憋了许久，终究还是对Java集合下手了！最全List、Set、Map集合讲解，内含集合导图

导图

概念

• 集合一种操作比较便利的对象容器，可以用于存储多个对象(工具)
• 位置
  位于 java.util 包中

Collection集合体系

根接口

Collection

特点

用于存储任意类型的对象

常用的功能方法

方法名	功能
boolean add(Object obj)	往集合中添加一个元素，添加成功-true；不成功-false
void clear()	清空集合元素
boolean contains(Object o)	判断当前集合中是否包含o元素包含-true；不包含-false
boolean isEmpty()	判断集合是否为空，为空-true；不为空-false
boolean remove(Object o)	将指定o对象从当前集合中删除，删除成功-true；不成功-false
int size()	返回集合中元素的个数

子接口及实现类

Collection具有多个子接口，没有直接的实现类，详见子接口的实现类

遍历方式

详见子接口

子接口List

List，是 Collection的子接口

特点

存储 任意类型的对象，有序、有下标、元素可以重复的

List集合下标的范围

0~size-1

功能方法

继承与于父接口Collection 中的方法，同时定义了一些独有方法

方法名	功能
void add(int index,Object o)	在当前集合中指定下标位置插入元素o
boolean addAll(int index,Collection c)	在当前集合指定位置，一次性插入多个元素
Object get(int index)	返回 集合中指定下标的元素
Object remove(int index)	返回集合中指定位置元素，被删除的元素作为返回值返回
Object set(int index,Object o)	用o替换集合指定位置的元素，被替换的元素作为返回值返回
List subList(int from index , int toIndex)	从当前集合中截取指定元素，从fomIndex开始截取，截取到toIndex-1

实现类-ArrayList

1. ArrayList
   底层用数组实现，查询效率较高，增(插入)删效率较慢
   JDK1.2版本，线程不安全，执行效率较高

注意：
创建ArrayList对象时，底层数组并没有完成初始化，长度为0,当第一次调用add方法时，代表实际意义使用ArrayList集合存储对象，底层数组才初始化，空间默认长度为10，当存储对象达 到数组上限，自动完成扩容，每一次扩容倍数为 1.5倍(如果出现小 数区取整数位的长度)

• 开发应用现象
  项目应用集合时，居多操作为add(元素)方 法，此方法采用的末尾添加方式，不会影响存储效率，删除数据，实 际开发时，从数据库中删除数据

2. Vector
   底层数组实现，查询效率较高，增(插入)删效率 较慢
   JDK1.0版本，线程安全，效率较低
3. LinkedList
   底层用链表实现，查询效率比较低，增(插 入)删效率较高
   线程不安全，运行效率较高

List集合遍历方式

下标遍历

• 用循环变量控制集合下标

for(int i=0;i<集合名.size()；i++){
	// 通过下标获取每一个集合元素get
	Object o = list.get(i);
	// 通过 o 变量对集合元素进行操作
}

forEach遍历

for(数据类型 变量名:集合名){
	// 直接通过变量名操作集合元素
}
// 注意：()中数据类型取决于集合中元素类型(泛型)

迭代器(Iterator)遍历

是 forEach底层实现原理

1. 获取迭代器对象
   Iterator<集合元素数据类型> it = list.iterator();

   注意：首次获迭代器会在所有元素的最左端产生一个指针(游标)

2. 常用的方法
   boolean hasNext()
   判断迭代中游标右侧还有没有数据，有-true;没有-false
   操作 hasNext()方法不会导致游标的移动
   K next()
   获取迭代器中写一个元素
   为了防止出现异常java.util.NoSuchElementException(没有可取元素异常)，在调用next方法之前，需要利用hashNext方法有没有可取元素进行判断

3. 遍历

Iterator<String> it= list.iterator();
	while(it.hasNext()){
	// 通过 it.next()方法获取迭代器中元素
}

泛型

泛型集合

数据安全性的集合，强制要求集合中存储的 数据类型统一

• List<数据类型> list = new ArrayList<数据类型>();
  List<数据类型> list = new ArrayList<>(); // 简单写法
• 集合中存储的元素必须是<>中指定的数据类型

自定义的泛型类

class 类名<泛型标识>{
	// 在类中将 泛型标识作为一种数据类型
}

注意：通常会用 K/V/T/E等单个 大写字母作为泛型标识

• 泛型类中泛型标识具体的数据类型是根据对象创建时指定：
  类名<具体的数据类型> 引用名 = new 类名<具体的数据类型 >();
  注意：基本数据类型必须使用其包装类型作为泛型类型；
  创建对象时，如果没有指定泛型具体的数据类型，则默认为Object类型；
  如果泛型类中有多个泛型标识，在创建对象时指定对应的数据类型时，jvm按照顺序进行匹配。指定时要么都指定，要么都不指定

泛型接口

JDK5.0版本及之后，泛型可以定义在接口，称为泛型接口

应用场景

类设计时使用泛型，使程序更加的灵活和通用
设计通用类或是底层架构时，应用比较广泛

Collections工具类

位置

位于java.util包中，对集合元素进行操作的工具类

功能方法

• static void reverse(List list)
  将集合中元素进行倒置
• static void shuffle(List list)
  对集合中元素进行随机显示
• static void sort(List list)
  对集合元素进行排序

注意：如果参与排序的集合中存储的是自定义类型的对象， 则对象对应类需要实现 java.lang.Comparable接口，同时实 现接口中compareTo方法指定排序规则

