【Java学习笔记】类集框架

我会带着你远行 2022-05-28 01:57 243阅读 0赞

## Java集合 ##

### 概述 ###

Java中集合可分为Set、List、Queue、Map四种，Set代表无序、不可重复的集合；List代表有序、重复的集合；Queue代表一种队列集合；Map代表具有映射关系的集合（键值对）。

#### **1）集合类于数组的区别** ####

*  数组既可以是基本类型的值，也可以是对象；
 *  集合里只能保存对象(虽然集合里不能放基本类型的值，但Java支持自动装箱)。

#### **2）集合继承关系图** ####

![这里写图片描述][70]  
![这里写图片描述][70 1]

## Collection类 ##

#### **1）常用方法** ####

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>No</th> 
   <th>方法名称</th> 
   <th>说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td><strong>1</strong></td> 
   <td><strong>public boolean add(E e)</strong></td> 
   <td><strong>向集合里添加一个普通元素</strong></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>2</td> 
   <td>public boolean addAll(Collection c)</td> 
   <td>追加一个集合</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>3</td> 
   <td>public void clear()</td> 
   <td>清空集合</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>4</td> 
   <td>public boolean contains(Object o)</td> 
   <td>判断是否包含有指定的内容</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>5</td> 
   <td>public boolean isEmpty()</td> 
   <td>判断是否是空集合</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>6</td> 
   <td>public boolean remove(Object o)</td> 
   <td>删除对象</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>7</td> 
   <td>public int size()</td> 
   <td>取得集合中元素保存的个数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>8</td> 
   <td>public Object[] toArray()</td> 
   <td>将集合变成对象数组保存</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><strong>9</strong></td> 
   <td><strong>Iterator iterator()</strong></td> 
   <td><strong>为Iterator接口实例化</strong></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

contains()与remove()方法需要equals()支持。Collection接口几乎不会使用了，而主要使用List（允许重复）与Set（不允许重复）子类。

## List集合 ##

**大量的扩充了Collection接口的方法。**

#### **1）常用方法** ####

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>No</th> 
   <th>方法名称</th> 
   <th>说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td><strong>1</strong></td> 
   <td><strong>public E get(int index)</strong></td> 
   <td><strong>取得索引编号的内容</strong></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>2</td> 
   <td>public E set(int index, E element)</td> 
   <td>修改指定索引编号的内容</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>3</td> 
   <td>public ListIterator listIterator()</td> 
   <td>为ListIterator接口实例化</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

由于List本身是属于接口的，所以必须存在有子类（ArrayList或Vector）才能使用此接口进行操作。

#### **2）ArrayList与Vector的区别？** ####

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>No</th> 
   <th>区别点</th> 
   <th>ArrayList</th> 
   <th>Vector</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>1</td> 
   <td>推出时间</td> 
   <td>JDK1.2推出</td> 
   <td>JDK1.0推出</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>2</td> 
   <td>性能</td> 
   <td>采用异步处理</td> 
   <td>采用同步处理</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>3</td> 
   <td>数据安全</td> 
   <td>非线程安全</td> 
   <td>线程安全</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>4</td> 
   <td>输出</td> 
   <td>Iterator、ListIterator、foreach</td> 
   <td>Iterator、ListIterator、foreach、Enumeration</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

#### **3）总结** ####

*  List中的数据保存顺序就是数据的添加顺序；
 *  List集合中可以保存有重复的元素；
 *  List子接口比Collection接口扩充了一个get()方法，使得List可以通过索引访问集合的元素内容；
 *  List选择子类就使用ArrayList。

## Set集合 ##

**Set接口并不像List接口那样对Collection接口进行了扩充，而只是进行了简单的继承。**  
set集合类似一个罐子，程序可以依次把多个对象“丢进”Set集合，而Set集合通常不能记住元素的添加顺序。Set集合不允许包含相同的元素，如果试图将相同的元素加入同一个Set集合中，则添加操作失败。Set集合有HashSet、TreeSet和EnumSet三个实现类。

### HashSet类 ###

HashSet是Set接口的典型实现，大多数时候使用Set集合时就是使用这个实现类。HashSet按Hash算法来存储集合中的元素，因此具有很好的存取和查找性能。

#### **1）特点** ####

*  不能保证元素的排列顺序，顺序可能与添加顺序不同，顺序也有可能发生变化。
 *  HashSet不是同步的，如果多个线程同时访问和修改一个HashSet，则必须通过代码来保证其同步。
 *  集合元素之可以是null。
 *  **HashSet集合判断两个元素相等的标准是两个对象通过equals()方法比较相等，并且这个对象的hashCode()方法返回值也相等。**

