java基础一（集合框架）

（六）、集合框架
特点：
1、用于存储数据的容器。
2、对象封装数据，对象多了也需要存储。集合用于存储对象。
3、对象的个数确定可以使用数组，但是不确定怎么办？可以用集合。因为集合是可
变长度的。

集合和数组的区别：

1：数组是固定长度的；集合可变长度的。
2：数组可以存储基本数据类型，也可以存储引用数据类型；集合只能存储引用数据
类型。
3：数组存储的元素必须是同一个数据类型；集合存储的对象可以是不同数据类型

集合框架图：

从上面的集合框架图可以看到：
1、所有集合类都位于java.util包下。Java的集合类主要由两个接口派生而出：Collection和Map，Collection和Map是Java集合框架的根接口，这两个接口又包含了一些子接口或实现类。
2、List：有序(元素存入集合的顺序和取出的顺序一致)，元素都有索引。元素可以
重复。
3、Set：无序(存入和取出顺序有可能不一致)，不可以存储重复元素。必须保证元
素唯一性。
4、Map接口是键－值对象，与Collection接口没有什么关系。

Collection：
1，添加
① add　将指定的某一个元素添加到集合中
② addAll　将指定的集合对象一次性添加到集合中

2，修改
① 对集合的修改无非是获取集合中的某一个元素然后再重新赋给新值

3，查询（获取）
① iterator　　此方法返回一个迭代器对象，方便用于对集合中的每个元素进行循环获取操作
② contains　　是否包含某个元素
③ containsAll　　是否包含另一个集合中的所有元素
④ equals　　比较两个集合是否相等
⑤ isEmpty　　判断一个集合是否为空
⑥ size　　获取集合中元素的数量
⑦ retainAll　　求和另外一个集合的交集

4，删除
① remove　　删除集合中的某一个元素
② removeAll　　删除集合中某一个子集（参数为集合对象）
③ clear　　清除集合中所有的元素

5，其它
① toArray　　返回包含此集合元素的数组对象
② hashcode　　返回此集合元素的哈希码

注意：Iterator
Iterator是一个接口，它是集合的迭代器。集合可以通过Iterator去遍历集合中的元素。Iterator提供的API接口如下：

boolean hasNext()：判断集合里是否存在下一个元素。如果有，hasNext()方法返回 true。
Object next()：返回集合里下一个元素。
void remove()：删除集合里上一次next方法返回的元素。

List

List：有序(元素存入集合的顺序和取出的顺序一致)，元素都有索引。元素可以重复。
List 本身是 Collection 接口的子接口，具备了 Collection 的所有方法。现在学习
List 体系特有的共性方法，查阅方法发现 List 的特有方法都有索引，这是该集合最大的特点。

List接口为Collection直接接口。List所代表的是有序的Collection，即它用某种特定的插入顺序来维护元素顺序。用户可以对列表中每个元素的插入位置进行精确地控制，同时可以根据元素的整数索引（在列表中的位置）访问元素，并搜索列表中的元素。实现List接口的集合主要有：ArrayList、LinkedList、Vector、Stack。

（1）、 ArrayList是一个动态数组，也是我们最常用的集合。它允许任何符合规则的元素插入甚至包括null。每一个ArrayList都有一个初始容量（10），该容量代表了数组的大小。随着容器中的元素不断增加，容器的大小也会随着增加。在每次向容器中增加元素的同时都会进行容量检查，当快溢出时，就会进行扩容操作。所以如果我们明确所插入元素的多少，最好指定一个初始容量值，避免过多的进行扩容操作而浪费时间、效率。

size、isEmpty、get、set、iterator 和 listIterator 操作都以固定时间运行。add 操作以分摊的固定时间运行，也就是说，添加 n 个元素需要 O(n) 时间（由于要考虑到扩容，所以这不只是添加元素会带来分摊固定时间开销那样简单）。

ArrayList擅长于随机访问。同时ArrayList是非同步的。
（2）、LinkedList
同样实现List接口的LinkedList与ArrayList不同，ArrayList是一个动态数组，而LinkedList是一个双向链表。所以它除了有ArrayList的基本操作方法外还额外提供了get，remove，insert方法在LinkedList的首部或尾部。

由于实现的方式不同，LinkedList不能随机访问，它所有的操作都是要按照双重链表的需要执行。在列表中索引的操作将从开头或结尾遍历列表（从靠近指定索引的一端）。这样做的好处就是可以通过较低的代价在List中进行插入和删除操作。

与ArrayList一样，LinkedList也是非同步的。如果多个线程同时访问一个List，则必须自己实现访问同步。一种解决方法是在创建List时构造一个同步的List：
List list = Collections.synchronizedList(new LinkedList(…));

