黑马程序员------Java集合框架学习总结

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一、综述

所有集合类都位于java.util包下。集合中只能保存对象（保存对象的引用变量）。（数组既可以保存基本类型的数据也可以保存对象）。

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，这两个接口又包含了一些接口或实现类。

二、Collection接口

Collction:

　　　　List：有序(元素存入集合的顺序和取出的顺序一致)，元素都有索引。元素可以重复。 

　　　　Set：无序(存入和取出顺序有可能不一致)，不可以存储重复元素。必须保证元素唯一性。

1、添加： 

add(object)：添加一个元素 
addAll(Collection) ：添加一个集合中的所有元素。

2、删除： 

clear()：将集合中的元素全删除，清空集合。 
remove(obj) ：删除集合中指定的对象。注意：删除成功，集合的长度会改变。 removeAll(collection) ：删除部分元素。部分元素和传入Collection一致。

3、判断： 

boolean contains(obj) ：集合中是否包含指定元素 。 
boolean containsAll(Collection) ：集合中是否包含指定的多个元素。 boolean isEmpty()：集合中是否有元素。

 4、获取： 

boolean contains(obj) ：集合中是否包含指定元素 。 
boolean containsAll(Collection) ：集合中是否包含指定的多个元素。 boolean isEmpty()：集合中是否有元素。

5、取交集： 

boolean  retainAll(Collection) ：对当前集合中保留和指定集合中的相同的元素。如果两个集合元素相同，返回flase；如果retainAll修改了当前集合，返回true。

6、获取集合中所有元素：　　　

Iterator  iterator()：迭代器 

7、将集合变成数组：

Iterator  iterator()：迭代器 

List接口： 

List本身是Collection接口的子接口，具备了Collection的所有方法。

     现在学习List体系特有的共性方法，查阅方法发现List的特有方法都有索引，这是该集合最大的特点。

List：有序(元素存入集合的顺序和取出的顺序一致)，元素都有索引。元素可以重复。

 　　　　ArrayList：底层的数据结构是数组,线程不同步，ArrayList替代了Vector，查询元素的速度非常快。 

　　　　 LinkedList：底层的数据结构是链表，线程不同步，增删元素的速度非常快。 

　　　　 Vector：底层的数据结构就是数组，线程同步的，Vector无论查询和增删都巨慢。

1、添加： 

add(index,element) ：在指定的索引位插入元素。 
addAll(index,collection) ：在指定的索引位插入一堆元素。 

2、删除： 

remove(index) ：删除指定索引位的元素。 返回被删的元素。 

3、获取： 　　　　 　　　　　

  Object get(index) ：通过索引获取指定元素。 

  int indexOf(obj) ：获取指定元素第一次出现的索引位，如果该元素不存在返回-1；通过-1可以判断一个元素是否存在。 

  int lastIndexOf(Object o) ：反向索引指定元素的位置。

  List subList(start,end) ：获取子列表。 

4、修改： 　　

Object set(index,element) ：对指定索引位进行元素的修改。 

5、获取所有元素： 

ListIterator listIterator()：list集合特有的迭代器。

List集合支持对元素的增、删、改、查。 

List集合因为角标有了自己的获取元素的方式： 

遍历: 　　

for(int x=0; x<list.size(); x++) { 

　　sop("get:"+list.get(x)); 

} 

在进行list列表元素迭代的时候，如果想要在迭代过程中，想要对元素进行操作的时候，比如满足条件添加新元素。会发生.ConcurrentModificationException并发修改异常。 

导致的原因是： 

集合引用和迭代器引用在同时操作元素，通过集合获取到对应的迭代器后，在迭代中，进行集合引用的元素添加，迭代器并不知道，所以会出现异常情况。 

如何解决呢？ 

既然是在迭代中对元素进行操作,找迭代器的方法最为合适.可是Iterator中只有hasNext,next,remove方法.通过查阅的它的子接口,ListIterator,发现该列表迭代器接口具备了对元素的增、删、改、查的动作。 

ListIterator是List集合特有的迭代器。 

ListIterator it = list.listIterator;//取代Iterator it = list.iterator;  

 代码示例：

import java.util.*;
/*
注意：
1，add方法的参数类型是Object。以便于接收任意类型对象。
2，集合中存储的都是对象的引用(地址)
*/
class  CollectionDemo
{
    public static void main(String[] args) 
    {       
        method_get();
    }
    public static void method_get()
    {
        ArrayList al = new ArrayList();
        //1，添加元素。
        al.add("java01");//add(Object obj);
        al.add("java02");
        al.add("java03");
        al.add("java04");
        /*
        Iterator it = al.iterator();//获取迭代器，用于取出集合中的元素。
        while(it.hasNext())
        {            
　　　　　　　　sop(it.next());
        }
        */
        for(Iterator it = al.iterator(); it.hasNext() ; )
        {
            sop(it.next());
        }
    }

    public static void method_2()
    {
        ArrayList al1 = new ArrayList();
        al1.add("java01");
        al1.add("java02");
        al1.add("java03");
        al1.add("java04");