### LinkedHashSet类 ###

LinkedHashSet集合同样也是根据元素的hashCode值来决定元素的存储位置，但他同时使用链表维护元素的次序，这样使得元素看起来是以插入的顺序保存的。所以当我们遍历LinkedHashSet集合里的元素时，LinkedHashSet将会按元素的添加顺序来访问集合里的元素。

LinkedHashSet需要维护元素的插入顺序，所以性能略低于HashSet的性能。但在遍历Set里的全部元素时将有很好的性能。

### TreeSet类 ###

TreeSet类主要**依靠Comparable接口中的compareTo()方法**判断，如果返回的是0，那么它就会被认为是重复数据，不会被保存。

一般不会使用。

## Map接口 ##

用于保存一对关联数据（key = value），即键值对，可以使用Map接口实现此类数据的保存。可以通过key查找value。**Map存放数据的目的主要是为了信息查找。**

#### **1）常用方法** ####

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>No</th> 
   <th>方法名称</th> 
   <th>说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td><strong>1</strong></td> 
   <td><strong>public V put(K key, V value)</strong></td> 
   <td><strong>向集合中保存数据</strong></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><strong>2</strong></td> 
   <td><strong>public V get(Objet key)</strong></td> 
   <td><strong>根据key查找对应的value数据</strong></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><strong>3</strong></td> 
   <td><strong>public Set</strong></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### HashMap ###

public static void main(String[] args) {
        Map<String, Integer> map = new HashMap<String, Integer>();
        map.put(null, 0);       //可以存null
        map.put("ONE", 1);
        map.put("TWO", 2);
        map.put("THREE", 3);
        map.put("TWO", 22);     //key重复项
        System.out.println(map);
        System.out.println(map.get("TWO"));     //覆盖后的value值，返回22
        System.out.println(map.get(null));      //返回0
        System.out.println(map.get("FOUR"));    //不存在的key值，返回null
    
        //获得所有的Key，并输出
        Set<String> set = map.keySet();
        Iterator<String> it = set.iterator();
        while(it.hasNext()) {
            System.out.println(it.next());
        }
    }

特点：

*  HashMap集合时无序的；
 *  key重复时，旧的value会被新的value覆盖。

### Hashtable ###

在JDK1.0时提供的

public static void main(String[] args) {
        Map<String, Integer> map = new Hashtable<String, Integer>();
        map.put("one", 1);
        map.put("two", 2);
        map.put("three", 3);
        map.put("three", 3);
        //错误
        map.put("Four", null);   //value不能为null
        map.put(null, 4);       //key不能为null
    
        System.out.println(map);
    }

Hashtable与HashMap使用起来是类似的，但Hashtable 的key与value都不能设置为null。

### HashMap与Hashtable 的区别 ###

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>No</th> 
   <th>区别点</th> 
   <th>HashMap</th> 
   <th>Hashtable</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>1</td> 
   <td>推出时间</td> 
   <td>JDK1.2推出</td> 
   <td>JDK1.0推出</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>2</td> 
   <td>性能</td> 
   <td>采用异步处理</td> 
   <td>采用同步处理</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>3</td> 
   <td>数据安全</td> 
   <td>非线程安全</td> 
   <td>线程安全</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>4</td> 
   <td>设置null</td> 
   <td>允许key与value为null</td> 
   <td>不允许key与value为null</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### Map的输出问题 ###

Map接口与并没有返回Iterator接口对象的方法，所以如果想要使用Iterator输出Map集合，还需要经过一定的转化。

#### **1）Map.Entry** ####

public static interface Map.Entry<K, V>

而在这个内部接口中，定义了两个get()与set()方法：

*  public K getKey();
 *  public V getValue();

#### **2）输出Map的步骤：** ####

*  利用Map接口的entrySet()方法将Map集合变为Set集合，里边的泛型是Map.Entry；
 *  利用Set集合中的iterator()方法将Set集合进行Iterator输出；
 *  每一次Iterator循环去除的都是Map.Entry接口对象，利用此对象进行key与value的取出。

#### **3）示例** ####

public static void main(String[] args) {
        Map<String, Integer> map = new Hashtable<String, Integer>();
        map.put("ONE", 1);
        map.put("TWO", 2);
        map.put("THREE", 3);
    
