JAVA 集合框架总结

一、关于集合

集合是封存对象的容器，比数组的功能更为强大，Collections类提供了对集合操作的多种便捷方法，从数据结构上讲，集合实现了多种数据结构，树、图、哈希表、顺序存储、链式存储等等。而数组仅仅实现了顺序存储。对于同为顺序结构的数组和ArrayList来讲，效率上数组更高，因为ArrayList其实现也是封装了数组，但集合提供了多种操作和长度可变等许多优点。对于其他存储结构来说，集合优势更为明显，可以使用树结构进行元素排序，Map实现键值对存储等等。

二、Collection接口

Collection接口下主要成员如下

如图所示，不同的集合都实现了不同的数据结构、因此在功能和存取效率上也有所差别。

List中ArrayList和LinkList，ArrayList的存储结构与数组一样，在内存中数据是连续出现的，因此查找元素效率较高，但对于增删操作时涉及到元素位置的变动因此增删操作效率较低。而LinkList特性是数据不是连续的，要靠每个节点中指向下一个节点的地址来将数据串联起来，多以查找较慢，但增删操作时知识改变指针地址即可，所以增删效率较高。

对于Set集合中TreeSet实现了二叉树的存储结构，或平衡二叉树，好处是TreeSet在存储的同时也要进行比较，以便生成二叉树，而读取该集合就是对二叉树的遍历过程，使原本无序元素变得有序，正因这样存入的元素或对象必须可比较，即必须实现Comparable接口或在新建实例时传入一个自定义的比较器。

对于实现了哈希表的HashSet集合来讲，因为每次存取都会根据元素自身的hashcode以及散列函数算出要存入的位置，因此每次存取都是相对固定的，不需要向树或线性表一样进行遍历，因此效率应该是最高的。

Collection接口常用方法：

boolean add(Object o):该方法用于向集合里面添加一个元素，若集合对象被添加操作改变了，返回true.
boolean addAll(Collection c):把集合c里面的所有元素添加到指定集合里面去，如果集合对象被添加操作改变了返回true.
void clear():清除集合里面的所有元素，将集合长度变为0。
boolean contains(Object o):返回集合里是否包含指定的元素。
boolean containsAll(Collection c):返回集合里是否包含集合c内所有的元素。
boolean isEmpty()：返回集合是否为空（长度是否为0）。
Iterator iterator():返回一个Iterator对象，用于遍历集合里的元素。
boolean remove(Object o)：删除集合中指定元素o。
boolean removeAll(Collection c):从集合中删除集合c里面的元素。若删除一个或以上返回true。
boolean retainAll(Collection c):从集合中删除集合c里不包含的元素。
int size()：得到集合元素的个数。
Object[] toArray():把集合转成一个数组，所有集合元素编程数组元素。

三、迭代器Iterator

取出Collection集合元素的主要方式增强For和迭代器，其中增强For也利用的是Iterator

<span style="font-size:14px;">public class CollectionTest {
	public static void main(String[] args) {
		List<String> list=new LinkedList<String>();
		
		list.add("北京");
		list.add("上海");
		list.add("广州");
		list.add("深圳");
		
		for (String string : list) {
			System.out.println(string);
		}
		
		for (Iterator<String> iterator = list.iterator(); iterator.hasNext();) {
			String string = (String) iterator.next();
			System.out.println(string);
		}
	}
}
</span>

四、TreeSet集合

使用TreeSet 对student类按年龄age排序

TreeSet传入的元素必须实现Comparable接口复写compareTo方法，TreeSet存入的元素不允许重复，当存入重复元素时，返回false，而判断是否重复就是依靠compareTo方法的返回值，当返回0时表示两个对象相等。

public class CollectionTest {
	public static void main(String[] args) {
		Set<Student> set = new TreeSet<Student>();
		set.add(new Student(20, "张三"));
		set.add(new Student(17, "张三"));
		set.add(new Student(17, "李四"));
		for (Iterator<Student> iterator = set.iterator(); iterator.hasNext();) {
			Student student = (Student) iterator.next();
			System.out.println(student);
		}
	}
}

class Student implements Comparable<Student> {
	private int age;
	private String name;

