有关集合的笔记

一、集合概论

集合（Collection）是Java中非常重要的一个概念，是一组对象的容器。它们被设计为基于两个基本原则：一是对对象的集合进行统一的操作和管理，二是支持不同类型的集合结构，以适应不同的应用场景和需求。

Java中的集合框架位于java.util包中，共包含以下接口：

1. Collection：表示一组对象的基本接口，它是所有集合的根接口。

2. List：有序集合，其中每个元素都有一个索引，可以通过索引访问元素。

3. Set：无序集合，不能包含重复元素。

4. Queue：一种特殊的线性表，支持两种操作：插入和删除，通常用于实现队列和优先级队列。

5. Map：一种映射表，其中每个元素都是一个键值对，提供了便于使用键来查找值的方法。

6. SortedSet：有序Set集合。

7. SortedMap：有序Map集合。

集合框架中的每个接口都有多个实现类，常用的有：

1. ArrayList：线性表，基于数组实现，随机访问效率高。

2. LinkedList：线性表，基于链表实现，插入、删除效率高。

3. HashSet：基于哈希表实现，不能包含重复元素。

4. TreeSet：基于红黑树实现，元素是有序的。

5. HashMap：基于哈希表实现，以键值对的方式存储数据。

6. TreeMap：基于红黑树实现，以键值对的方式存储数据，元素是有序的。

二、集合接口继承关系

如下图所示，集合接口继承关系如下所示：

三、集合操作

1. Collection接口中的基本操作

Collection接口中定义了一些基本的操作，包括添加、删除、判断是否包含以及获取集合元素的个数等。下面是一些常用的方法：

1. add：添加元素到集合中。

2. remove：从集合中删除元素。

3. size：返回集合中元素的数量。

4. contains：判断集合中是否包含某个元素。

5. isEmpty：判断集合是否为空。

6. clear：清空集合中所有的元素。

7. List接口中的基本操作

List接口是有序集合，它的每个元素都有一个索引，可以通过索引访问元素。它除了包含Collection接口的基本操作之外，还定义了一些特定的操作。下面是一些常用的方法：

1. get：根据索引获取对应的元素。

2. set：替换指定索引处的元素。

3. add：在指定索引处插入元素。

4. remove：删除指定索引处的元素。

5. indexOf：返回元素在集合中第一次出现的索引。

6. Set接口中的基本操作

Set接口是无序集合，不能包含重复元素。它除了包含Collection接口的基本操作之外，还定义了一些特定的操作。下面是一些常用的方法：

1. add：添加元素到集合中。

2. remove：从集合中删除元素。

3. size：返回集合中元素的数量。

4. contains：判断集合中是否包含某个元素。

5. isEmpty：判断集合是否为空。

6. clear：清空集合中所有的元素。

7. Map接口中的基本操作

Map接口是一种映射表，其中每个元素都是一个键值对，提供了便于使用键来查找值的方法。下面是一些常用的方法：

1. put：向map中添加键值对。

2. get：根据键获取对应的值。

3. remove：从map中删除指定的键值对。

4. size：返回map中键值对的数量。

5. containsKey：判断map中是否包含指定的键。

6. containsValue：判断map中是否包含指定的值。

7. isEmpty：判断map是否为空。

8. clear：清空map中所有的键值对。

9. 迭代器

迭代器（Iterator）是集合框架中的一个重要概念，它提供了一种遍历集合元素的机制。所有实现Collection接口的类都可以获取它的迭代器。迭代器实现了一种数据访问模型，可以访问集合中的元素，而不需要知道集合的内部结构。迭代器提供了三个方法：

1. hasNext：判断是否还有下一个元素。

2. next：获取下一个元素。

3. remove：删除集合中迭代器返回的上一个元素。

四、集合实现类的选择

Java中的集合框架提供了多种集合实现类，不同的实现类有着不同的特点和适用范围。选择合适的集合实现类可以提高代码的效率和可读性。

1. List的选择

如果需要随机访问集合中的元素，可以选择ArrayList；如果需要频繁地插入和删除元素，可以选择LinkedList。

1. Set的选择

如果不关心元素的顺序，且要求不能包含重复元素，可以选择HashSet；如果需要按照元素的自然排序来存储元素，可以选择TreeSet。

1. Map的选择

如果需要根据键来查找值，可以选择HashMap；如果需要按照键的自然排序来存储键值对，可以选择TreeMap。

五、总结

Java中的集合框架是像List、Set、Queue、Map等多个接口和对应的实现类，它们提供了各种集合结构和操作方式，适用于各种不同的应用场景和需求。Java中的集合框架提供了一套完善的机制来处理集合数据，让程序员能够更加高效地处理集合数据，提高代码的效率和可读性。