一：Collection接口
1.概述
英文名称Collection，是用来存放对象的数据结构。其中长度可变，而且集合中可以存放不同类型的对象。并提供了一组操作成批对象的方法。
数组的缺点：长度是固定不可变的，访问方式单一，插入、删除等操作繁琐。
2.集合的继承结构
Collection接口
-- List接口 ： 数据有序，可以重复。
-- ArrayList子类
-- LinkedList子类
-- Set接口 ： 数据无序，不可以存重复值
-- HashSet子类
-- Map接口 ： 键值对存数据
-- HashMap
Collections工具类测试集合的常用方法
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Iterator;
public class Test_301_Collection {
public static void main(String[] args) {
Collection c = new ArrayList();//接口无法直接创建对象
c.add("hello");//添加元素
c.add("java");//添加元素
c.add("~");//添加元素
c.add(10);//jdk5后有自动装箱功能，相当于把10包装Integer.valueOf(10)
System.out.println(c.remove("~"));//移除元素
System.out.println(c.contains("a"));//判断包含关系
System.out.println(c.size());//集合的长度
System.out.println(c);
//for遍历集合
for(int i =0 ;i<c.size();i++) {
System.out.println(c.toArray()[i]);
}
//iterator迭代器遍历
Iterator it = c.iterator();//对 collection 进行迭代的迭代器
while (it.hasNext()) {//如果仍有元素，则返回 true
System.out.println(it.next());//返回迭代获取到的下一个元素
} } }3.list接口
概述：有序的 collection（也称为序列）。此接口的用户可以对列表中每个元素的插入位置进行精确地控制。用户可以根据元素的整数索引（在列表中的位置）访问元素，并搜索列表中的元素。
3.1 特点
1、 数据有序
2、 允许存放重复元素
3、 元素都有索引
3.2 常用方法
ListIterator<E> listIterator()
返回此列表元素的列表迭代器（按适当顺序）。
ListIterator<E> listIterator(int index)
返回列表中元素的列表迭代器（按适当顺序），从列表的指定位置开始。
void add(int index, E element)
在列表的指定位置插入指定元素（可选操作）。
boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c)
将指定 collection 中的所有元素都插入到列表中的指定位置（可选操作）。
List<E> subList(int fromIndex, int toIndex)
返回列表中指定的 fromIndex（包括 ）和 toIndex（不包括）之间的部分视图。
E get(int index)
返回列表中指定位置的元素。
int indexOf(Object o)
返回此列表中第一次出现的指定元素的索引；如果此列表不包含该元素，则返回 -1。测试常用方法
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
import java.util.ListIterator;
//这类用来测试List接口的常用方法
public class Test1_List {
public static void main(String[] args) {
//1、创建List对象
//特点1：List集合元素都有索引，可以根据索引直接定位元素
List list = new ArrayList();
//2、常用方法
list.add(111);
list.add(222);
list.add(333);
list.add(444);
list.add('a');
list.add("abc");
list.add(3,666);//在3的索引处添加指定元素
//特点2：元素有序， 怎么存就怎么放
System.out.println(list);//[111, 222, 333, 666, 444, a, abc]
Object obj = list.get(4);//get(m)-m是索引值，获取指定索引位置的元素
System.out.println(obj);
//3、迭代/遍历集合中的元素
//使用Collection接口提供的iterator()
Iterator it = list.iterator();
while(it.hasNext()) {//判断集合里有没有下个元素
Object o = it.next();
// System.out.println(o);
}
//使用List接口提供的listIterator()
//interfaceListIterator extends Iterator
//区别：可以使用父接口的功能，同时拥有自己的特有功能，不仅顺序向后迭代还可以逆向迭代
ListIterator it2 = list.listIterator();
while(it2.hasNext()) {
Object o = it2.next();
// System.out.println(o);
}
System.out.println();
List list2 = list.subList(1, 3);//subList(m,n)-m是开始索引，n是结束索引，其中含头不含尾类似于String.subString(m,n)
System.out.println(list2);
}
}3.3 ArrayList
1) 存在于java.util包中。
2) 内部用数组存放数据，封装了数组的操作，每个对象都有下标。
3) 内部数组默认初始容量是10。如果不够会以1.5倍容量增长。
4) 查询快，增删数据效率会降低。
3.4 常用方法测试
import java.util.ArrayList;
public class Test3_AL {
public static void main(String[] args) {