相关题目

利用Java中的现有方法实现对集合元素进行排序

1. Collections.sort( 集合名);
   如果参与排序的集合中存储的是自定义类型的对象，则对象对应类需要实现java.lang.Comparable接口，同时实现接口中**compareTo(T t)**方法指定排序规则 —> 内置比较器
2. List接口中提供默认方法sort(Comparator c)：
   如果参与排序的集合存储的是自定义类型的对象，则需要在参与比较的对象以外的地方定义一个匿名内部类(或是Lambda表达式) 实现java.util.Comparator接口，同时实现 **compare(T t1,T t2)**方法指定排序规则 —> 外置比较器

子接口Set

Collection的子接口

特点

存储任意类型的对象，无序、无下标、元素内容不 可以重复

方法

继承于父接口Collection中的方法

方法名	功能
boolean add(Object obj)	往集合中添加一个元素，添加成功-true；不成功-false
void clear()	清空集合元素
boolean contains(Object o)	判断当前集合中是否包含o元素包含-true；不包含-false
boolean isEmpty()	判断集合是否为空，为空-true；不为空-false
boolean remove(Object o)	将指定o对象从当前集合中删除，删除成功-true；不成功-false
int size()	返回集合中元素的个数

实现类：HashSet

如果自定义类型的对象往HashSet中存储，为了保证元素内容不重复，需要做到以下两点：

1. 覆盖hashCode方法
   1.1 必须保证内容相同的对象返回值相同的哈希码值，为了提高效率，尽可能做到内容不同的对象返回不同哈希码值
   1.2 覆盖原则：将所有的属性拼凑为int类型的结果作为返回值返回
2. 覆盖 equals 方法
   保证内容相同的对象返回true

HashSet保证存储元素内容不重复的执行原理

通过set.add(s1)将对象存储HashSet集合中时，默认调用存储对象(s1)的hashCode方法，获取哈希码值，哈希码值通过一 定计算(哈希值%底层数组长度)得到存储位置下标，如果此下标上没有存储过任何元素，则直接存储；但是存储该下标上已经存储对应的元素，此时默认调用s1对象对应类中的equals方法判断存储对象和此下标已经对象的内容是否相同，如果equals结果为true，代表内容相同对象，则s1被拒绝添加到集合中；但是如果equals结果为false代表内容不同的对象，则s1允许添加到集合中，也是存储在此下标中， 这时采用是数组+链表形式进行存储

Set集合其他的实现类

LinkedHashSet

LinkedHashSet是HashSet的子类，去除重复元素，同时可以按照元素添加顺序操作元素
如果自定类型的元素存储在LinkedHashSet中，为了保证元素内容不重复，存储元素对应类中需要覆盖 hashCode方法和 equals方法

TreeSet

TreeSet是SortedSet接口的实现类，SortedSet是Set的子接口，可以对集合中元素按照内容进行排序

注意
如果TreeSet集合中存储的是自定义类型的对象，则对象对应的类需要实现java.lang.Comparable接口，同时实现compareTo方法；
TreeSet保证元素不重复，取决compareTo方法的返回值，返回值为0，代表内容相同的元 素，直接拒绝添加到TreeSet集合中

Map集合体系

特点

Map是Map集合体系的根接口

1. 键值对存储(key-value)，一个键值对应Map集合中一个元素
2. 键：无序、无下标、元素不允许重复(唯一)
3. 值：无序、无下标、元素允许重复

常用方法

方法名	功能
V put(K key, V value)	往Map集合中添加一个键值对， 如果map没有存在要添加key内容，直接添加，返回值为 null；但是如果添加的key在map中已经存在，则key对应的 新value替代原有value，被替代的value作为返回值返回
V remove(K key)	通过键删除Map中对应键值对，被删 除的value作为返回值返回
V get(K key)	通过键(key)获取对应的value
int size()	获取Map中键值对的个数
boolean containsKey(K key)	判断Map集合中是否包含 某一个键，包含-true；不包含-false
boolean containsValue(V value)	判断Map集合中是否 包含某一个值，包含-true；不包含-false

实现类——HashMap

注意：如果自定类型的对象作为HashMap的键，为了保证元素不重复，则对象对应的类需覆盖 hashCode和equals方法。但是为了提高检索的效率，开发时通常使用String / Integer(例如String的用户名或是Integer的id)作为 HashMap的键

HashMap

JDK1.2版本，线程不安全，运行效率较快；允许null作键和值

LinkedHashMap

是HashMap的子类，按照元素添加的顺序操作集合元素

Hashtable

JDK1.0版本，线程安全，运行效率较慢，不允许null作为键和值

Properties

是Hashtable的子类，要求Key和Value是 String类型；

• 应用场景
  加载配置文件时应用

TreeMap

是SortedMap的实现类，SortedMap是Map的子接口，对Map中的键根据内容完成排序

遍历方式

键遍历

通过 Map中的**keySet()**方法获取map集合中所有的键

// 获取 Map中所有的键
Set<K> ks = map.keySet(); 
// 通过 遍历 Set集合 ks获取每一个键
for(K key:ks){
	// 通过每一个键获取对应的值
	V value = map.get(key);
	// 通过 key 和 value操作 键和值的内容
}

值遍历

通过Map中 **values()**方法获取Map集合中所有值

Collection<V> vs = map.values();// 获取Map中所有值
// 通过遍历 Collection 集合 vs 获取每一个值
for(V value:vs){
	// 通过 value 操作集合中每一个值
}
// 注意：Map没有方法 通过 值 获取对应的键

键值对遍历

通过Map中的 entrySet() 方法获取Map中所有键值对

Set<Map.Entry<K,v>> kvs= map.entrySet();//获取所有键值对
// 通过 遍历 Set集合 kvs获取每一个键值对
for(Map.Entry<K,V> kv:kvs){
	K key = kv.getKey();//获取键
	V value = kv.getValue();// 获取值
	// 通过 key 和 value操作 键和值
}

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