        ArrayList al2 = new ArrayList();
        al2.add("java03");
        al2.add("java04");
        al2.add("java05");
        al2.add("java06");
        
        //al1.retainAll(al2);//去交集，al1中只会保留和al2中相同的元素。
        al1.removeAll(al2);

        sop("al1:"+al1);
        sop("al2:"+al2);
    }

    public static void base_method()
    {
        //创建一个集合容器。使用Collection接口的子类。ArrayList
        ArrayList al = new ArrayList();

        //1，添加元素。
        al.add("java01");//add(Object obj);
        al.add("java02");
        al.add("java03");
        al.add("java04");

        //打印原集合。
        sop("原集合:"+al);


        //3，删除元素。
        //al.remove("java02");
        //al.clear();//清空集合。

        //4，判断元素。
        sop("java03是否存在:"+al.contains("java03"));
        sop("集合是否为空？"+al.isEmpty());

        //2，获取个数。集合长度。
        sop("size:"+al.size());

        //打印改变后的集合。
        sop(al);
    }

    public static void sop(Object obj)
    {
        System.out.println(obj);
    }
}

Set接口： 

Set接口中的方法和Collection中方法一致的。Set接口取出方式只有一种，迭代器。

　　　　HashSet：底层数据结构是哈希表，线程是不同步的。无序，高效； 

　　　　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。 当元素的hashCode值相同时，才继续判断元素的equals是否为true。 如果为　　true，那么视为相同元素，不存。如果为false，那么存储。 如果hashCode值不同，那么不判断equals，从而提高对象比较的速度。      

　　　　LinkedHashSet：有序，hashset的子类。 

　　　　TreeSet：对Set集合中的元素的进行指定顺序的排序。不同步。TreeSet底层的数据结构就是二叉树。 

哈希表的原理： 

1.对对象元素中的关键字(对象中的特有数据)，进行哈希算法的运算，并得出一个具体的算法值，这个值 称为哈希值。

2.哈希值就是这个元素的位置。 

3.如果哈希值出现冲突，再次判断这个关键字对应的对象是否相同。如果对象相同，就不存储，因为元素重复。如果对象不同，就存储，在原来对象的哈希值基础 +1顺延。 

4.存储哈希值的结构，我们称为哈希表。 

5.既然哈希表是根据哈希值存储的，为了提高效率，最好保证对象的关键字是唯一的。 这样可以尽量少的判断关键字对应的对象是否相同，提高了哈希表的操作效率。

 　　　　对于ArrayList集合，判断元素是否存在，或者删元素底层依据都是equals方法。 

　　 　　对于HashSet集合，判断元素是否存在，或者删除元素，底层依据的是hashCode方法和equals方法。

TreeSet: 

　　　　 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。 

如果元素不具备比较性，在运行时会发生ClassCastException异常。 

所以需要元素实现Comparable接口，强制让元素具备比较性，复写compareTo方法。 依据compareTo方法的返回值，确定元素在TreeSet数据结构中的位置。 

TreeSet方法保证元素唯一性的方式：就是参考比较方法的结果是否为0，如果return 0，视为两个对象重复，不存。 

注意：在进行比较时，如果判断元素不唯一，比如，同姓名，同年龄，才视为同一个人。 在判断时，需要分主要条件和次要条件，当主要条件相同时，再判断次要条件，按照次要条件排序。 

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集合的构造函数。 

第二种方式较为灵活。 

Map集合： 

　　　　Hashtable：底层是哈希表数据结构，是线程同步的。不可以存储null键，null值。

　　　　HashMap：底层是哈希表数据结构，是线程不同步的。可以存储null键，null值。替代了Hashtable. 

　　　　TreeMap：底层是二叉树结构，可以对map集合中的键进行指定顺序的排序。

 Map集合存储和Collection有着很大不同： 

Collection一次存一个元素；Map一次存一对元素。 Collection是单列集合；Map是双列集合。 

Map中的存储的一对元素：一个是键，一个是值，键与值之间有对应(映射)关系。 

特点：要保证map集合中键的唯一性。

 1、添加。 

put(key,value)：当存储的键相同时，新的值会替换老的值，并将老值返回。如果键没有重复，返回null。 void putAll(Map);

 2、删除。 

void clear()：清空 
value remove(key) ：删除指定键。 

3、判断。 

boolean isEmpty()： 
boolean containsKey(key)：是否包含key 
boolean containsValue(value) ：是否包含value 

4、取出。 

int size()：返回长度 value get(key) ：通过指定键获取对应的值。如返回null，可判断该键不存在。当然有特殊情况，就是在hashmap集合中，是可以存储null键null值的
Collection values()：获取map集合中的所有的值。 

