Java集合是什么

这篇文章主要介绍了Java集合是什么，具有一定借鉴价值，感兴趣的朋友可以参考下，希望大家阅读完这篇文章之后大有收获，下面让小编带着大家一起了解一下。

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Java集合

1.什么是集合

概念：集合是存放对象的容器，并定义了对多个对象进行操作的常用方法，可实现数组的功能。

和数组的区别：

• （1）数组长度固定，集合长度不固定；

• （2）数组可以存储基本类型和引用类型，集合只能存储引用类型。

位置：java.util.*;

2.Collection体系集合

3.Collection接口

Collection接口通过顶层设计定义了许多针对集合的操作，大致可以分为增、删、遍历、判断等几个方面的方法。

增

boolean add(E e) 确保此集合包含指定的元素（可选操作）。  
boolean addAll(Collection c) 将指定集合中的所有元素添加到这个集合（可选操作）。

删

void clear() 从这个集合中移除所有的元素（可选操作）。  
boolean remove(Object o) 从这个集合中移除指定元素的一个实例，如果它是存在的（可选操作）。  
boolean removeAll(Collection c) 删除此集合中包含的所有元素（可选操作）的所有元素（可选操作）。 
default boolean removeIf(Predicate filter) 删除满足给定谓词的这个集合的所有元素。  
boolean retainAll(Collection c) 仅保留包含在指定集合中的这个集合中的元素（可选操作）。

遍历

Iterator iterator() 返回此集合中的元素的迭代器。   
Object[] toArray() 返回包含此集合中所有元素的数组。  
 T[] toArray(T[] a) 返回包含此集合中所有元素的数组；返回数组的运行时类型是指定的数组的运行时类型。

判断

boolean contains(Object o) 返回 true如果集合包含指定元素。  
boolean containsAll(Collection c) 返回 true如果这个集合包含指定集合的所有元素。  
boolean isEmpty() 返回 true如果集合不包含任何元素。

其它

int size() 返回此集合中的元素的数目。  
boolean equals(Object o) 将指定的对象与此集合进行比较，以进行相等性。  
int hashCode() 返回此集合的哈希代码值。

4.Collection的使用

遍历常用的两种方法：forEach和Iterator

public class Demo1 {
    public static void main(String[] args) {
        Collection collection = new ArrayList();
        collection.add("苹果");
        collection.add("香蕉");
        collection.add("西瓜");
        //1.foreach
        for(Object object : collection) {
            System.out.println(object);
        }
        
        /**
         * 2.使用Iterator，其包含三个方法：
         * hasnext()：判断是否有下一个元素
         * next()：获取下一个元素
         * remove()：删除迭代器返回的最后一个元素
         */
        Iterator it = collection.iterator();
        while(it.hasNext()) {
            String object = (String)it.next();
//            collection.remove(object); 不能使用被遍历集合的删除方法，会报并发修改异常
            it.remove();
            System.out.println(object);
        }
        System.out.println(collection.size());
    }
}

5.List子接口

（1）基本情况

特点：有序、有下标、元素可以重复。

List在父接口Collection的基础上新增了许多方法。

增

void add(int index, E element) 在列表中指定的位置上插入指定的元素（可选操作）。  
boolean addAll(Collection c) 追加指定集合的所有元素到这个列表的末尾，按他们的指定集合的迭代器返回（可选操作）。

删

E remove(int index) 移除此列表中指定位置的元素（可选操作）。

遍历

ListIterator listIterator() 返回列表元素的列表迭代器（在适当的顺序）。  
ListIterator listIterator(int index) 在列表中的元素上返回列表迭代器（在适当的顺序），从列表中的指定位置开始。

其它

Object get(int index) 根据下标返回指定位置元素
int indexOf(Object o) 返回此列表中指定元素的第一个出现的索引，或-如果此列表不包含元素，或- 1。  
List subList(int fromIndex, int toIndex) 返回指定索引之间的集合元素
E set(int index, E element) 用指定元素替换此列表中指定位置的元素（可选操作）。  
default void sort(Comparator c) 分类列表使用提供的 Comparator比较元素。

