Java——Java集合概述

本文根据疯狂Java讲义（第3版）百度百科整理而成，感谢李刚老师

Java集合类是一种特别有用的工具类，可用于存储数量的对象，也可以实现常用的数据结构如栈、队列等。Java集合大致分为Set，List，Queue（三者均由Collection派生）和Map四种体系，其中Set表示无序，不可重复的集合，List表示有序，可以重复的集合，Queue用于模拟队列这种数据结构，Map则表示具有映射关系（键值对）的集合。

Java集合就像是一种容器，可以把多个对象（实际是对象的引用）放进容器中。Java 5之前，集合会丢失所放入对象的数据类型，把所有对象都当做Object类型处理；Java 5增加泛型，集合可以记住容器中对象的数据类型，从而可以编写出更简洁健壮的代码。

一、Java集合概述

1. Collection和Map体系结构

Java的集合类主要由两个接口派生而出，Collection和Map，Collection和Map是Java集合的根接口，这两个接口又包含了一些子接口或实现类。



上图为Collection接口，子接口及其实现的继承树。Collection为根接口，派生出三个子接口：Set、Queue和List。

子接口Set的实现类有HashSet，EnumSet，子接口有SortedSet，其中类HashSet有子类LinkedHashSet，子接口SortedSet有一个实现类是TreeSet。

子接口Queue的实现类有PriorityQueue(优先队列)，子接口有Deque，其中子接口的实现类有ArrayDeque，LinkedList(也实现了List接口)。

子接口List的实现类有ArrayList，LinkedList，Vector。其中Vector有子类Stack。Vector类似于ArrayList，但是线程安全，Stack可作为数据结构栈。不过Vector和Stack比较古老，JDK1.0时就存在了，性能较差，现在不推荐使用这二者。

常用的实现类有HashSet, TreeSet, ArrayList, ArrayDeque, LinkedList。



上图是Map接口及其实现的继承树，所有的Map实现类用于保存具有映射关系的数据（也叫关联数组或键值对）。

Map接口的子接口有SortedMap，实现类有EnumMap，IdentityHashMap，HashMap，Hashtable，WeakHashMap。其中子接口SortedMap存在子类TreeMap，子类HashMap存在子类LinkedHashMap，Hashtable存在子类Properties。

常用的实现类有HashMap，TreeMap。

2. Collection和Iterator接口

1.Collection接口是List，Set和Queue接口的根接口，该接口中定义的方法既可以用于List集合，也可以用于Set和Queue集合。Collection接口定义了如下操作集合元素的方法：

返回类型	方法名称	方法摘要
boolean	add(Obejct o)	该方法用于向集合里添加一个元素。如果集合对象被佳添加操作改变了，则返回true，否则返回false。
boolean	addAll(Collection c)	该方法把集合c里的所元素添加到指定集合里。如果集合对象被添加操作改变了，则返回true，否则返回false。
void	clear()	清除集合里的所有元素，将集合长度变为0。
boolean	contains(Object o)	返回集合里是否包含指定元素
boolean	containAll(Collection c)	返回集合里是否包含指定集合c里的所有元素
boolean	isEmpty()	返回集合是否为空。当集合长度为0时返回true，否则返回false。
Iterator	iterator()	返回一个Iterator对象，用于遍历集合里的元素。
boolean	remove(Object o)	删除集合中的指定元素o，当即和里包含了一个或多个元素o时，该集合只删除第一个符合条件的元素，删除成功则返回true。
boolean	removeAll(Collection c)	从集合里删除集合c里包含的所有元素（相当于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，则方法返回true.
boolean	retainAll(Collection c)	从即合理删除集合c不包含的元素（相当于调用该方法的集合与c做交集），如果该集合改变，则返回true
int	size()	该方法返回集合里元素的个数。
Obejct[]	toArray()	该方法把集合转换成一个数组，所有的集合元素变成对对应的数组元素。

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// Collection示例代码（没有使用泛型）
public class CollectionTest {
public static void main(String[] args) {
Collection c = new ArrayList();
c.add("孙悟空被压了");
c.add(500);// 整数可以自动转化为响应的包装类型Integer
c.add("年");
System.out.println(c.isEmpty());
System.out.println(c.size());
System.out.println(c); // 直接输出集合c会自动调用集合的toString方法
System.out.println(c.toString()); //等同于上一句
System.out.println(c.contains(500));
c.clear();
System.out.println(c.isEmpty());
System.out.println(c);
System.out.println(c.contains(500));
}
}

2.Iterator接口也是Java集合框架的成员，但它与Collection系列，Map系列的集合不一样，Collection和Map系列用于盛装其他对象，而Iterator主要用于遍历（即迭代访问）集合中的元素。Iterator对象也被称为迭代器。Iterator接口隐藏了各种Collection实现类的底层细节，向应用程序提供了遍历Collection集合元素的统一编程接口。Iterator定义课如下四个方法：

boolean hasNext(): 如果被迭代的集合元素还没有遍历完，则返回true。

Object next(): 返回集合里的下一个元素。

void remove(): 删除集合里上一次next方法返回的元素。

void forEachRemaining(Consumer action): 这是Java 8为Iterator新增的默认方法，该方法可使用Lambda表达是来遍历集合元素。

// Iterator示例代码
public class IteratorTest {
public static void main(String[] args) {
Collection c = new ArrayList();
...// 添加String元素
Iterator it = c.iterator();
while (it.hasNext()) {
String s = (String)it.next();
System.out.print(book + " ");
}
}
}

3.使用foreach循环遍历集合元素：除了可以使用Iterator接口迭代访问Collection集合里的元素之外，使用Java 5提供的foreach循环迭代访问集合元素也很便捷。

// 使用Foreach循环迭代访问
public class ForeachTest {
public static void main(String[] args) {
Collection c = new ArrayList();
...// 添加String元素
foreach(Object obj: c) {
String s = (String)obj;
System.out.print(book + " ");
}
}
}

4.Java 8新增特性：使用Lambda表达式遍历集合，使用Lambda表达式遍历Iterator，使用Predicate操作集合，使用Stream操作集合。暂时还没有用到过，有时间再学习。

5.接下来逐一介绍Set集合，List集合和Map集合…

参考资料：

1. Java在线API中文文档 - 开源中国

2. JAVA集合类汇总 - hey平平

3. Java集合类详解 - 毛凡的博客