1.集合简介

数学定义：一般地，我们把研究对象统称为元素。把一些元素组成的总体叫做集合。

java集合定义：集合就是一个放数据的容器，准确的说是放数据对象引用的容器。

java中通用集合类存放于java.util包中。

2.集合的实现

实现集合（Collection）的数据类型有三种：

• 1.集（set）无序、不重复

  Set里存放的对象是无序，不能重复的，集合中的对象不按特定的方式排序，只是简单地把对象加入集合中。

  例如：HashSet 特例：TreeSet 有序的

• 2.列表（list）有序、可重复

  List里存放的对象是有序的，同时也是可以重复的，List关注的是索引，拥有一系列和索引相关的方法。

  例如ArrayList、LinkedList 等

• 3.队列（Queue）

  队列是一种特殊的线性表，它只允许在表的前端（front）进行删除操作，而在表的后端（rear）进行插入操作。进行插入操作的端称为队尾，进行删除操作的端称为队头。队列中没有元素时，称为空队列。

  在队列这种数据结构中，最先插入的元素将是最先被删除的元素；反之最后插入的元素将是最后被删除的元素，因此队列又称为“先进先出”（FIFO—first in first out）的线性表。

  例如 ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue等。由于其难以管理，性能不稳定等特点，一般项目中很少使用。

• 4.Map（映射）（键值对、键唯一、值不唯一）
  Map与collection的关系为依赖关系并不是其他三种的泛化关系。这一点要区分。

  例如 HashMap、TreeMap

3.集合的层次关系

所有的集合都继承与Collection，而Collection实现了Iterator接口。类图如下

依据实现分类

接口\实现	哈希表（Hash）	数组（Array）	平衡二叉树（Balanced Tree）	链表（Linked List）	哈希表+链表（Hash + Linked List）
集（Set）	HashSet		TreeSet		LinkedHashSet
列表（List）		ArrayList Stack		LinkedList
队列（Queue）		ArrayBlockingQueue ArrayDeque PriorityQueue		LinkedBlockingQueue
映射（Map）	HashMap HashTable WeakHashMap IdentityHashMap		TreeMap		LinkedHashMap

后续的篇章中我将各个实现类逐个解析。

4.抽象方法解读

1.Iterator与Iterable接口

定义迭代器，Iterator 接口中有三个方法：

1.hasNext()是否还有下一个元素。

2.next()返回下一个元素。

3.remove()删除当前元素。

定义是否能获取迭代器，Iterable 接口中的方法

iterator() return Iterator 返回一个迭代器。提供一个获取迭代器的方法。

2.Collection接口

Collection接口中的方法：

1.size() return int 集合中元素个数。

List<String> list1 = new ArrayList<String>();
list1.add("1");
list1.add("2");
list1.add("3");
System.out.println(list1.size());

结果 3

2.isEmpty() return boolean 集合是否为空集合。

List<String> list1 = new ArrayList<String>();
System.out.println(list1.isEmpty());

结果 true

3.contains(Object o) return boolean 集合中是否包含该元素。

List<String> list1 = new ArrayList<String>();
list1.add("1");
list1.add("2");
list1.add("3");
boolean isCont = list1.contains("3");
System.out.println(isCont);

结果： true

4.iterator() return Iterator 返回一个迭代器与Iterable中的重复了。

5.toArray() return Object[] 将所有元素以数组形式返回。

List<String> list1 = new ArrayList<String>();
list1.add("1");
list1.add("2");
list1.add("3");
for(Object obj:list1.toArray()) {System.out.print(obj+" ");
}

结果 1 2 3

6. T[] toArray(T[] a) 将所有元素按照约定的数据类型返回。 数据类型。

List<String> list1 = new ArrayList<String>();
list1.add("1");
list1.add("2");
list1.add("3");
for(Object obj:list1.toArray(new String[4])) {
System.out.print(obj+" ");
}

结果 1 2 3 null

7.boolean add(E e); 添加元素

8.boolean remove(Object o) 移除元素

List<String> list1 = new ArrayList<String>();
list1.add("1");
list1.add("2");
list1.add("3");
System.out.println(list1);
list1.remove("2");
System.out.println(list1);

结果

[1, 2, 3]

[1, 3]

9.boolean containsAll(Collection<?> c) 当前集合是否包含传入集合的全部元素

List<String> list1 = new ArrayList<String>();list1.add("1");
list1.add("2");
list1.add("3");List<String> list2 = new ArrayList<String>();
list2.add("1");
list2.add("2");
System.out.print(list1.containsAll(list2));List<String> list3 = new ArrayList<String>();
list3.add("1");
list3.add("2");
list3.add("4");
System.out.print(list1.containsAll(list3));

结果 true false

10.boolean addAll(Collection<? extends E> c) 将传入的集合全部添加到该集合中。(引用添加，如果引用的内容变化该集合也变化)

List<String> list1 = new ArrayList<String>();
list1.add("1");
list1.add("2");
list1.add("3");
List<String> list3 = new ArrayList<String>();
list3.add("1");
list3.add("2");
list3.add("4");
list1.addAll(list3);
System.out.println(list1);

结果 [1, 2, 3, 1, 2, 4]

11.boolean removeAll(Collection<?> c) 移除该集合中包含传入集合的元素。

List<String> list1 = new ArrayList<String>();list1.add("1");
list1.add("2");
list1.add("3");List<String> list2 = new ArrayList<String>();
list2.add("1");
list2.add("2");
list1.removeAll(list2);
System.out.println(list1);

