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Java语言中的集合就像一个容器，用来存放Java类的对象，并且可以实现常用的数据结构。本章将详细
介绍java中的集合，主要内容包括集合相关概念，List接口，Set接口和Map接口，以及ArrayList类，LinkedList类，HashSet类和HashMap类等，除此之外，还会介绍集合送代器Iterator。
Java集合概述
为什么用集合，应为数组有不足点,数组的短处：
数组长度固定不变
不便存储具有映射关系的数据
数据变更效率低下
集合框架
java集合框架提供了一套性能优良，使用方便的接口和类，它门都位于Java。util包中，集合中的元素全部是对象，即Object类的实例，不同的集合类有不同的功能和特点，适合不同的场合。
从图中可以看出，Java的集合类主要由两个接口派生而成；Collection接口和Map接口。Collection接口和Map接口是Java集合框架的根接口，这两个接口又包含了一些子接口或实现类。其中，Collection接口常用的子接口包含List接口和Set接口；另外一个重要接口是Map接口，它是独立一支，以上三者都是集合接口，其实实现类为Java中经常使用的集合类型。Java集合框架常用接口说明如表所示。此外，Java集合框架还包括相关的工具类（Iterator送代器接口，Arrays类和Collections类）。
名称 |
描述 |
Collection |
|
Set |
继承Collection接口，存储一组不可重复的无序对象 |
List |
|
Map |
|
Iterator |
集合送代器，能够遍历集合元素的接口 |
Collections |
|
Collection接口
Collection接口是List接口，Set接口的父接口，该接口中定义的方法既可以操作Set集合，也可以用与操作List集合。Collection接口常用的方法如表所示。
方法 |
描述 |
boolean add(Object o) |
用于向集合中添加一个元素，如果集合不允许重复且已包含了指定元素，则返回false |
boolean addAll(Collection c) |
将集合c里的所有元素添加到指定集合里，添加成功返回true |
void clear() |
清除集合中所有元素，将集合长度变为0 |
boolean contains(Object o) |
判断集合中是否包含指定元素 |
boolean containsAll(Collection c) |
判断集合中是否包含集合c里的所有元素 |
boolean remove(Object o) |
删除集合中的指定元素o,当集合中包含了一个或多个元素o时，这些元素将被删除，删除成功返回true |
int size() |
返回集合里元素的个数 |
boolean retainAll(Collection c) |
从集合中删除集合c里不包含的元素（相当于把调用该方法的集合变成该集合和集合c的交集），如果该方法改变了调用该方法的集合，则该方法返回true |
boolean removeAll(Collection c) |
从集合中删除集合c中包含的元素（相当于用调用该方法的集合减集合c）,如果删除了一个或一个以上的元素，则该方法返回true |
boolean isEmpty() |
如果集合中不包含任何元素，则该方法返回true |
Object[] toArray() |
把集合转换成一个数组，所有的集合元素变成对应的数组元素 |
提示：
Java集合中的元素全部是对象，是引用类型，不能存储基本数据类型元素。如果强制添加，则其会自动封装成对象。
使用System。out.println()方法输出集合数据时，需要调用集合类型本身的toString()方法，该方法会进一步调用集合元素的toString()方法。
集合中存储的元素为Object类的对象，属于引用数据类型，默认调用Object的toString()方法进行输出，输出格式为：getClass().getName()+"@"+Integer.toHexString(hashcode()) 即“该对象所属类全称的字符串@该对象哈希码的无符号的十六进制表示”
集合的遍历
当使用System.out.println()方法输出集合对象时，其将以【ele1,ele2……】的形式输出，这是因为所有的Collection实现类都重写了toString()方法，该方法可以一次性地输出集合中的所有元素。但是，如果想依次访问集合里的每一个元素，并实现对该元素的操作，则需要使用某种方式遍历集合元素。下面介绍遍历集合的两种方法。
使用Iterator接口遍历集合元素，Iterator接口定义的方法
方法 |
描述 |
boolean hasNext() |
判断是否存在下一个遍历元素，存在则返回true |
Object next() |
返回遍历的下一个元素 |
void remove() |
删除集合里上一次next()方法返回的元素 |
使用for循环遍历集合元素，语法：
for(数据类型type 送代变量名value:送代对象 object){
//引用送代变量value的语句
}List
List集合是一类存储元素有序，可重复的集合，集合中每个元素都有对应的索引。List集合允许使用重复元素，可以通过索引访问指定位置的集合元素。List集合默认按元素的添加顺序设置元素的索引，如果引为0，1，2，3……。
List概述
List接口作为Collection接口的子接口，可以使用Collection接口定义的全部方法。由于List集合是有序集合，所以List接口在Collection接口方法基础上，另外扩展了一些根据索引操作集合元素的方法。
List接口扩展的方法
方法 |
描述 |
void add(int index,Object element) |
将元素（element）插入List集合的指定位置（index） |
boolean addAll(int index,Collection c) |
将集合c所包含的所有元素都插入List集合的指定位置（index） |
Object get(int index) |
返回集合index索引处的元素 |
int indexOf(Object o) |
返回对象o在List集合中第一次出现的位置索引 |
