java语言学习之集合

一.Java集合概述
Java集合大致分为Set，List，Queue和Map四种体系。其中set代表无序，不可重复的集合；List代表有序，重复的集合；Map代表具有映射关系的集合，Queue代表一种队列集合实现。

java的集合类主要由两个接口派生而出:Collection和Map


二.Collection和Iterator接口

1.Collection接口是List，Set和Queue接口的父接口，该接口里定义的方法即可用于操作Set集合，也可用于操作List和Queue集合。
对于Set List Queue和Map四种集合，最常用的实现类分别是HashSet, TreeSet, ArrayList, ArrayDeque, LinkedList和HashMap，TreeMap等实现类。

import java.util.*;
public class CollectionTest
{
	public static void main(String[] args)
	{
		Collection c = new ArrayList();
		// 添加元素
		c.add("孙悟空");
		// 虽然集合里不能放基本类型的值，但Java支持自动装箱
		c.add(6);
		System.out.println("c集合的元素个数为:" + c.size()); // 输出2
		// 删除指定元素
		c.remove(6);
		System.out.println("c集合的元素个数为:" + c.size()); // 输出1
		// 判断是否包含指定字符串
		System.out.println("c集合的是否包含\"孙悟空\"字符串:"
			+ c.contains("孙悟空")); // 输出true
		c.add("轻量级Java EE企业应用实战");
		System.out.println("c集合的元素：" + c);
		Collection books = new HashSet();
		books.add("轻量级Java EE企业应用实战");
		books.add("疯狂Java讲义");
		System.out.println("c集合是否完全包含books集合？"
			+ c.containsAll(books)); // 输出false
		// 用c集合减去books集合里的元素
		c.removeAll(books);
		System.out.println("c集合的元素：" + c);
		// 删除c集合里所有元素
		c.clear();
		System.out.println("c集合的元素：" + c);
		// 控制books集合里只剩下c集合里也包含的元素
		books.retainAll(c);
		System.out.println("books集合的元素:" + books);
	}
}

2.使用Java8增强的Iterator遍历集合元素
Iterator接口主要用于遍历Collection集合中的元素，Iterator对象也被称为迭代器。

public class IteratorTest
{
	public static void main(String[] args)
	{
		// 创建集合、添加元素的代码与前一个程序相同
		Collection books = new HashSet();
		books.add("轻量级Java EE企业应用实战");
		books.add("疯狂Java讲义");
		books.add("疯狂Android讲义");
		// 获取books集合对应的迭代器
		Iterator it = books.iterator();
		while(it.hasNext())
		{
			// it.next()方法返回的数据类型是Object类型，因此需要强制类型转换
			String book = (String)it.next();
			System.out.println(book);
			if (book.equals("疯狂Java讲义"))
			{
				// 从集合中删除上一次next方法返回的元素
				it.remove();
			}
			// 对book变量赋值，不会改变集合元素本身
			book = "测试字符串";   //①
		}
		System.out.println(books);
	}
}

3.使用foreach循环遍历集合元素
用foreach循环来迭代访问集合元素。

public class ForeachTest
{
	public static void main(String[] args)
	{
		// 创建集合、添加元素的代码与前一个程序相同
		Collection books = new HashSet();
		books.add(new String("轻量级Java EE企业应用实战"));
		books.add(new String("疯狂Java讲义"));
		books.add(new String("疯狂Android讲义"));
		for (Object obj : books)
		{
			// 此处的book变量也不是集合元素本身
			String book = (String)obj;
			System.out.println(book);
			if (book.equals("疯狂Android讲义"))
			{
				// 下面代码会引发ConcurrentModificationException异常
				books.remove(book);     //①
			}
		}
		System.out.println(books);
	}
}

三.set集合
1…HashSet类

HashSet是Set接口的典型实现，HashSet按Hash算法来存储集合中的元素，因此具有很好的存取合查找性能。
1>.HashSet具有以下特点
不能保证元素的排列顺序，顺序可能与添加顺序不同，顺序也有可能发生变化。
HashSet不是同步的 ，如果多个线程同时访问一个HashSet，必须通过代码来保证其同步。
集合元素值可以是null

2.TreeSet类

TreeSet是SortedSet接口的实现类，可以确保集合元素处于排序状态。

3.EnumSet类

一个专为枚举类设计的集合类，EnumSet中的所有元素都必须是指定枚举类型的枚举值，EnumSet的集合元素也是有序的，EnumSet以枚举值在Enum类内的定义顺序来决定集合元素的顺序。
不允许加入null元素

四.List集合

ArrayList和Vector作为List类的两个典型实现，两者区别在于ArrayList是线程不安全的，Vector是线程安全的，所以Vector的性能比ArrayList的性能要低。

五.Queue集合

1.PriorityQueue实现类
PriorityQueue是一个比较标准的队列实现类，保存队列元素的顺序并不是按加入队列的顺序，而是按队列元素的大小进行重新排序。从这个角度考虑其实已经违反了队列的基本规则:FIFO.