（2）遍历

1.for、foreach、Collection提供的迭代器接口

public class Demo2 {
    public static void main(String[] args) {
        List list = new ArrayList();
        list.add("华为");
        list.add("苹果");
        list.add("小米");
        //1.for
        for(int i=0; i
2、使用ListIterator
//顺序遍历
ListIterator lit = list.listIterator();
while(lit.hasNext()) {
    System.out.println(lit.next());
}
//逆序遍历
while (lit.hasPrevious()) {
    System.out.println(lit.previous());
}
ListIterator常用方法
boolean hasNext()  返回 true如果列表迭代器具有更多的元素时，正向遍历列表。  
boolean hasPrevious() 返回 true如果列表迭代器具有更多的元素时，逆向遍历列表。  
E next() 返回列表中的下一个元素，并推进光标位置。  
E previous() 返回列表中的前一个元素，并向后移动光标位置。  
void remove() 从列表中删除最后一个元素是由 next()或 previous()返回（可选操作）。
6.List实现类
三种实现类
ArrayList【重点】
数组结构实现，查询快、增删慢；
运行效率快、线程不安全。
LinkedList
双向链表实现，增删快，查询慢。
Vector（很少使用）
数组结构实现；
运行效率慢、线程安全
重写equals()方法
当要删除List中的指定对象时，需要比较两个对象是否相同，如果要实现不根据同一引用删除属性相同的对象，此时需要在该对象类中重写equals方法，如下为经典的重写方法，记下来。
@Override
public boolean equals(Object obj) {
    //是否为同一对象
    if (this == obj) {
        return true;
    }
    //是否为空
    if (this == null) {
        return false;
    }
    //是否为同类对象
    if (obj instanceof Student) {
        Student s = (Student) obj;
        //比较属性是否相等
        if(this.name = s.name && this.age == s.age){
            return true;
        }
    }
    return false;
}
ArraysList源码解析
重要参数：
int size：元素数目；
Object[] elementData：保存元素的数组；
add()方法源码解析
public boolean add(E e) {
    modCount++;
    add(e, elementData, size);
    return true;
}
private void add(E e, Object[] elementData, int s) {
    //数组存放满了，扩容
    if (s == elementData.length)
        elementData = grow();
    elementData[s] = e;
    size = s + 1;
}

//扩容
private Object[] grow() {
    return grow(size + 1);
}
//将旧数组扩容
private Object[] grow(int minCapacity) {
    return elementData = Arrays.copyOf(elementData,
                                       newCapacity(minCapacity));
}
private int newCapacity(int minCapacity) {
    // overflow-conscious code
    int oldCapacity = elementData.length;
    int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
    if (newCapacity - minCapacity <= 0) {
        //数组为空
        if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA)
            return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
        if (minCapacity < 0) // overflow
            throw new OutOfMemoryError();
        return minCapacity;
    }
    return (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE <= 0)
        ? newCapacity
        : hugeCapacity(minCapacity);
}

private static int hugeCapacity(int minCapacity) {
    if (minCapacity < 0) // overflow
        throw new OutOfMemoryError();
    return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE)
        ? Integer.MAX_VALUE
        : MAX_ARRAY_SIZE;
}
LinkedList源码解析
相关参数：
int size：集合的大小
Node first：链表头节点
Node last：链表尾节点
add方法源码
public boolean add(E e) {
    linkLast(e);
    return true;
}
/**
  * Links e as last element.
  */
void linkLast(E e) {
    final Node l = last;
    final Node newNode = new Node<>(l, e, null);
    last = newNode;
    if (l == null)
        first = newNode;
    else
        l.next = newNode;
    size++;
    modCount++;
}
private static class Node {
    E item;
    Node next;
    Node prev;

    Node(Node prev, E element, Node next) {
        this.item = element;
        this.next = next;
        this.prev = prev;
    }
}
7.泛型
泛型概念
Java泛型的本质是参数化类型，把类型作为参数传递；
常见形式有泛型类、泛型接口、泛型方法；
语法：
 T称为类型占位符，表示一种引用类型；
好处：
（1）提高代码的重用性；
（2）防止类型转换异常，提高代码的安全性。
泛型类
1.定义泛型类及泛型的用途
/**
 * 泛型类
 * 语法：类名
 *     T 是类型占位符，表示一种引用类型，如果编写多个则使用逗号隔开
 * @param 
 */
public class MyGeneric {
    //使用泛型
    //1.创建变量
    T t;
    
    //2.泛型作为方法的参数
    public void show(T t) {
        System.out.println(t);
    }
    
    //3.泛型作为方法的返回值
    public T getT() {
        return t;
    }
}
2.使用泛型
注意：
（1）泛型只能使用引用类型；
（2）不同泛型类型对象之间不能相互赋值。
public class TestGeneric {
    public static void main(String[] args) {
        MyGeneric myGeneric = new MyGeneric<>();
        myGeneric.t = "苹果";
        myGeneric.show("吃苹果");

        MyGeneric myGeneric1 = new MyGeneric<>();
        myGeneric.t = "100";
        myGeneric.show("打100分");
    }
}
泛型接口
（1）定义泛型
/**
 * 泛型接口
 * 语法：接口名
 * 注意：不能使用泛型创建静态常量
 */
public interface MyInterface {
    String name = "apple";

    T server(T t);
}
（2）使用泛型
//1.写实现类时指定类型
public class MyInterfaceImpl implements MyInterface{
    @Override
    public String server(String s) {
        return s;
    }
}