int lastIndexOf(Object o) |
返回对象o在List集合中最后一次出现的位置索引 |
Object remove(int index) |
从集合中删除指定位置的元素 |
boolean remove(Object o) |
从集合中删除指定对象 |
Object set(int index,Object element) |
将index索引处的元素替换成Element对象，返回新元素 |
List subList(int fromIndex,int toIndex) |
返回从索引包含（fromlndex）到索引不包括（toIndex）处所有集合元素组成的子集合 |
List集合比Collection接口扩充了更多的方法，而且这些方法操作起来很方便，需要通过List接口的子类实例化对象调用。常用的子类有ArrayList类和LinkedList类，它们的集合对象都可以容纳所有类型的元素对象，包括null,允许重复，并且保证元素按顺序存储。
ArrayList集合类
ArrayList类对数组进行了封装，实现了长度可变的数组。ArrayList集合存储数据的方式和数组相同，都是在内存中分配连续的空间。
LinkedList集合类
由于ArrayList集合采用了和数组相同的存储方式，在内存中分配连续的空间，当添加和删除非尾部元素时会导致后面所有元素的移动，性能低下，所以在插入，删除操作较频繁时，可以考虑使用LinkedList集合提高效率。
LinkedList集合存储数据的方式为双向链表存储方式，它的每个节点都有两个指针，分别指向直接后续和直接前驱。它提供了额外的addFirst(),addLast(),removeFirst()和removeLast()等方法，可以在链表的首部或尾部进行插入或删除操作。
LinkedList集合实现链表操作的常用方法
方法 |
描述 |
void addFirst(Object o) |
在链表的首部添加元素 |
void addLast(Object 0) |
在链表的未尾添加元素 |
Object getFirst() |
返回链表中第一个元素 |
Object getLast() |
返回链表中最后一个元素 |
Object removeFirst() |
删除并返回链表中的第一个元素 |
Object removeLast() |
删除并返回链表中的最后一个元素 |
小结：
ArrayList集合和LinkedList集合对比如下。
ArrayList集合的底层是数组。
优点：基于数组实现，读取操作效率高。
缺点：不适合频繁进行插入和删除操作，因为每次执行该类操作都需要频繁移动其中的元素。
LinkedLIst集合由双向链表实现，从任意一个节点开始，都可以很方便地访问它的前驱节点和后续节点。
优点：增加，删除操作只需要修改链表节点指针，无需进行频繁的移动。
缺点：遍历效率较低。
Set
Set接口和List接口一样，都是Collection的子接口，它类似于一个罐子，丢进Set集合里的多个对象没有明显的顺序。Set集合于Collection集合基本上一样，没有提供额外的方法，只是行为上略有不同，Set集合不允许包含重复元素。
HashSet集合
HashSet类是Set接口的典型实现，使用HashSet集合可以实现对无序不重复数据的存储，具有很好的存取和查找性能。它具有以下特征。
不允许存储重复的元素。
没有索引，没有包含索引的方法，不能使用索引遍历。
是无序集合，存储元素和取出元素的顺序可能不一致。
Map
List集合和Set集合都可以存储一组数据元素，每个元素是一个对象，并且可以实现对这组数组元素的操作。当是，有时候需要存储具有映射关系的数据元素，如字典数据，可以通过中文找到对应的英文单词，每个元素由具有一对一关系的一组中英文数据组成，也就是一组成对的键-值对象，而不是单值数据，这样通过List集合和Set集合无法实现，需要使用到Map集合。
Map概述
Map集合可以存储若干个成对的键-值对象，提供键（Key）到值（value）的映射。其中key为Set集合类型，不要求有序，不允许重复；value同样不要求有序，但允许重复。因为Map接口与Collection接口不存在继承关系，所以Map集合对象不能使用Collection接口中定义的方法，而使用持有能够操作“键-值对”的方法。
Map接口的常用方法
Object put(Object key,Object value) |
以“键-值对”的方式存储。 注意：键必须是唯一的，值可以重复。如果试图添加重复的键，那么最后加入的“键-值对”将替换掉原先的“键-值对” |
Object get(Object key) |
返回指定的键所对应的值；如果此Map集合中不包含指定的键，则返回null |
int size() |
返回元素个数 |
boolean remove(Object key) |
删除指定的键映射的“键-值对” |
Set keyset() |
返回键的集合 |
Collection values() |
返回值的集合 |
boolean containsKey(Object key) |
若存在指定的键映射的“键-值对”，则返回true |
Set entrySet() |
返回“键-值对”集合 |
boolean isEmpty() |
若不存在“键-值对”元素，则返回true |
void clear() |
删除该Map对象中所有“键-值对” |
HashMap集合类
Map集合可以存储成对出现的“键-值对”元素，它的存储方式是哈希表。哈希表为散列表，是根据关键码值直接访问的数据结构。也就是说，它通过把关键码来映射到表中的一个位置来访问记录，以加快查找速度。存放记录的数组被称为散列表。使用这种方式存储数据的优点是查询指定元素效率高。
对比：
在Map接口的实现类中，除HashMap外，Hashtable对象也可以存储“键-值对”对象，Hashtable类与HashMap类具有相似的特征，Hashtable类是一个古老的Map接口实现类，Hashtable类和HashMap类之间存在着以下典型区别。
Hashtable类是线程安全的Map实现，但HashMap类是线程不安全的，HashMap性能更高，但如果多个线程访问一个Map集合对象，则应选择Hashtable类
Hashtable类不允许使用null作为key和value,HashMap类可以使用null作为key或value.
