Java集合类有什么用

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   集合类是Java数据结构的实现。Java的集合类是java.util包中的重要内容，它允许以各种方式将元素分组，并定义了各种使这些元素更容易操作的方法。Java集合类是Java将一些基本的和使用频率极高的基础类进行封装和增强后再以一个类的形式提供。集合类是可以往里面保存多个对象的类，存放的是对象，不同的集合类有不同的功能和特点，适合不同的场合，用以解决一些实际问题。 

集合类简述： 

   集合类是用来存放某类对象的。集合类有一个共同特点，就是它们只容纳对象（实际上是对象名，即指向地址的指针）。这一点和数组不同，数组可以容纳对象和简单数据。如果在集合类中既想使用简单数据类型，又想利用集合类的灵活性，就可以把简单数据类型数据变成该数据类型类的对象，然后放入集合中处理，但这样执行效率会降低。

   集合类容纳的对象都是Object类的实例，一旦把一个对象置入集合类中，它的类信息将丢失，也就是说，集合类中容纳的都是指向Object类对象的指针。这样的设计是为了使集合类具有通用性，因为Object类是所有类的祖先，所以可以在这些集合中存放任何类而不受限制。当然这也带来了不便，这令使用集合成员之前必须对它重新造型。

   集合类是Java数据结构的实现。在编写程序时，经常需要和各种数据打交道，为了处理这些数据而选用数据结构对于程序的运行效率是非常重要的。

一.集合
1、针对不同特点的数据，能够选择对应接口的主要的类进行实例化和方法的调用
2、熟悉接口的不同的实现类的区别、特点
3、相关接口实现类的底层实现：存储结构

二.集合框架结构
Collection:存储一个一个的数据
List:存储有序的、可以重复的数据 ： 替换数组，"动态数组"
ArrayList/LinkedList/Vector
Set:存储无序的、不可重复的数据： 高中的集合
HashSet/LinkedHashSet/TreeSet
Map:存储一对一对的数据（key-value)：高中的函数。 y = f(x) (x1,y1),(x2,y2)
HashMap/LinkedHashMap/TreeMap/Hashtable/Properties
三、Collection包含List和Set两个子接口；
其中List存放 有序、可重复数据 ----à动态数组
List是Collection的子接口，Collection中声明的方法，在List的实现类中都可以使用。
            ArrayList：Collection collection = new ArrayList();
List list = Arrays.aslist();//将数组转化为list，一般是初始化时使用。且不支持add()和remove()，也就是说在不改变长度的情况下，可以使用。
ArrayList list = new ArrayList();
List list = new ArrayList();//多态性；
Collection中的常用方法

四、功能：增，删，改，查，插，长度，遍历

1. add(Object obj):添加元素obj到当前集合中，可以自动装箱
2.size():获取集合中元素的个数
3.addAll(Collection coll):将coll集合中的元素添加到当前集合中。
4.isEmpty():判断当前集合是否为空。
5.clear():清空当前集合
6.contains(Object obj):判断当前集合中是否包含obj元素
7.containsAll(Collection coll):判断当前集合中是否包含coll集合中的所有元素
8.remove(Object obj):删除当前集合中首次出现的obj元素
9.removeAll(Collection coll):差集：从当前集合中移除其与coll集合共有的元素
10.retainAll(Collection coll):交集：获取当期集合与coll集合共有的元素
11. equals(Object obj):判断当前集合与obj元素是否相等
12.hashCode():返回当前集合对象的哈希值
13.toArray():将集合转换为数组

ArrayList：线程不安全，效率高，相对于其他List是主要实现类，适用于大量的查找工作，底层是Object[]数组，有序可重复。

Integer[] arr2 = new Integer[]{1,2,3};
int[] arr3 = new int[]{1,2,3};

     List list2 = Arrays.asList(arr2);

     List list3 = Arrays.asList(arr3);//存放的时地址值

     List list4 = Arrays.asList(1,2,3);

     System.out.println(list2.size());//3

     System.out.println(list3.size());//1

     System.out.println(list4.size());//3

     System.out.println(list3);//[[I@4459eb14]

         
LinkedList：LinkedList list = new LinkedList();

线程不安全；底层使用双向链表存储数据，对于频繁的插入、删除操作，使用此类效率高。

Vector：Vector v = new Vector();