ArrayList list = new ArrayList();
list.add("aaa");//存入数据
list.add("123");
list.add("ccc");
list.add("ddd");
System.out.println(list);//list中内容
System.out.println(list.size());//集合长度
System.out.println(list.get(1));//根据下标获取元
System.out.println();
System.out.println(list.remove(2));//移除下标对应的元素
System.out.println(list);
//下标遍历
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
System.out.print(list.get(i));
}
//Iterator迭代遍历，封装了下标
Iterator<String> it = list.iterator();
while (it.hasNext()) {//如果有数据
String s = it.next();//一个一个向后遍历
System.out.println(s);
}
}
}3.5 LinkedList
概述：双向链表，两端效率高。底层就是数组和链表实现的。
3.6 常用方法
add()
get()
size()
remove(i)
remove(数据)
iterator()
addFirst() addLast()
getFirst() getLast()
removeFirst() removeLast()简单测试
双向链表：下标遍历效率低，迭代器遍历效率高
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.LinkedList;
public class tt {
public static void main(String[] args) throws Exception {
LinkedList ll = new LinkedList ();
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
ll.add(100);
}
f1(ll);
f2(ll);
}
private static void f2(LinkedList<Integer> ll) {
long t = System.currentTimeMillis();
Iterator it = ll.iterator();
while(it.hasNext()) {
it.next();
}
t = System.currentTimeMillis()-t;
System.out.println("=====iterator========="+t);//16
}
private static void f1(LinkedList<Integer> ll) {
long t = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < ll.size(); i++) {
ll.get(i);
}
long t1 = System.currentTimeMillis();
System.out.println("~~~~for~~~~~~~"+(t1-t));//9078
}
}3.7扩展
ArrayList扩展
ArrayList相当于在没指定initialCapacity时就是会使用延迟分配对象数组空间，当第一次插入元素时才分配10（默认）个对象空间。假如有20个数据需要添加，那么会分别在第一次的时候，将ArrayList的容量变为10 (如下图一)；之后扩容会按照1.5倍增长。也就是当添加第11个数据的时候，Arraylist继续扩容变为10*1.5=15(如下图二)；当添加第16个数据时，继续扩容变为15 * 1.5 =22个
ArrayList没有对外暴露其容量个数，查看源码我们可以知道，实际其值存放在elementData对象数组中，那我们只需拿到这个数组的长度，观察其值变化了几次就知道其扩容了多少次。怎么获取呢？只能用反射技术了。
3.8链表和数组的区别
List是一个接口，它有两个常用的子类，ArrayList和LinkedList，看名字就可以看得出一种是基于数组实现另一个是基于链表实现的。
数组ArrayList遍历快，因为存储空间连续；链表LinkedList遍历慢，因为存储空间不连续，要去通过指针定位下一个元素，所以链表遍历慢。
数组插入元素和删除元素需要重新申请内存，然后将拼接结果保存进去，成本很高。例如有100个值，中间插入一个元素，需要数组重新拷贝。而这个动作对链表来说，太轻松了，改变一下相邻两个元素的指针即可。所以链表的插入和修改元素时性能非常高。
实际开发就根据它们各自不同的特点来匹配对应业务的特点。业务一次赋值，不会改变，顺序遍历，就采用数组；业务频繁变化，有新增，有删除，则链表更加适合。
4Set接口
概述：
一个不包含重复元素的 collection。
数据无序(因为set集合没有下标)。
由于集合中的元素不可以重复。常用于给数据去重。
特点：
HashSet：底层是哈希表，包装了HashMap，相当于向HashSet中存入数据时，会把数据作为K，存入内部的HashMap中。当然K仍然不许重复。
TreeSet：底层就是TreeMap，也是红黑树的形式，便于查找数据。
HashMap实现中，当哈希值相同的对象，会在同一个hash值的位置存储不同属性的数据。
4.1常用方法：
boolean add(E e)：添加元素。
boolean addAll(Collection c)：把小集合添加到大集合中 。
boolean contains(Object o) ： 如果此 collection 包含指定的元素，则返回 true。
boolean isEmpty() ：如果此 collection 没有元素，则返回 true。
Iterator<E> iterator()：返回在此 collection 的元素上进行迭代的迭代器。
boolean remove(Object o) ：从此 collection 中移除指定元素的单个实例。
int size() ：返回此 collection 中的元素数。
Objec[] toArray()：返回对象数组常用方法测试：
import java.util.HashMap;
import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