//2.创建对象时再指定类型
public class MyInterfaceImpl1 implements MyInterface {
    @Override
    public T server(T t) {
        return t;
    }
}
public class TestGeneric {
    public static void main(String[] args) {
        MyInterfaceImpl1 myInterfaceImpl1 = new MyInterfaceImpl1<>();
        System.out.println(myInterfaceImpl1.server("apple1"));
    }
}
泛型方法
（1）定义
/**
 * 泛型方法
 * 语法： 返回值类型
 */
public class GenericMethod {
    //泛型方法, 泛型T可以作为方法的参数或返回值
    public  void show(T t) {
        System.out.println(t);
    }
}
（2）使用
在使用时传入具体类型的值。
public class TestGeneric {
    public static void main(String[] args) {
        GenericMethod genericMethod = new GenericMethod();
        genericMethod.show("apple");
        genericMethod.show(200);
        genericMethod.show(3.14);
    }
}
泛型集合
概念：参数化类型、类型安全的集合，强制集合元素的类型必须一致。
特点：
编译时即可检查，而非运行时抛出异常；
访问时，不必类型转换（拆箱）；
不同泛型之间引用不能相互赋值，泛型不存在多态。
public class TestGeneric {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList arrayList = new ArrayList();
        arrayList.add("apple");
        arrayList.add("banana");
        arrayList.add(100);
        arrayList.add(3.14);
        for (Object object : arrayList) {
            System.out.println(object);
        }

        //使用泛型限定传入的元素类型
        ArrayList arrayList1 = new ArrayList<>();
        arrayList1.add("apple");
        arrayList1.add(100); //添加其它类型时会报错
    }
}
8.Set子接口
特点：无序、无下标、元素不可重复；
方法：全部继承自Collection中的方法。
1.Set实现类
HashSet【重点】
基于HashCode实现元素不重复和确认元素存放位置；
当存入元素的哈希码相同时，会调用equals进行确认，如结果为true，则拒绝后者存入。
TreeSet
基于排列顺序实现元素不重复。
2.遍历
使用foreach和Iterator。
public class Demo7 {
    public static void main(String[] args) {
        Set set = new HashSet<>();
        set.add("Jack"); set.add("Lucy"); set.add("Micheal");
		//1.foreach
        for(String string : set)
            System.out.println(string);
        
        //2.Iterator
        Iterator it = set.iterator();
        while(it.hasNext()) {
            System.out.println(it.next());
        }
    }
}
3.HashSet
存储结构：哈希表（数组+链表+红黑树）；
存储过程：
（1）根据元素的hashcode计算保存的位置，如果该位置为空，则直接保存，否则指定第（2）步；
（2）再执行equals方法，如果equals返回true，则认为存在重复元素，不添加，如果为false，则在保存位置形成链表，当链表中元素数量超过指定值时，形成红黑树。
重写hashcode()与equals()方法
@Override
public int hashCode() {
    return Objects.hash(age, name);
}    

@Override
public boolean equals(Object o) {
    if (this == o) return true;
    //getClass()返回对象的hashcode
    if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
    Person person = (Person) o;
    return age == person.age &&
        Objects.equals(name, person.name);
}
4.TreeSet
基于排列顺序实现元素不重复；
实现了SortedSet接口，对集合元素自动排序；
元素对象的类型必须实现Comparable接口，指定顺序规则；
通过CompareTo方法确定是否为重复元素。
存储结构：红黑树
（1）存储元素为对象时必须实现Comparable接口
并重写其中的compareTo方法，否则元素之间无法比较大小，不能排序，会报类型转换错误。
compareTo()返回为0，表示元素重复。
foreach与迭代器方式
package collectionTest;

import java.util.Objects;

public class Person implements Comparable{
	//TODO
    @Override
    public int compareTo(Object o1) {
        Person o = (Person)o1;
        int n1 = this.getName().compareTo(o.getName());
        int n2 = this.getAge() - o.getAge();
        return n1 == 0 ? n2 : n1;
    }
}
（2）Comparator
实现定制的比较器，并在创建TreeSet时传入该比较器指定比较规则，如此存储的元素对象便不用实现Comparable接口。
public class Demo3 {
    public static void main(String[] args) {
        //使用匿名内部类
        TreeSet hashSet = new TreeSet<>(new Comparator() {
            @Override
            public int compare(Person o1, Person o2) {
                int n2 = o1.getName().compareTo(o2.getName());
                int n1 = o1.getAge() - o2.getAge();
                return n1 == 0 ? n2 : n1;
            }
        });
    }
}
9.Map集合
Map父接口
特点：存储键值对，无序、无下标，键不可重复，值可重复。
方法：
V put(K key, V value)  将指定的值与该映射中的指定键相关联（可选操作）。  
V get(Object key) 返回到指定键所映射的值，或 null如果此映射包含该键的映射。    
Set keySet() 返回此集合中包含的键的Set集合。  
Collection values() 返回此集合中包含的值的Collection集合。 
Set> entrySet() 返回此集合中包含的映射的Set集合。
遍历
（1）使用keySet()
（2）使用entrySet()
entryset()的效率较高，因为一次性获取到了映射对的key和value值。
public class Demo5 {
    public static void main(String[] args) {
        HashMap hashMap = new HashMap<>();
        hashMap.put(1, "Jack");
        hashMap.put(2, "Lucy");
        hashMap.put(3, "asdfaJack");
        hashMap.put(4, "DLucy");
        
