Java的集合学习-优快云博客

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本文深入解析Java集合框架，包括Collection、Set、List、Map接口及其具体实现类如HashSet、TreeSet、ArrayList、HashMap等，阐述各集合的特点、构造方法及常用操作。

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介绍

集合的基本框架组成中，首先是4个接口，分别是Collection、Set、List和Map接口，其中Set和List继承了Collection接口，而Map接口则是单独的，和其他三个没有任何关系。然后有一些具体的类分别实现这些接口，构成了整个集合的框架。

接口及其实现类(基本)
接口	类的实现
Set	HashSet	TreeSet
List	ArrayList	Vector
List	LinkedList	Stack
Map	HashMap	Hashtable
Map	TreeMap

加上具体的实现类(转别人的图):

Set集合

Set集合继承Collection，最大的特点是Set中不允许有重复的元素，也就是说，当插入一个元素的时候，Set会判断元素是否已经存在，再确定是否执行添加操作。

HashSet

HashSet的存储流程分为这几步：1.通过add()方法向Set集合中添加元素 2.调用hashCode()方法获取对象的哈希值 3.根据哈希值计算对象的存储位置 4.判断该位置是否有对象 5.如果有，调用equals()方法比较对象是否相等。HashSet允许保存null，但是注意，此实现不同步，即如果多个线程并发访问哈希集，并且至少有一个线程修改该集合，那么它必须在外部进行同步。

[构造方法]

HashSet()

构造一个新的空集合; 背景HashMap实例具有默认初始容量（16）和负载因子（0.75）。

HashSet(Collection<? extends E> c)

构造一个包含指定集合中的元素的新集合。

HashSet(int initialCapacity)

构造一个新的空集合; 背景HashMap实例具有指定的初始容量和默认负载因子（0.75）。

HashSet(int initialCapacity, float loadFactor)

构造一个新的空集合; 背景HashMap实例具有指定的初始容量和指定的负载因子。

[其他方法]

`boolean`	`add(E e)` 将指定的元素添加到此集合（如果尚未存在）。
`void`	`clear()` 从此集合中删除所有元素。
`boolean`	`contains(Object o)` 如果此集合包含指定的元素，则返回 true 。
`boolean`	`isEmpty()` 如果此集合不包含元素，则返回 true 。
`Iterator<E>`	`iterator()` 返回此集合中元素的迭代器。
`boolean`	`remove(Object o)` 如果存在，则从该集合中删除指定的元素。
`int`	`size()` 返回此集合中的元素数（其基数）。

TreeSet

TreeSet类实现了Set接口，还实现了java.util.sortedSet接口，因此，TreeSet类实现的Set集合在遍历集合时按照自然顺序递增排序，或者可以自定义排序规则进行排序。此类同样，不同步，也不允许重复值，相比于HashSet，还不能保存null。

[构造方法]

TreeSet()

构造一个新的，空的树组，根据其元素的自然排序进行排序。

TreeSet(Collection<? extends E> c)

构造一个包含指定集合中的元素的新树集，根据其元素的 自然排序进行排序 。

TreeSet(Comparator<? super E> comparator)

构造一个新的，空的树集，根据指定的比较器进行排序。

TreeSet(SortedSet<E> s)

构造一个包含相同元素的新树，并使用与指定排序集相同的顺序。

[新增方法]

`Comparator<? super E>`	`comparator()` 返回用于对该集合中的元素进行排序的比较器，或null，如果此集合使用其元素的natural ordering 。
`E`	`first()` 返回此集合中当前的第一个（最低）元素。
`SortedSet<E>`	`headSet(E toElement)` 返回此集合的部分的视图，其元素严格小于 toElement 。
`NavigableSet<E>`	`headSet(E toElement, boolean inclusive)` 返回该集合的部分的视图，其元素小于（或等于，如果 `inclusive`为真） `toElement` 。
`E`	`last()` 返回此集合中当前的最后（最高）元素。
`SortedSet<E>`	`subSet(E fromElement, E toElement)` 返回此集合的部分的视图，其元素的范围从 fromElement （含）到 toElement ，排他。
`SortedSet<E>`	`tailSet(E fromElement)` 返回此组件的元素大于或等于 fromElement的部分的视图。

