java集合，Collection，list，set，map汇总

1 Java集合简介

Java是一门面向对象的语言，就免不了处理对象，为了方便操作多个对象，那么我们就得把这多个对象存储起来，想要存储多个对象(变量),很容易就能想到一个容器(集合)来装载

简单来说集合就是“由若干个确定的元素所构成的整体”。就是Java给我们提供了工具方便我们去操作多个Java对象。

1.集合只能存放对象。比如你存入一个int型数据66放入集合中，其实它是自动转换成Integer类后存入的，Java中每一种基本数据类型都有对应的引用类型。
2.集合存放的都是对象的引用，而非对象本身。所以我们称集合中的对象就是集合中对象的引用。对象本身还是放在堆内存中。
3.集合可以存放不同类型，不限数量的数据类型。

1.1 如何学习集合

首先需要了解集合的分类，以及集合用法（看api），实现类，各有什么功能和不同，这在面试中经常会考到，再一个就是从数据结构层面底层去考虑这些问题，虽然以后在工作中多数人都不会涉及，但是这是考验学习能力的一种方式。

1.2 集合的主要三种类型

List：一种有序列表的集合，例如，按索引排列的Student的List；
Set：一种保证没有重复元素的集合，例如，所有无重复名称的Student的Set；
Map：一种通过键值（key-value）查找的映射表集合，例如，根据Student的name查找对应Student的Map。

1.2 关于使用集合的心得

如果是集合类型，有List和Set供我们选择。List的特点是插入有序的，元素是可重复的。Set的特点是插入无序的，元素不可重复的。至于选择哪个实现类来作为我们的存储容器，我们就得看具体的应用场景。是希望可重复的就得用List，选择List下常见的子类。是希望不可重复，选择Set下常见的子类。
如果是Key-Value型，那我们会选择Map。如果要保持插入顺序的，我们可以选择LinkedHashMap，如果不需要则选择HashMap，如果要排序则选择TreeMap。

常见的数据结构

数据结构指的是数据的组存储方式，不同的数据结构有不同的特点。

数组结构（ArrayList底层结构）　　查询快，增删慢
链表结构（LinkedList底层结构）　　查询慢，增删快
栈和队列　　栈：先进后出(子弹夹,杯子) 　　队列：先进先出(排队,管子)

栈和队列

树

链表

2 集合的分类

2.1.常用集合的归纳：

List 接口：元素按进入先后有序保存，可重复

LinkedList 接口实现类，链表，插入删除，没有同步，线程不安全
ArrayList 接口实现类，数组，随机访问，没有同步，线程不安全
Vector 接口实现类数组，同步，线程安全（Stack 是Vector类的实现类）

Set 接口：仅接收一次，不可重复，并做内部排序

HashSet 使用hash表（数组）存储元素

LinkedHashSet 链表维护元素的插入次序

TreeSet 底层实现为二叉树，元素排好序

2.2.最主要是看图：

集合与数组的区别

数组和集合的区别:

1:长度的区别
- 数组的长度固定
- 集合的长度可变
2:内容不容
- 数组存储的是同一种类型的元素
- 集合可以存储不同类型的元素(但是一般我们不这样干..)

3:元素的数据类型
- 数组可以存储基本数据类型,也可以存储引用类型
- 集合只能存储引用类型(你存储的是简单的int，它会自动装箱成Integer)

3.Collection

Collection常见方法

添加功能 boolean add(E e) 添加一个元素 boolean addAll(Collection c)
添加一批元素
删除功能 boolean remove(Object o) 删除一个元素
判断功能 boolean contains(Object o) 判断集合是否包含指定的元素 boolean isEmpty()
判断集合是否为空(集合中没有元素)
获取功能 int size()
获取集合的长度
转换功能 Object[] toArray() 把集合转换为数组

Collection：使用技巧

3.1 list和set的区别：

3.2 list

ArrayList：底层数据结构是数组，查询快，增删慢，线程不安全，效率高，可以存储重复元素
LinkedList 底层数据结构是链表，查询慢，增删快，线程不安全，效率高，可以存储重复元素
Vector:底层数据结构是数组，查询快，增删慢，线程安全，效率低，可以存储重复元素

list常见方法

1.add(int index, Object ele)

2.boolean addAll(int index, Collection eles)

3.Object get(int index)

http://4.int indexOf(Object obj)

http://5.int lastIndexOf(Object obj)

6.Object remove(int index)

7.Object set(int index, Object ele)

8.List subList(int fromIndex, int toIndex)

3.3 set集合

Set集合的特点是：元素不可重复

HashSet集合

底层数据结构是哈希表(是一个元素为链表的数组)
不能保证元素的顺序。
HashSet不是线程同步的，如果多线程操作HashSet集合，则应通过代码来保证其同步。
集合元素值可以是null。
影响哈希冲突的条件，首先看哈希值是否相等，然后判断equals是否相等（内容是否相等）

TreeSet集合

A:底层数据结构是红黑树(是一个自平衡的二叉树)
B:保证元素的排序方式（自然排序），实现Comparable接口

LinkedHashSet集合

A:：底层数据结构由哈希表和链表组成。
原来存储是什么顺序，就是什么顺序

各Set实现类的性能分析

HashSet的性能比TreeSet的性能好（特别是添加，查询元素时），因为TreeSet需要额外的红黑树算法维护元素的次序，如果需要一个保持排序的Set时才用TreeSet，否则应该使用HashSet。
LinkedHashSet是HashSet的子类，由于需要链表维护元素的顺序，所以插入和删除操作比HashSet要慢，但遍历比HashSet快。
EnumSet是所有Set实现类中性能最好的，但它只能保存同一个枚举类的枚举值作为集合元素。
以上几个Set实现类都是线程不安全的，如果多线程访问，必须手动保证集合的同步性，这在后面的章节中会讲到。