（3）、Vector
与ArrayList相似，但是Vector是同步的。所以说Vector是线程安全的动态数组。它的操作与ArrayList几乎一样。

（4）、Stack继承自Vector，实现一个后进先出的堆栈。Stack提供5个额外的方法使得Vector得以被当作堆栈使用。基本的push和pop 方法，还有peek方法得到栈顶的元素，empty方法测试堆栈是否为空，search方法检测一个元素在堆栈中的位置。Stack刚创建后是空栈。

Set
Set是一种不包括重复元素的Collection。它维持它自己的内部排序，所以随机访问没有任何意义。与List一样，它同样允许null的存在但是仅有一个。由于Set接口的特殊性，所有传入Set集合中的元素都必须不同，同时要注意任何可变对象，如果在对集合中元素进行操作时，导致e1.equals(e2)==true，则必定会产生某些问题。Set接口有三个具体实现类，分别是散列集HashSet、链式散列集LinkedHashSet和树形集TreeSet。

Set是一种不包含重复的元素的Collection，无序，即任意的两个元素e1和e2都有e1.equals(e2)=false，Set最多有一个null元素。需要注意的是:虽然Set中元素没有顺序，但是元素在set中的位置是由该元素的HashCode决定的，其具体位置其实是固定的。

（1）、HashSet
HashSet是基于HashMap来实现的，操作很简单，更像是对HashMap做了一次“封装”，而且只使用了HashMap的key来实现各种特性，而HashMap的value始终都是PRESENT。
HashSet不允许重复（HashMap的key不允许重复，如果出现重复就覆盖），允许null值，非线程安全。

（2）、TreeSet
reeSet是一个有序集合，其底层是基于TreeMap实现的，非线程安全。TreeSet可以确保集合元素处于排序状态。TreeSet支持两种排序方式，自然排序和定制排序，其中自然排序为默认的排序方式。当我们构造TreeSet时，若使用不带参数的构造函数，则TreeSet的使用自然比较器；若用户需要使用自定义的比较器，则需要使用带比较器的参数。

注意：TreeSet集合不是通过hashcode和equals函数来比较元素的.它是通过compare或者comparaeTo函数来判断元素是否相等.compare函数通过判断两个对象的id，相同的id判断为重复元素，不会被加入到集合中

遍历（和list相似）
迭代

Set<String> set = new HashSet<String>();
    set.add("a");
    set.add("e");
    set.add("b");
    set.add("c");
    Iterator iterator = set.iterator();
    while(iterator.hasNext()){
        String str = (String) iterator.next();
        System.out.println(str);
    }

foreach:

	for (String str : set) {  
  System.out.println(str);  }

Map集合（键值对、键唯一、值不唯一）

Map 集合存储和 Collection 有着很大不同：
Collection 一次存一个元素；Map 一次存一对元素。
Collection 是单列集合；Map 是双列集合。
Map 中的存储的一对元素：一个是键，一个是值，键与值之间有对应(映射)关系。
特点：要保证 map 集合中键的唯一性。

（1）、HashMap
　数组方式存储key/value，线程非安全，允许null作为key和value，key不可以重复，value允许重复，不保证元素迭代顺序是按照插入时的顺序，key的hash值是先计算key的hashcode值，然后再进行计算，每次容量扩容会重新计算所以key的hash值，会消耗资源，要求key必须重写equals和hashcode方法
　
方法
1、添加：
V put(K key, V value) （可以相同的key值，但是添加的value值会覆盖前面的，返回值是前一个，如果没有就返回null）

putAll(Map<? extends K,? extends V> m) 从指定映射中将所有映射关系复制到此映射中（可选操作）。

2、删除
　　remove() 删除关联对象，指定key对象
　　clear() 清空集合对象

3、获取
value get(key) 可以用于判断键是否存在的情况。当指定的键不存在的时候，返回的是null。

４、判断：

boolean isEmpty() 长度为0返回true否则false

boolean containsKey(Object key) 判断集合中是否包含指定的key

boolean containsValue(Object value) 判断集合中是否包含指定的value

4、长度：

Int size（）
　
取出 map 集合中所有元素
方式一：keySet()方法：
可以将 map 集合中的键都取出存放到 set 集合中。对 set 集合进行迭代。迭代完
成，再通过 get 方法对获取到的键进行值的获取。

	 //keySet方法
    HashMap<Object,String> hashMap = new HashMap<Object, String>();
    hashMap.put("1","张三");
    hashMap.put("2","李四");
    hashMap.put("4","王五");
    hashMap.put("5","钱六");
    Set keySet = hashMap.keySet();
    Iterator iterator = keySet.iterator();
    while (iterator.hasNext()){
        Object key = iterator.next();
        String value = hashMap.get(key);
        System.out.println(key+":"+value);
    }