2.Deque接口与ArrayDeque实现类
Deque接口是Queue接口的子接口，代表一个双端队列。ArrayDeque是一个基于数组实现的双端队列。

import java.util.*;
public class ArrayDequeStack
{
	public static void main(String[] args)
	{
		ArrayDeque stack = new ArrayDeque();
		// 依次将三个元素push入"栈"
		stack.push("疯狂Java讲义");
		stack.push("轻量级Java EE企业应用实战");
		stack.push("疯狂Android讲义");
		// 输出：[疯狂Android讲义, 轻量级Java EE企业应用实战, 疯狂Java讲义]
		System.out.println(stack);
		// 访问第一个元素，但并不将其pop出"栈"，输出：疯狂Android讲义
		System.out.println(stack.peek());
		// 依然输出：[疯狂Android讲义, 疯狂Java讲义, 轻量级Java EE企业应用实战]
		System.out.println(stack);
		// pop出第一个元素，输出：疯狂Android讲义
		System.out.println(stack.pop());
		// 输出：[轻量级Java EE企业应用实战, 疯狂Java讲义]
		System.out.println(stack);
	}
}

3.LinkedList实现类

LinkedList类是List接口的实现类，一个List集合，可以根据索引来随机访问集合中的元素。LinkedList还实现了Deque接口，可以被当成双端队列来使用，即可当作栈，也可以当作队列使用。

import java.util.*;
public class LinkedListTest
{
	public static void main(String[] args)
	{
		LinkedList books = new LinkedList();
		// 将字符串元素加入队列的尾部
		books.offer("疯狂Java讲义");
		// 将一个字符串元素加入栈的顶部
		books.push("轻量级Java EE企业应用实战");
		// 将字符串元素添加到队列的头部（相当于栈的顶部）
		books.offerFirst("疯狂Android讲义");
		// 以List的方式（按索引访问的方式）来遍历集合元素
		for (int i = 0; i < books.size() ; i++ )
		{
			System.out.println("遍历中：" + books.get(i));
		}
		// 访问、并不删除栈顶的元素
		System.out.println(books.peekFirst());
		// 访问、并不删除队列的最后一个元素
		System.out.println(books.peekLast());
		// 将栈顶的元素弹出“栈”
		System.out.println(books.pop());
		// 下面输出将看到队列中第一个元素被删除
		System.out.println(books);
		// 访问、并删除队列的最后一个元素
		System.out.println(books.pollLast());
		// 下面输出：[轻量级Java EE企业应用实战]
		System.out.println(books);
	}
}

使用List集合的建议：
1.如果需要遍历List集合元素，对于ArrayList，Vector集合，应该使用随机访问方法(get)来遍历集合元素，这样性能更好；对于LinkedList集合，则应该采用迭代器(Iterator)来遍历集合元素。
2.如果需要经常执行插入和删除操作，优先考虑LinkedList集合。
3.如果涉及多线程访问问题，考虑使用Collections将集合包装成线程安全的集合。

六.Map集合

Map接口下则有HashMap，LinkedHashMap， SortedMap，TreeMap， EnumMap等子接口和实现类。

1.HashMap和Hashtable实现类
Hashtable是一个线程安全的Map实现，但HashMap是线程不安全的实现，所以HashMap比Hashtable的性能高一点，但如果多个线程访问同一个Map对象时，使用Hashtable实现类会更好，
Hashtable不允许使用null作为key和value，如果试图把null放进Hashtable中，将会引发NullPointerException异常，但HashMap可以使用null作为Key或value。

由于HashMap里的key不能重复，所以HashMap里最多只有一个key-value对的key为null，但可以有无数多个key-value对的value为null。

import java.util.*;
public class NullInHashMap
{
	public static void main(String[] args)
	{
		HashMap hm = new HashMap();
		// 试图将两个key为null的key-value对放入HashMap中
		hm.put(null , null);
		hm.put(null , null);    // ①
		// 将一个value为null的key-value对放入HashMap中
		hm.put("a" , null);    // ②
		// 输出Map对象
		System.out.println(hm);
	}
}

2.使用Properties读写属性文件

Properties类是Hashtable类的子类，该对象在处理属性文件时特别方便，Properties类可以把Map对象和属性文件关联起来，从而可以把Map对象中的key-value对写入属性文件中。

import java.util.*;
import java.io.*;
public class PropertiesTest
{
	public static void main(String[] args)
		throws Exception
	{
		Properties props = new Properties();
		// 向Properties中增加属性
		props.setProperty("username" , "yeeku");
		props.setProperty("password" , "123456");
		// 将Properties中的key-value对保存到a.ini文件中
		props.store(new FileOutputStream("abc.ini")
			, "comment line");   //①
		
		props.setProperty("gender", "female");
		props.load(new FileOutputStream("abc.ini"));
		// 新建一个Properties对象
		Properties props2 = new Properties();
		// 向Properties中增加属性
		props2.setProperty("gender" , "male");
		// 将a.ini文件中的key-value对追加到props2中
		props2.load(new FileInputStream("a.ini") );   //②
		
		System.out.println(props2);
	}
}

七.操作集合的工具类:Collections

java提供了一个操作Set，List和Map等集合的工具类，Collections，该工具提供了大量方法对集合元素进行排序，查询和修改等操作，还提供了将集合对象设置为不可变，对集合实现同步控制等方法。

import java.util.*;
public class SortTest
{
	public static void main(String[] args)
	{
		ArrayList nums = new ArrayList();
		nums.add(2);
		nums.add(-5);
		nums.add(3);
		nums.add(0);
		System.out.println(nums); // 输出:[2, -5, 3, 0]
		Collections.reverse(nums); // 将List集合元素的次序反转
		System.out.println(nums); // 输出:[0, 3, -5, 2]
		Collections.sort(nums); // 将List集合元素的按自然顺序排序
		System.out.println(nums); // 输出:[-5, 0, 2, 3]
		Collections.shuffle(nums); // 将List集合元素的按随机顺序排序
		System.out.println(nums); // 每次输出的次序不固定
	}
}