3.4遍历Collection集合的方式

１．普通的for循环【必须要有索引，可以修改元素】

注意set集合是无序的不能使用普通for循环遍历，只能使用增强for或者迭代器遍历

import java.util.*;public class test{public static void main(String[] args) {ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();list.add("Hello");list.add("Java");list.add("World");list.add("轩成笔记");for (int i = 0; i < list.size(); i++){String s = (String) list.get(i);System.out.println(s);}}
}

２．迭代器遍历【任何集合都可以遍历，只能获取元素】

只要是Collection集合都适合
它是Java集合的顶层接口（不包括map系列的集合，Map接口是map系列集合的顶层接口）

1. Object next()：返回迭代器刚越过的元素的引用，返回值是Object，需要强制转换成自己需要的类型。

2. boolean hasNext()：判断容器内是否还有可供访问的元素。

3. void remove()：删除迭代器刚越过的元素。

所以除了map系列的集合，我么都能通过迭代器来对集合中的元素进行遍历。
注意：我们可以在源码中追溯到集合的顶层接口，比如Collection接口，可以看到它继承的是类Iterable

import java.util.*;public class test{public static void main(String[] args) {Collection<String> c = new ArrayList<String>();c.add("Hello");c.add("Java");c.add("World");c.add("轩成笔记");//获取迭代器对象Iterator<String> it = c.iterator();//hasNext()判断是否有下一个元素，如果有就用next()获取while(it.hasNext()){//获取下一个元素String s = it.next();System.out.println(s);}}
}

３．高级for循环【就是迭代器的简化方式】

import java.util.*;public class test{public static void main(String[] args) {Collection<String> c = new HashSet<String>();c.add("Hello");c.add("Java");c.add("World");c.add("轩成笔记");//高级for遍历集合for (String s : c){System.out.println(s);}int[] arr = {1, 2, 3, 4, 5};//高级for遍历数组for (int a : arr){System.out.println(a);}}
}

4.1 Map详解：

Map用于保存具有映射关系的数据，Map里保存着两组数据：key和value，它们都可以使任何引用类型的数据，但key不能重复。所以通过指定的key就可以取出对应的value
Collection中的集合，元素是孤立存在的(理解为单身)，向集合中存储元素采用一个个元素的方式存储。 Map中的集合，元素是成对存在的(理解为夫妻)。每个元素由键与值两部分组成,通过键可以找对所对应的值。
Collection中的集合称为单列集合，Map 中的集合称为双列集合。需要注意的是，Map中的集合不能包含重复的键，值可以重复;每个键只能对应一个值。

4.2小结

HashMap 非线程安全
HashMap：基于哈希表实现。使用HashMap要求添加的键类明确定义了hashCode()和equals()[可以重写hashCode()和equals()]，为了优化HashMap空间的使用，您可以调优初始容量和负载因子。
TreeMap：非线程安全基于红黑树实现。TreeMap没有调优选项，因为该树总处于平衡状态。

4.3 map各类实用场景

HashMap和HashTable:HashMap去掉了HashTable的contains方法，但是加上了containsValue()和containsKey()方法。HashTable同步的，而HashMap是非同步的，效率上比HashTable要高。HashMap允许空键值，而HashTable不允许。

HashMap：适用于Map中插入、删除和定位元素。 Treemap：适用于按自然顺序或自定义顺序遍历键(key)。

map的两种遍历方式KeySet、entrySet

1. Map集合的第一种遍历方式:通过键找值的方式

方法: Set keySet() 返回此地图中包含的键的Set视图。 实现步骤:

使用keySet() ，把Map集合中的所有的key取出来，存入到一-个Set集合中
遍历set集合，获取到Map集合中的每一个key
通过Map集合中的V get(0bject key)，获取到所有的Value值，输出

public class MapTest02 {public static void main(String[] args) {Map<String, Integer> map = new HashMap<>();map. put( "赵丽颖", 168);map. put("杨颖" ,165);map. put("林志颖" ,155);Set<String> Set = map.keySet();//返回的是一个set集合for (String key : Set) {Integer value = map.get(key);System.out.println(key+" "+value);}}
}

2.Map集合的第二种遍历方式: 使用Entry 对象遍历

Entry:键值对(key-value)
方法:
Map接口:
Set<Map. Entry<K, V>> entrySet() 返回此地图中包含的映射的Set视图。
java. util Interface Map. Entry<K, V>:
K getKey()返回与此条目相对应的键。
V getValue() 返回与此条目相对应的值。
实现步骤:

使用Map集合中的entrySet()方法，把集合中多个Entry对象取出来，存储到一个Set 集合中
遍历Set集合，获取到每一个Entry
调用Entry中的getKey()和IgetValue()方法获取键和值

public class MapTest03 {public static void main(String[] args) {Map<String, Integer> map = new HashMap<>();map. put( "赵丽颖", 168);map. put("杨颖" ,165);map. put("林志颖" ,155);Set<Map.Entry<String, Integer>> set = map.entrySet();for (Map.Entry<String, Integer> entry : set) {System.out.println(entry.getKey()+entry.getValue());}}
}

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