因为HashMap类里的key不能重复，所以在HashMap类里最多只有一个“键-值对”元素的key为null,但可以有多个“键-值对”元素的value为null。
HashMap集合的遍历
对于Map接口来说，其本身是不能直接使用送代（如Iterator,foreach）进行输出的。由于Map中的每个位置存入的是“键-值对”，而Iterator送代器每次只能找到一个值，可以先获取所有键的集合，通过遍历键的集合，找到每个键对应的值，
扩展资料：
在Map中定义了一个接口Map.Entry,用户保存形式如“key-value”的元素，即“键-值对”元素。
Map.Entry接口的常用方法
方法 |
描述 |
Object getKey() |
取得此“键-值对”对应的key值 |
Object getValue() |
取得此“键-值对”相对应的value值 |
int hashCode() |
返回该“键-值对”的哈希码值 |
Object setValue(Object value) |
用指定的值替换该“键-值对”的value值 |
泛型集合
泛型可以约束录入集合的元素类型，大大提高了数据安全性，从集合中取出数据无需进行类型，从而让代码更简洁，查询更加健壮。如果要锁定基本数据类型，那么要写该类型的包装类。
数据类型 |
包装类 |
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整形 |
byte |
Byte |
short |
Short |
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int |
Integer |
|
long |
Long |
|
浮点型 |
float |
Float |
double |
Double |
|
字符型 |
char |
Character |
应用泛型
泛型集合可以约束集合中元素的类型，它可以把类型当作参数一样传递。泛型集合的形式为List<E>,Map<K,V>等，其中<E>,<K,V>是集合类型形式的参数，可以在创建集合时，指定这些类型参数，即元素的数据类型，添加的元素必须为指定类型对象，保证数据的安全性。
public class Teacher {
private int age;//年龄
private String name;//年龄
public Teacher() {
}
public Teacher(int age, String name) {
this.age = age;
this.name = name;
}public class Student {
private String name;
private String id;
public Student() {
}
public Student(String name, String id) {
this.name = name;
this.id = id;
}public class Test {
public static void main(String[] args) {
ArrayList list1 = new ArrayList();
list1.add(new Teacher(12,"小帅"));
ArrayList<Teacher> j= list1;
ArrayList<Teacher> a= arr();
for (Teacher th:a){
//打印到第二条的时候，必然报错，不用想的
System.out.println(th.toString());
}
//可以先在数据类型定义泛型，后面就不需要了。
ArrayList<Teacher> list = new ArrayList<>();
//如果添加了其他类，那么就会报错
//list.add(new Student("小破","12"));
list.add(new Teacher(12,"zhu"));
}
public static ArrayList arr(){
ArrayList list = new ArrayList();
list.add(new Teacher(12,"qw"));
list.add(new Student("12","19"));
return list;
}
}
本章总结
集合弥补了数组的缺陷，它比数组更灵活更实用，可大大提高软件的开发效率，而且不同的集合可用于不同场合。
Java 的集合类主要由两个接口派生而出: Collection 接口和Map 接口及相关的工具类，这两个接口又包括了一些子接口或实现类。其中，Collection 接口又包含子两个子接口--List 接口和Set 接口，另外一个重要接口是Map 接口。
Collection 接口存储一组不唯一、无序的对象。
Set 接口继承 Collection 接口，存储一组唯一、无序的对象。
List 接口继承 Collection 接口，存储一组不唯一、有序的对象。
Map 接口存储一组成对的键-值对象，提供从 key到 value 的映射。key不要求有序，不允许重复；value 同样不要求有序，但允许重复。
Iterator 为集合而生，专门实现集合的遍历。它隐藏了各种集合实现类的内部细节，提供了遍历集合的统一编程接口。
ArrayList 类和数组采用相同的存储方式，它的优点在于遍历元素和随机访问元素的效率比较高。
LinkedList 类采用链表存储方式，优点在于插入，删除元素时效率比较高。
HashMap 类是最常见的 Map 实现类，它的存储方式是哈希表，优点是查询指定元素效率高。使用泛型集合在创建集合对象时指定集合中元素的类型，在从集合中取出元素时无需进行强制类型转换，避免了 ClassCastException 异常。
一份信心，一份努力，一份成功；十分信心，十分努力，十分成功