结果 [3]

另外一个例子

List<String> list1 = new ArrayList<String>()；
list1.add("1");
list1.add("2");
list1.add("3");
List<String> list3 = new ArrayList<String>();
list3.add("1");
list3.add("2");
list3.add("4");
list1.removeAll(list3);
System.out.println(list1);

结果 [3]

由此可见不管传入元素有多少不相同的元素list的实现是只移除传入集合中与调用集合中元素相同的部分。

12.boolean retainAll(Collection<?> c) 保留该集合中相当于传入元素的集合，其他的元素删除。相当于 取两个集合的交集 。

List<String> list1 = new ArrayList<String>()；
list1.add("1");
list1.add("2");
list1.add("3");
List<String> list3 = new ArrayList<String>();
list3.add("1");
list3.add("2");
list3.add("4");
list1.retainAll(list3);
System.out.println(list1);

结果 [1, 2]

13.void clear() 清空所有元素

List<String> list1 = new ArrayList<String>()；
list1.add("1");
list1.add("2");
list1.add("3");
list1.clear();
System.out.println(list1);

结果 []

14.boolean equals(Object o) 判断是否相同

15.int hashCode() 返回该集合的哈希值。

3.AbstractCollection抽象方法

该抽象方法实现了Collection接口除了统计大小未实现外其他方法都提供了一个简单的实现方式。

4.ListIterator接口

ListIterator继承了Iterator接口。由于list的下表操作性所以ListIterator在Iterator接口方法的基础上可以拓展很多下标特点的方法，比如在迭代中转向、修改元素、添加元素等。

1.boolean hasPrevious() 是否有前一个

2.E previous() 返回前一个元素

3.int nextIndex() 下一个元素的下标

4.int previousIndex() 前一个元素的下标

5.void set(E e) 迭代中替换元素

6.void add(E e) 迭代中添加元素

5.List接口

List接口继承了Collection接口中的所有方法并重新定义了Collection接口中方法的规范。添加了一些list专用的方法。

1.E get(int index) 通过下标获取元素

2.E set(int index, E element) 将元素放入集合

3.void add(int index, E element) 添加新元素

4.E remove(int index) 依据下标移除元素

5.int indexOf(Object o) 查询元素位置从前往后找。

6.int lastIndexOf(Object o) 查询元素位置从后往前找。

7.ListIterator listIterator() 获取list迭代器。

8.ListIterator listIterator(int index) 从该元素位置迭代到最后一个元素。

List<String> list1 = new ArrayList<String>()；
list1.add("1");
list1.add("2");
list1.add("3");
ListIterator<String> i = list1.listIterator(1);
while(i.hasNext()) {System.out.println(i.next());
}

结果 2 3

9.List subList(int fromIndex, int toIndex) 依据下标截取一段列表（list）

List<String> list1 = new ArrayList<String>()；
list1.add("1");
list1.add("2");
list1.add("3");
List<String> subList = list1.subList(1, 2);
System.out.println(subList);

结果 [2]

返回的结果并不是ArrayList 而是ArrayList中的一个内部类SubList。SubList只是ArrayList的一个视图(映射) 所以无法转换为ArrayList.

6.Set和AbstractSet

Set接口继承了Collection接口中的所有方法并重新定义了Collection接口中方法的规范。
AbstractSet继承AbstractCollection 并重写了equals、removeAll、hashCode等方法

7.Queue

Queue继承了Collection接口中的方法并重新定义了Collection接口中方法规范。并重新添加了一些队列相关方法。

1.boolean add(E e) 像队列尾部添加一个元素,无容量检查。

2.boolean offer(E e) 向队列尾部添加一个元素，有容量检查。

3.E remove() 移除头部一个元素。

4.E poll() 移除头部一个元素。

5.E element() 获取头部元素并不移除元素。

6.E peek() 检索但不删除此队列的头部。

8.Map

Map作为集合中比较特殊的一个部分。使用了关联的方式使用了Collection并不存在继承关系。
Map的结构自成一体。下面介绍下Map接口中的功能。

1.interface Entry<K,V> 由于Map中的元素是以Key-Value方式存储的实际上就是一个一个的Entry.在Map中维护一个组合key和value的对象是有必要的。
这个对象中的方法有K getKey()、V getValue()、V setValue(V value)、boolean equals(Object o)、int hashCode()

2.int size() 元素个数

3.boolean isEmpty() 元素是否为空

4.boolean containsKey(Object key) 是否包含传来的key

5.boolean containsValue(Object value) 是否包含传来的Value

6.V get(Object key) 通过key获取value

7.V put(K key, V value) 将一个key-value放入map

8.V remove(Object key) 移除传来key的entity

9.void putAll(Map<? extends K, ? extends V> m)将传来的map中的entity传入该Map中、

10.void clear() 清空该集合

11.Set keySet() 将key遍历到Set集合中

12.Collection values() 返回一个所有元素的引用。

13.Set<Map.Entry<K, V>> entrySet() 返回一个entry的set集合

14 equales 和 hashCode

5.总结

将所有抽象层级比较高的的抽象方法都了解了一遍。有些抽象层级并没有写，到具体介绍时才进行编写。
java的集合家族庞大但是结构非常清晰。需要继续深入的研究。