方式二：entrySet()方法

//entrySet()方法
	HashMap<Object,String> hashMap = new HashMap<Object, String>();
    hashMap.put("1","张三");
    hashMap.put("2","李四");
    hashMap.put("4","王五");
    hashMap.put("5","钱六");
    Set entrySet = hashMap.entrySet();
    Iterator iterator1 = entrySet.iterator();
    while (iterator1.hasNext()){
        Map.Entry en = (Map.Entry) iterator1.next();
        System.out.println(en.getKey()+":"+en.getValue());
    }

（2）、Hashtable
　　Hashtable与HashMap类似，是HashMap的线程安全版，它支持线程的同步，即任一时刻只有一个线程能写Hashtable，因此也导致了Hashtale在写入时会比较慢，它继承自Dictionary类，不同的是它不允许记录的键或者值为null，同时效率较低。

（3）、TreeMap

3.TreeMap

TreeMap 是一个有序的key-value集合，非同步，基于红黑树（Red-Black tree）实现，每一个key-value节点作为红黑树的一个节点。TreeMap存储时会进行排序的，会根据key来对key-value键值对进行排序，其中排序方式也是分为两种，一种是自然排序，一种是定制排序，具体取决于使用的构造方法。

自然排序：TreeMap中所有的key必须实现Comparable接口，并且所有的key都应该是同一个类的对象，否则会报ClassCastException异常。

定制排序：定义TreeMap时，创建一个comparator对象，该对象对所有的treeMap中所有的key值进行排序，采用定制排序的时候不需要TreeMap中所有的key必须实现Comparable接口。

TreeMap判断两个元素相等的标准：两个key通过compareTo()方法返回0，则认为这两个key相等。

如果使用自定义的类来作为TreeMap中的key值，且想让TreeMap能够良好的工作，则必须重写自定义类中的equals()方法，TreeMap中判断相等的标准是：两个key通过equals()方法返回为true，并且通过compareTo()方法比较应该返回为0。

异同：
1.ArrayList和LinkedList

（1）ArrayList是实现了基于动态数组的数据结构，LinkedList基于链表的数据结构。
（2）对于随机访问get和set，ArrayList绝对优于LinkedList，因为LinkedList要移动指针。
（3）对于新增和删除操作add和remove，LinedList比较占优势，因为ArrayList要移动数据。
这一点要看实际情况的。若只对单条数据插入或删除，ArrayList的速度反而优于LinkedList。但若是批量随机的插入删除数据，LinkedList的速度大大优于ArrayList. 因为ArrayList每插入一条数据，要移动插入点及之后的所有数据。

2.HashTable与HashMap

相同点：

（1）都实现了Map、Cloneable、java.io.Serializable接口。
（2）都是存储"键值对(key-value)"的散列表，而且都是采用拉链法实现的。

不同点：

（1）历史原因:HashTable是基于陈旧的Dictionary类的，HashMap是Java 1.2引进的Map接口的一个实现 。
（2）同步性:HashTable是线程安全的，也就是说是同步的，而HashMap是线程序不安全的，不是同步的 。
（3）对null值的处理：HashMap的key、value都可为null，HashTable的key、value都不可为null 。
（4）基类不同：HashMap继承于AbstractMap，而Hashtable继承于Dictionary。

3、Collection 和 Collections区别
（1）、java.util.Collection 是一个集合接口（集合类的一个*接口）。它提供了对集合对象进行基本操作的通用接口方法。Collection接口在Java 类库中有很多具体的实现。Collection接口的意义是为各种具体的集合提供了最大化的统一操作方式，其直接继承接口有List与Set
（2）、java.util.Collections 是一个包装类（工具类/帮助类）。它包含有各种有关集合操作的静态多态方法。此类不能实例化，就像一个工具类，用于对集合中元素进行排序、搜索以及线程安全等各种操作，服务于Java的Collection框架

4、Iterator和ListIterator区别
（1）ListIterator有add()方法，可以向List中添加对象，而Iterator不能
（2）ListIterator和Iterator都有hasNext()和next()方法，可以实现顺序向后遍历，但是ListIterator有hasPrevious()和previous()方法，可以实现逆向（顺序向前）遍历。Iterator就不可以。
（3）ListIterator可以定位当前的索引位置，nextIndex()和previousIndex()可以实现。Iterator没有此功能。
（4）都可实现删除对象，但是ListIterator可以实现对象的修改，set()方法可以实现。Iierator仅能遍历，不能修改。
因为ListIterator的这些功能，可以实现对LinkedList等List数据结构的操作。其实，数组对象也可以用迭代器来实现。