import java.util.Map.Entry;
import java.util.Set;
public class Test0_Map {
public static void main(String[] args) {
Set set = new HashSet ();
set.add("hello");
set.add("b");
set.add("a");
set.add("world");
set.add("b");
//不存重复元素，元素无序
System.out.println(set);
//迭代器
Iterator it = set.iterator();
while(it.hasNext()) {
System.out.println(it.next());
}
}
}4.2hashSet
概述：此类实现 Set 接口，由哈希表（实际上是一个 HashMap 实例）支持。它不保证 set 的迭代顺序；特别是它不保证该顺序恒久不变。此类允许使用 null 元素。
获取hashset里的数据：
import java.util.HashMap;
import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
import java.util.Map.Entry;
import java.util.Set;
public class Test0_Map {
public static void main(String[] args) {
HashSet set = new HashSet();
set.add("a");
set.add("e");
set.add("b");
set.add("a");
set.add("b");
System.out.println(set);//无序，不重复
Iterator it = set.iterator();
while(it.hasNext()) {
System.out.println(it.next());
}
}
}二：Map接口
概述;
java.util接口 Map<K,V>
类型参数： K - 此映射所维护的键的类型V - 映射值的类型。
也叫哈希表、散列表。常用于存 键值对 结构的数据。其中的键不能重复，值可以重复.
1.1特点：
Ø 可以根据键 提取对应的值
Ø 键不允许重复，如果重复值会被覆盖
Ø 存放的都是无序数据
Ø 初始容量是16，默认的加载因子是0.75
1.2 继承结构
1.3常用方法：
void clear() 从此映射中移除所有映射关系（可选操作）。
boolean containsKey(Object key) 如果此映射包含指定键的映射关系，则返回 true。
boolean containsValue(Object value) 如果此映射将一个或多个键映射到指定值，则返回 true。
V get(Object key) 返回指定键所映射的值；如果此映射不包含该键的映射关系，则返回 null。
boolean isEmpty() 如果此映射未包含键-值映射关系，则返回 true。
V put(K key, V value) 将指定的值与此映射中的指定键关联（可选操作）。
void putAll(Map<? extends K,? extends V> m) 从指定映射中将所有映射关系复制到此映射中（可选操作）。
V remove(Object key) 如果存在一个键的映射关系，则将其从此映射中移除（可选操作）。
int size() 返回此映射中的键-值映射关系数。
Set<Map.Entry<K,V>> entrySet() 返回此映射所包含的映射关系的 Set 视图。测试：
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Map.Entry;
import java.util.Set;
public class Test0_Map {
public static void main(String[] args) {
Map map = new HashMap ();
map.put("001", "钢铁侠");
map.put("002", "蜘蛛侠");
map.put("003", "绿巨人");
map.put("004", "灭霸");
map.put("005", "美国队长");
map.put("005", "凤姐");
System.out.println(map.containsKey("001"));
System.out.println(map.containsValue("美国队长"));
System.out.println(map.isEmpty());
System.out.println(map.get("003"));
System.out.println(map.remove("001"));
System.out.println(map.size());
Map map2 = new HashMap ();
map2.put("999", "刘德华");
map.put(null,null);//可以存入键为null，值也null的数据
map.putAll(map2);
System.out.println(map);
//keySet()返回键的set集合,把map的key形成set集合
Set set = map.keySet();
System.out.println(set);
//map集合的遍历，
//方式1：keySet()：把map中的可以放入set集合
//遍历方式1：keySet ()
Set set = m.keySet();
Iterator it = set.iterator();
while(it.hasNext()) {
String key = (String) it.next();
String val = (String) m.get(key);
System.out.println(key+"="+val);
}
//遍历方式2：entrySet ()
Set set2 = m.entrySet();
Iterator it2 = set2.iterator();
while(it2.hasNext()) {
Entry en = (Entry) it2.next();
String key = (String) en.getKey();
String value = (String) en.getValue();
System.out.println(key+"=="+value);
}
}
}1.4 hashmap
HashMap的键要同时重写hashCode()和equals()