List的古老实现类，线程安全，效率低，底层使用Object[]存储

Set：其中Set存放 无序、不可重复数据 ----à类似初中概念集合

          HashSet：HashSet set = new HashSet();

          Set set = new HashSet();

主要实现类，线程不安全，可以存放null值，底层也是使用数组+链表+红黑树存储的。

无序性：不等于随机性，元素在底层存储的位置不是像数组一样是依次紧密排列的，而是参考其hashCode值决定的存储位置，理解为无序性。
不可重复性：跟据对象的equals()进行判断。如果返回true，则添加失败。保证了不可重复性。
所以，必须要重写hashCode()和equals()方法，并且保持两方法的一致性，相等的对象必须具有相等的散列码。

      LinkedHashSet：

LinkedHashSet set = new LinkedHashSet();

       Set set = new LinkedHashSet();

是HashSet的子类，在添加数据之外，还通过一对指针记录先后添加的顺序，使得遍历Set元素时，较HashSet效率更高。

            TreeSet：TreeSet set = new TreeSet();

可以按照添加的元素的指定的属性的大小进行遍历，排列的方式有自然排序和定制排序，底层使用的红黑树。

特别注意：向TreeSet中添加的元素必须是同一个类型的对象，TreeSet中不能存放相同的元素，判断的标准不是hashCode()和equals()方法，而是按照自然排序或定制排序中重写的compareTo()或compare()方法进行比较。

Map接口，存放一对一对的数据，键值对(key-value)，map中一个key-value构成了一个Entry，Map接口类似函数。

HashMap：HashMap map = new HashMap();//底层创建长度为16的Entry数组table

Map中的key彼此不可重复、无序，添加元素方法put();且添加遵循七上八下(jdk7中添加元素放在首端，jdk8中添加元素放在末尾)；

Map中的常用方法：Object put(Object key,Object value); void putAll(Map m); Object remove(Object key); void clear(); Object get(Object key); boolean containKey(Object key); boolean containsValue(Object value); int size(); boolean isEmpty; boolean equals(Object obj); Set keyset(); Collection values(); Set entrySet();

五、总结：
            增：put(Object key,Object value)
            删：remove(Object key)
            改：put(Object key,Object value)
            查：get(Object key)
            长度：size()
            遍历：keySet()；values()；entrySet()
      LinkedHashMap：
      TreeMap：TreeMap map = new TreeMap();
      向TreeMap中添加key-value，要求所有的key必须是同一个类的对象，针对于key，实现自然排序或定制排序。
      Hashtable：
      Properties：Hashtable的子类，其中key-value都是String类型，常用来处理属性文件。
HashMap的源码解析(底层实现原理)
      HashMap使用的存储结构：jdk8：数组+链表+红黑树 jdk7：数组+链表 (链表结构七上八下)
       加了红黑树以后，提高数据的查找、对比的效率
            链表：“七上八下”
      初始化的问题：new HashMap();
            jdk8：没有初始化底层数组(懒汉式)
            jdk7：实例化时就初始化了底层数组(饿汉式)
            jdk8：底层的数组Node[]  (class HashMap.Node implements Map.entry)
            jdk7：底层的数组Entry[]   (class HashMap.Entry implements Map.entry)
      class Node/Entry{

      int hash;

      K key;V value;                  

      Node/Entry next;            

   }
      添加数据的过程:
            在jdk8中，首次调用put()，底层会创建长度为16的数组，然后添加数据
            在jdk7中，首次调用put()，直接添加数据扩容机制
            临界值threshold，当添加的元素超过临界值时，要考虑扩容，默认扩容为原来的2倍
            默认情况下等于
DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY.即为12
            加载因子：默认时0.75
      添加操作之外的，get(),remove()也参考put(key,value)
 
增强for循环(for-each循环)
格式：
for(集合元素类型 变量名称 : 待遍历的集合对象的引用){
}
例子：
for( Object obj : collection){      

   System.out.println(obj);

}
迭代器Iterator
Iterator的对象成为迭代器，主要用于遍历Collection集合中的元素
Collection c = new ArrayList();

c.add(1);//自动装箱

c.add(2);

c.add(3);

Iterator iterator = c.iterator();

While(iterator.hasNext()){     

    Object obj = iterator.next();      

    System.out.println(obj);      

    System.out.println(iterator.next());//可以，但是不推荐

}

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