 代码示例：

/*Map集合：该集合存储键值对。一对一对往里存。而且要保证键的唯一性。
Map
    |HashMap：底层是哈希表数据结构，允许使用 null 值和 null 键，该集合是不同步的。将hashtable替代，jdk1.2.效率高。
    |--TreeMap：底层是二叉树数据结构。线程不同步。可以用于给map集合中的键进行排序。
*/
import java.util.*;
class  MapDemo
{
    public static void main(String[] args) 
    {
        Map<String,String> map = new HashMap<String,String>();

        //添加元素,添加元素，如果添加时出现相同的键。那么后添加的值会覆盖原有键对应值。
//并put方法会返回被覆盖的值。
        System.out.println("put:"+map.put("01","zhangsan1"));
        System.out.println("put:"+map.put("01","wnagwu"));
        map.put("02","zhangsan2");
        map.put("03","zhangsan3");

        System.out.println("containsKey:"+map.containsKey("022"));
        //System.out.println("remove:"+map.remove("02"));

        System.out.println("get:"+map.get("023"));

        map.put("04",null);
        System.out.println("get:"+map.get("04"));//可以通过get方法的返回值来判断一个键是否存在。通过返回null来判断。
      
        //获取map集合中所有的值。
        Collection<String> coll = map.values();

        System.out.println(coll);
        System.out.println(map);
    }
}

5、想要获取map中的所有元素： 　　　　　

Map集合的取出原理：将map集合转成set集合。在通过迭代器取出。

　　　　1、Set<k> keySet：将map中所有的键存入到Set集合。因为set具备迭代器。所有可以迭代方式取出所有的键，在根据get方法。获取每一个键对应的值。 

　　　　2、Set<Map.Entry<k,v>> entrySet：将map集合中的映射关系存入到了set集合中，而这个关系的数据类型就是：Map.Entry

Map集合的取出方式代码示例：

/*
每一个学生都有对应的归属地。
学生Student，地址String。
学生属性：姓名，年龄。
注意：姓名和年龄相同的视为同一个学生。
保证学生的唯一性。
*/
import java.util.*;
class Student implements Comparable<Student>
{
    private String name;
    private int age;
    Student(String name,int age)
    {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    //复写Comparable的方法
    public int compareTo(Student s)
    {
        int num = new Integer(this.age).compareTo(new Integer(s.age));
        if(num==0)
            return this.name.compareTo(s.name);
        return num;
    }

    public int hashCode()
    {
        return name.hashCode()+age*34;
    }

    public boolean equals(Object obj)
    {
        if(!(obj instanceof Student))
            throw new ClassCastException("类型不匹配");
        Student s = (Student)obj;
        return this.name.equals(s.name) && this.age==s.age;       
    }

    public String getName()
    {
        return name;
    }
    public int getAge()
    {
        return age;
    }
    public String toString()
    {
        return name+":"+age;
    }
}

class  MapTest
{
    public static void main(String[] args) 
    {
        HashMap<Student,String> hm = new HashMap<Student,String>();

        hm.put(new Student("lisi1",21),"beijing");
        hm.put(new Student("lisi1",21),"tianjin");
        hm.put(new Student("lisi2",22),"shanghai");
        hm.put(new Student("lisi3",23),"nanjing");
        hm.put(new Student("lisi4",24),"wuhan");

        //第一种取出方式 keySet

        Set<Student> keySet = hm.keySet();

        Iterator<Student> it = keySet.iterator();

        while(it.hasNext())
        {
            Student stu = it.next();
            String addr = hm.get(stu);
            System.out.println(stu+".."+addr);
        }


        //第二种取出方式 entrySet
        Set<Map.Entry<Student,String>> entrySet = hm.entrySet();

        Iterator<Map.Entry<Student,String>> iter = entrySet.iterator();
        
        while(iter.hasNext())
        {
            Map.Entry<Student,String> me = iter.next();
            Student stu = me.getKey();
            String addr = me.getValue();
            System.out.println(stu+"........."+addr);
        }
    }
}

使用集合的技巧： 

　　1、看到Array就是数组结构，有角标，查询速度很快。 

　　2、看到link就是链表结构：

　　　　增删速度快，而且有特有方法：

　　　　addFirst； addLast； removeFirst()； removeLast()； getFirst()；getLast()； 

　　3、看到hash就是哈希表，就要想要哈希值，就要想到唯一性，就要想到存入到该结构的中的元素必须覆盖hashCode()，equals()方法。 

　　4、看到tree就是二叉树，就要想到排序和比较。 

比较的两种方式： 

　　一个是Comparable：覆盖compareTo方法； 

　　一个是Comparator：覆盖compare方法。

 　　LinkedHashSet，LinkedHashMap:这两个集合可以保证哈希表有存入顺序和取出顺序一致，保证哈希表有序。

集合什么时候用？ 

　　当存储的是一个元素时，就用Collection。当存储对象之间存在着映射关系时，就使用Map集合。 

保证唯一，就用Set。不保证唯一，就用List。