        //将Map集合变为Set集合，为了使用iterator()方法
        Set<Map.Entry<String, Integer>> set = map.entrySet();
        //创建iterator对象
        Iterator<Map.Entry<String, Integer>> it = set.iterator();
        //循环取出
        while(it.hasNext()) {
            Map.Entry<String, Integer> em = it.next();
            System.out.println(em.getKey() + " = " + em.getValue());
        }
    }

### Map集合中的key ###

当我们使用自定义的类型来做Map的key值时，一定要重写Object类之中的hashCode()与equals()方法，这有靠这两个方法才能够确定元素是否重复，才能够在Map中查找到。

**所以在使用Map时，String类型是首选的key类型，尽量少用自定义的类型作为key。**

## 集合的输出 ##

主要支持四种输出方式：**Iterator**、ListIterator、**Enumeration**、foreach。以Iterator与Enumeration为主。

### 迭代输出——Iterator（核心） ###

Iterator接口也是Java集合框架的成员，它主要由用于遍历Collection集合中的元素，Iterator对象也被称为迭代器。修改迭代遍历Iterator的值对集合元素本身不会产生影响。

#### **1）常用方法** ####

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>No</th> 
   <th>方法名称</th> 
   <th>说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>1</td> 
   <td>public boolean hasNext()</td> 
   <td>如果被迭代的集合元素还没有被遍历完，则返回true</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>2</td> 
   <td>public Object next()</td> 
   <td>返回集合里的下一个元素</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

#### **2）遍历集合示例** ####

public static void main(String[] args) {
        //创建集合，并添加数据
        List<String> book = new ArrayList<String>();
        book.add("Compute Network");
        book.add("Clean Code");
        book.add("Java");  
    
        //迭代输出
        Iterator it = book.iterator();
        while(it.hasNext()) {
            String bookName = (String)it.next;
            System.out.println(bookName);
            if(book.equals("Clean Code")) {
                it.remove();    //将"Clean Code"从集合中移除
            }
        }
    
        //遍历集合
        book.forEach(str -> System.out.println(str));
    
        //foreach输出
        //ArrayList实现了get()方法，所以可以通过索引进行访问
        for(int i =0; i < book.size(); i++) {
            String str = book.get(i);
            System.out.println(str);
        }
    }

#### **3）双向迭代** ####

Iterator只提供从前往后的迭代输出，而我们可以使用Iterator的子接口——ListIterator来实现从后向前的迭代输出。

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>No</th> 
   <th>方法名称</th> 
   <th>说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>1</td> 
   <td>public boolean hasPrevious()</td> 
   <td>判断是否有前一个元素</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>2</td> 
   <td>public E previous()</td> 
   <td>取得前一个元素</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

ListIterator是专门为List子接口定义的输出接口，它只能通过List来获得ListIterator的实例。

public static void main(String[] args) {
        List<String> book = new ArrayList<String>();
        book.add("Compute Network");
        book.add("Clean Code");
        book.add("Java");
    
        ListIterator<String> it = book.listIterator();
        System.out.println("由前向后进行输出：");
        while(it.hasNext()) {
            String bookName = (String)it.next();
            System.out.println(bookName);
        }
    
        System.out.println("由后向前进行输出：");
        while(it.hasPrevious()) {
            String bookName = (String)it.previous();
            System.out.println(bookName);
        }
    }

**如果要想实现由后向前输出，必须得先由前向后输出。（如果将以上示例将输出代码的顺序交换，就会发生没有值的错误）**

### foreach输出 ###

我最喜欢的还是foreach循环遍历，简洁。

public static void main(String[] args) {
        //创建集合，并添加数据
        …
        for(Object obj : books) {
            String bookName = (String)obj;
             System.out.println(bookName);
        }
    }

### Enumeration输出 ###

在JDK1.0时所推出的输出接口

#### **1）常用方法** ####

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>NO</th> 
   <th>方法名称</th> 
   <th>说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>1</td> 
   <td>public boolean hasMoreElements()</td> 
   <td>判断是否有下一个元素</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>2</td> 
   <td>public E nextElement()</td> 
   <td>取出当前元素</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

取得Enumeration接口的实例只能通过Vector子类。

## Collections工具类 ##

public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<String>();
        Collections.addAll(list, "A","B","C","D");      //追加
        Collections.reverse(list);                  //反转
        System.out.println(list);
    }

#### **1）Collection与Collections的区别？** ####

*  Collection是集合操作的接口；
 *  Collections是结合操作的工具类，可以进行List、Set、Map集合的操作。

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