List列表

列表是指一个有序的对象集合，也称为一个对象序列。通过列表接口，可以利用整数索引对列表中的每个元素准确控制，与Set集合最大的不同是，列表中容许出现重复的元素。

ArrayList

ArrayList类是通过数组方实现，优点是实现了可变的数组，允许保存所有元素，包括null，并且可以根据索引位置对集合进行快速的随机访问；缺点是向制定的索引位置插入或删除对象的速度比较慢。

[构造方法]

ArrayList()

构造一个初始容量为十的空列表。

ArrayList(Collection<? extends E> c)

构造一个包含指定集合的元素的列表，按照它们由集合的迭代器返回的顺序。

ArrayList(int initialCapacity)

构造具有指定初始容量的空列表。

[其他方法]

`boolean`	`add(E e)` 将指定的元素追加到此列表的末尾。
`void`	`add(int index, E element)` 在此列表中的指定位置插入指定的元素。
`boolean`	`addAll(Collection<? extends E> c)` 按指定集合的Iterator返回的顺序将指定集合中的所有元素追加到此列表的末尾。
`boolean`	`addAll(int index, Collection<? extends E> c)` 将指定集合中的所有元素插入到此列表中，从指定的位置开始。
`void`	`clear()` 从列表中删除所有元素。
`boolean`	`contains(Object o)` 如果此列表包含指定的元素，则返回 true 。
`void`	`ensureCapacity(int minCapacity)` 如果需要，增加此 ArrayList实例的容量，以确保它可以至少保存最小容量参数指定的元素数。
`E`	`get(int index)` 返回此列表中指定位置的元素。
`int`	`indexOf(Object o)` 返回此列表中指定元素的第一次出现的索引，如果此列表不包含元素，则返回-1。
`boolean`	`isEmpty()` 如果此列表不包含元素，则返回 true 。
`Iterator<E>`	`iterator()` 以正确的顺序返回该列表中的元素的迭代器。
`int`	`lastIndexOf(Object o)` 返回此列表中指定元素的最后一次出现的索引，如果此列表不包含元素，则返回-1。
`E`	`remove(int index)` 删除该列表中指定位置的元素。
`boolean`	`remove(Object o)` 从列表中删除指定元素的第一个出现（如果存在）。
`boolean`	`removeAll(Collection<?> c)` 从此列表中删除指定集合中包含的所有元素。
`boolean`	`removeIf(Predicate<? super E> filter)` 删除满足给定谓词的此集合的所有元素。
`protected void`	`removeRange(int fromIndex, int toIndex)` 从这个列表中删除所有索引在 `fromIndex` （含）和 `toIndex`之间的元素。
`void`	`replaceAll(UnaryOperator<E> operator)` 将该列表的每个元素替换为将该运算符应用于该元素的结果。
`boolean`	`retainAll(Collection<?> c)` 仅保留此列表中包含在指定集合中的元素。
`E`	`set(int index, E element)` 用指定的元素替换此列表中指定位置的元素。
`int`	`size()` 返回此列表中的元素数。
`void`	`sort(Comparator<? super E> c)` 使用提供的 `Comparator`对此列表进行排序以比较元素。
`Object[]`	`toArray()` 以正确的顺序（从第一个到最后一个元素）返回一个包含此列表中所有元素的数组。
`<T> T[]`	`toArray(T[] a)` 以正确的顺序返回一个包含此列表中所有元素的数组（从第一个到最后一个元素）; 返回的数组的运行时类型是指定数组的运行时类型。
`void`	`trimToSize()` 修改这个 ArrayList实例的容量是列表的当前大小。

