成对的键（key）-值（value）对象，key要求不允许重复，可无序，value允许重复，也可无序。HahMap是其最常用的实现类。用的贼多！

注意：

1). 数据添加到HashMap集合后，所有数据类型将转换成Object类型，所有从其中获取数据时需要进行强制类型转换

2).HashMap不保证映射的顺序，特别是不保证顺序恒久不变。

常用方法：

 

常用方法总结

1、put();添加元素

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

2、get();获取元素

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

3、remove();删除元素

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

Map的几种遍历方式

Map<String, Object> map = new HashMap<String, Object>();
    map.put("name", "小华");
    map.put("sex", "女");
    map.put("age", "30");
    map.put("phone", "13322323322");
    
    //第一种遍历方式：在for循环中使用entries实现Map的遍历
    for(Map.Entry<String, Object> entry : map.entrySet()){
        String mapKey = entry.getKey();
        Object mapValue = entry.getValue();
        System.out.println(mapKey+":"+mapValue);
    }
    
    //第二种遍历方式：在for循环中遍历key或者values，
    //一般适用于只需要map中的key或者value时使用，在性能上比使用entrySet较好
    //key
    for(String key : map.keySet()){
        System.out.println(key);
    }
    //value
    for(Object value : map.values()){
        System.out.println(value);
    }
    
    //第三种遍历方式：通过Iterator遍历
    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);
    }
    
    //第四种遍历方式：通过键找值遍历，这种方式的效率比较低，因为本身从键取值是耗时的操作
    for(String key : map.keySet()){
        Object value = map.get(key);
        System.out.println(key+":"+value);
    }

文末总结：

在实际开发中，我们常用的集合主要是List和Map两种，这两种几乎可以说每天都在使用，所以说对List和Map的掌握非常重要。

另外我还准备了Java集合的视频教程供各位小伙伴们学习：

 

 

 

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