hashCode()用来判断确定hash值是否相同
equals()用来判断属性的值是否相同
-- equals()判断数据如果相等，hashCode()必须相同
-- equals()判断数据如果不等，hashCode()尽量不同
概述：
基于哈希表的 Map 接口的实现。此实现提供所有可选的映射操作，并允许使用 null 值和 null 键。
HashMap底层是一个Entry数组，当存放数据时会根据hash算法计算数据的存放位置。算法：hash(key)%n，n就是数组的长度。
当计算的位置没有数据时，就直接存放，当计算的位置有数据时也就是发生hash冲突的时候/hash碰撞时，采用链表的方式来解决的，在对应的数组位置存放链表的头结点。对链表而言，新加入的节点会从头结点加入。
读取hashmap中的数据：
import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
import java.util.Map.Entry;
import java.util.Set;
public class Test0_Map {
public static void main(String[] args) {
HashMap map = new HashMap ();
map.put(100, "刘德华");
map.put(101, "梁朝伟");
map.put(102, "古天乐");
map.put(103, "周润发");
//遍历方式1：keySet ()
Set set = m.keySet();
Iterator it = set.iterator();
while(it.hasNext()) {
String key = (String) it.next();
String val = (String) m.get(key);
System.out.println(key+"="+val);
}
//遍历方式2：entrySet ()
Set set2 = m.entrySet();
Iterator it2 = set2.iterator();
while(it2.hasNext()) {
Entry en = (Entry) it2.next();
String key = (String) en.getKey();
String value = (String) en.getValue();
System.out.println(key+"=="+value);
}
}
}接收用户输入的一串字符串，统计出现的每个字符的个数
import java.util.HashMap;
import java.util.Scanner;
public class Test2_Count {
public static void main(String[] args) {
//abacbcda
String s = new Scanner(System.in).nextLine();
//a 1 b 2 c 1
HashMap<Character,Integer> map = new HashMap<>();
//遍历字符串获取每个字符
for(int i = 0;i<s.length();i++) {
//1，取出字符串中的每个字符
char c = s.charAt(i);
//拿着字符查个数
Integer count = map.get(c);
//如果取出来是null，就存1，
if(count==null) {
map.put(c, 1);
}else {
//如果取出来有值，计数加1
map.put(c,count+1);
}
}
System.out.println(map);
}
}1.5 Collection工具类
常用方法：
Collections.sort(List<> list)：根据元素的自然顺序 对指定列表按升序进行排序。
Collections.max()：根据元素的自然顺序，返回给定 collection 的最大元素。
Collections.min()：根据元素的自然顺序 返回给定 collection 的最小元素。
Collections.swap(List,i,j)：在指定列表的指定位置处交换元素。
Collections.addAll()：测试：
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.Comparator;
import java.util.List;
public class Test4_Collections {
public static void main(String[] args) {
List<String> list = new ArrayList();
//添加多个元素
Collections.addAll(list,
"3","30","23","15","29","12","26");
//元素排序
Collections.sort(list);
//默认是字符顺序：[12，15，23，26，29, 3, 30]
System.out.println(list);
//自己定义比较方式
Collections.sort(list, new Comparator<String>() {
//自定义比较器，sort()自动调用
@Override
public int compare(String o1, String o2) {
//把字符串转成int比大小
int a = Integer.parseInt(o1);
int b = Integer.parseInt(o2);
//o1大是正数，o1小是负数，相等是0
return a-b;
}
});
System.out.println(list);
}
}hashmap扩展
成长因子：
static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;
前面的讲述已经发现，当你空间只有仅仅为10的时候是很容易造成2个对象的hashcode 所对应的地址是一个位置的情况。这样就造成 2个 对象会形成散列桶（链表）。这时就有一个加载因子的参数，值默认为0.75 ，如果你hashmap的 空间有 100那么当你插入了75个元素的时候 hashmap就需要扩容了，不然的话会形成很长的散列桶结构，对于查询和插入都会增加时间，因为它要一个一个的equals比较。但又不能让加载因子很小，如0.01，这样显然是不合适的，频繁扩容会大大消耗你的内存。这时就存在着一个平衡，jdk中默认是0.75，当然负载因子可以根据自己的实际情况进行调整。