		//1.keySet()
//        Set keySet = hashMap.keySet();
        for(Integer key : hashMap.keySet()) {
            System.out.println(key + " : " + hashMap.get(key));
        }
		
        //2.entrySet()
//        Set> entries = hashMap.entrySet();
        for(Map.Entry entry : hashMap.entrySet()) {
            System.out.println(entry.getKey() + " : " + entry.getValue());
        }
    }
}
Map集合的实现类
HashMap：线程不安全，运行效率快；允许使用null作为key或value;
Hashtable：线程安全，运行效率慢，不允许null作为key或value。
Properties：Hashtable的子类，要求key和value都是String，通常用于配置文件的读取。
TreeMap：实现了SortedMap接口（是Map的子接口），可以对key自动排序。
HashMap源码解析
相关参数
static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // hashmap初始容量大小
static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30; //hashmap数组最大容量
static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f; //默认装载因子
static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8; //jdk1.8 当链表长度大于8时，调整成红黑树
static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6; //链表长度小于6，调整成链表
static final int MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64; //jdk1.8 当链表长度大于8且集合元素个数大于等于64时，调整成红黑树。
transient Node[] table;  //哈希表中的数组
transient size; //元素个数
构造函数
public HashMap() {
    this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR; // all other fields defaulted
}

//刚创建的hashmap没有添加元素，table=null，size=0
HashMap hashMap = new HashMap<>();
put() 方法解析，待深入了解。
public V put(K key, V value) {
    return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}
TreeMap
TreeMap与TreeSet一样，底层都是由红黑树实现，是有序的，因此元素之间必须是可比较的，可以通过让元素继承Comparable或者在调用TreeMap的构造方法时传入自制比较器实现。
遍历方式
（1）使用keySet()
（2）使用entrySet()
public class Demo6 {
    public static void main(String[] args) {
        TreeMap treeMap = new TreeMap<>();
        Student s1 = new Student(11, "Jack");
        Student s2 = new Student(17, "adfJack");
        Student s3 = new Student(14, "dafJack");
        Student s4 = new Student(12, "fJdack");
        treeMap.put(s1, "nihao");
        treeMap.put(s2, "nihao");
        treeMap.put(s3, "nihao");
        treeMap.put(s4, "nihao");

        for(Student key : treeMap.keySet()) {
            System.out.println(key + " : " + treeMap.get(key));
        }
        
        for(Map.Entry entry : treeMap.entrySet()) {
            System.out.println(entry.getKey() + " : " + entry.getValue());
        }
    }
}

class Student implements Comparable{
    private int age;
    private String name;
    //TODO
}
10.Collections工具类
概念：集合工具类，定义了出了存取以外的集合常用方法。
方法
void sort(List list) 指定列表为升序排序，根据其元素的 natural ordering。  
void sort(List list, Comparator c) 根据指定的比较器指定的顺序对指定的列表进行排序。 

static void reverse(List list) 反转指定列表中元素的顺序。  
static void shuffle(List list) 随机置换指定列表使用随机默认源。  
static void swap(List list, int i, int j) 在指定的列表中的指定位置上交换元素。  
static  void copy(List dest, List src) 将所有的元素从一个列表复制到另一个列表中。
copy函数，必须保证dst的长度与src一致。
public class Demo7 {
    public static void main(String[] args) {
        List src = new ArrayList<>();
        src.add(1);src.add(2);src.add(100);src.add(89);
        List dst = new ArrayList<>();
        //让dst的长度与src一致
        for(int i=0; i
11.Arrays工具类
方法
static  List asList(T... a) 返回由指定数组支持的一个固定大小的列表。
List转数组
public class Demo7 {
    public static void main(String[] args) {
        List src = new ArrayList<>();
        src.add(1);src.add(2);src.add(100);src.add(89);
        //传入数组类型作为参数
        Integer[] integers = src.toArray(new Integer[0]);
        System.out.println(Arrays.toString(integers));
    }
}
数组转集合
public class Demo7 {
    public static void main(String[] args) {
        Integer[] integers = new Integer[] {1, 2, 3, 4, 5};
        List list = Arrays.asList(integers);
        System.out.println(list);
    }
}
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