LinkedList

LinkedList类采用链表结构实现，优点是便于像集合中插入和删除元素，但是对于随机访问集合中的对象，效率很低。通常，LinkedList用来实现堆栈（stack）、队列（queue）。

[构造方法]

- LinkedList()
  构造一个空列表。
  
  LinkedList(Collection<? extends E> c)
  构造一个包含指定集合的元素的列表，按照它们由集合的迭代器返回的顺序。

[新增方法]

`void`	`addFirst(E e)` 在该列表开头插入指定的元素。
`void`	`addLast(E e)` 将指定的元素追加到此列表的末尾。
`E`	`getFirst()` 返回此列表中的第一个元素。
`E`	`getLast()` 返回此列表中的最后一个元素。
`E`	`removeFirst()` 从此列表中删除并返回第一个元素。
`E`	`removeLast()` 从此列表中删除并返回最后一个元素。

Map映射

Map接口描述了不重复的键到值的映射，一个映射对象不能包含重复的键，并且每个键只能映射到一盒值，在映射中“键-值”对所表述的对象称为条目Entry。简单来说，映射存储的是一对对象，通过键来获取值。

HashMap+TreeMap

[构造方法]

HashMap()

构造一个空的 HashMap ，默认初始容量（16）和默认负载系数（0.75）。

HashMap(int initialCapacity)

构造一个空的 HashMap具有指定的初始容量和默认负载因子（0.75）。

HashMap(int initialCapacity, float loadFactor)

构造一个空的 HashMap具有指定的初始容量和负载因子。

HashMap(Map<? extends K,? extends V> m)

构造一个新的 HashMap与指定的相同的映射 Map 。

TreeMap()

使用其键的自然排序构造一个新的空树状图。

TreeMap(Comparator<? super K> comparator)

构造一个新的，空的树图，按照给定的比较器排序。

TreeMap(Map<? extends K,? extends V> m)

构造一个新的树状图，其中包含与给定地图相同的映射，根据其键的 自然顺序进行排序 。

TreeMap(SortedMap<K,? extends V> m)

构造一个包含相同映射并使用与指定排序映射相同顺序的新树映射。

[其他方法]

`void`	`clear()` 从这张地图中删除所有的映射。
`Object`	`clone()` 返回此 HashMap实例的浅拷贝：键和值本身不被克隆。
`boolean`	`containsKey(Object key)` 如果此映射包含指定键的映射，则返回 true 。
`boolean`	`containsValue(Object value)` 如果此地图将一个或多个键映射到指定值，则返回 true 。
`Set<Map.Entry<K,V>>`	`entrySet()` 返回此地图中包含的映射的`Set`视图。
`V`	`get(Object key)` 返回到指定键所映射的值，或 `null`如果此映射包含该键的映射。
`boolean`	`isEmpty()` 如果此地图不包含键值映射，则返回 true 。
`Set<K>`	`keySet()` 返回此地图中包含的键的`Set`视图。
`V`	`put(K key, V value)` 将指定的值与此映射中的指定键相关联。
`void`	`putAll(Map<? extends K,? extends V> m)` 将指定地图的所有映射复制到此地图。
`V`	`remove(Object key)` 从该地图中删除指定键的映射（如果存在）。
`boolean`	`remove(Object key, Object value)` 仅当指定的密钥当前映射到指定的值时删除该条目。
`V`	`replace(K key, V value)` 只有当目标映射到某个值时，才能替换指定键的条目。
`boolean`	`replace(K key, V oldValue, V newValue)` 仅当当前映射到指定的值时，才能替换指定键的条目。
`void`	`replaceAll(BiFunction<? super K,? super V,? extends V> function)` 将每个条目的值替换为对该条目调用给定函数的结果，直到所有条目都被处理或该函数抛出异常。
`int`	`size()` 返回此地图中键值映射的数量。
`Collection<V>`	`values()` 返回此地图中包含的值的`Collection`视图。