	@Override
	public String toString() {
		// TODO Auto-generated method stub
		return age + "--" + name;
	}

	public Student(int age, String name) {
		// TODO Auto-generated constructor stub
		this.name = name;
		this.age = age;
	}

	@Override
	public int compareTo(Student o) {
		// TODO Auto-generated method stub
		if (this.age == o.age)
			return this.name.compareTo(o.name);
		return this.age - o.age;
	}

}

上述代码中Student实现了comparable接口，而当某个类已经实现了该接口后，想用另一种排序方式，则可以传入一个比较器传给TreeSet对象，以覆盖掉元素自身的比较方法。

如下边的例子，String类的排序是自然排序，而现在想要按照字符串长短排序，可以建立自定义的比较器。

public class CollectionTest {
	public static void main(String[] args) {
		
		Set<String> set = new TreeSet<String>(new MyComparator());
		set.add("aaaaaaa");
		set.add("bbbbb");
		set.add("ccc");
		for (Iterator iterator = set.iterator(); iterator.hasNext();) {
			String string = (String) iterator.next();
			System.out.println(string);
		}

	}
}

class MyComparator implements Comparator<String> {

	@Override
	public int compare(String o1, String o2) {
		// TODO Auto-generated method stub
		if (o1.length() == o2.length())
			return o1.compareTo(o2);
		return o1.length() - o2.length();
	}

}

五、HashSet集合
HashSet同样不能存重复元素，判断吃否是重复元素的依据是先判断对象的HashCode，如果不一样则直接存入集合，若一样则判断equals方法返回的布尔值。若equals方法也返回false，则可存入集合。

public class CollectionTest {
	public static void main(String[] args) {
		Set<Student> set = new HashSet<Student>();
		set.add(new Student(18, "李磊"));
		set.add(new Student(19, "李雷"));
		set.add(new Student(19, "李雷"));
		set.add(new Student(20, "韩梅梅"));
		for (Iterator<Student> iterator = set.iterator(); iterator.hasNext();) {
			Student student = (Student) iterator.next();
			System.out.println(student);
		}

	}
}

class Student {
	private int age;
	private String name;

	public Student(int age, String name) {
		super();
		this.age = age;
		this.name = name;
	}

	@Override
	public int hashCode() {
		// TODO Auto-generated method stub
		return age + name.hashCode();
	}

	@Override
	public boolean equals(Object obj) {
		// TODO Auto-generated method stub
		if (!(obj instanceof Student))
			return false;
		Student student = (Student) obj;
		return this.name.equals(student.name) && this.age == student.age;
	}

	@Override
	public String toString() {
		// TODO Auto-generated method stub
		return name + "----" + age;
	}

}

六、Map

Map集合里存在两组值，一组是key,一组是value。Map里的key不允许重复。通过key总能找到唯一的value与之对应。同样实现了sortMap接口的TreeMap也具备排序功能。HashTable 和 HashMap 是 Map 的实现类 ，HashTable 是线程安全的，不能存储 null 值 ，HashMap 不是线程安全的，可以存储 null 值  。HashSet底层就也是使用了HashMap。

常用方法：

void clear():删除该Map对象中所有的key-value对。也就是清理该集合；
boolean containsKey(Object key):查询Map中是否包含指定的key；
boolean containsValue(Object  value):查询Map中是否包含至少一个value;
Set entrySet():返回Map所包含的key-value对所组成的Set集合，每个集合元素都是Map.Entry对象(Entry是Map内部类)；
Object get(Object key):返回指定key所对应的value,若此Map中不包含该key,返回null;
boolean isEmpty():判断Map集合是否为空；
Set keySet():返回该Map中所有key所组成的Set集合；
Object put(Object key,Object value):添加一个key-value对，若Map中已有与key相等的key-value对，则新的key-value对覆盖原来的key-value对；
void putAll(Map m):将m中的key-value赋值到调用该方法的Map对象中；
Object remove(Object key):删除指定key所对应的key-value对，返回本删除key所关联的value,若key不存在，返回null;
int size():返回该Map里面key-value对的个数；
Collection values():返回Map里所有value组成的Collection。

public class CollectionTest {
	public static void main(String[] args) {

		Map<String,String> map = new HashMap<String,String>();
		System.out.println("put:"+map.put("111","黑马"));
		System.out.println("put:"+map.put("111","程序员111"));
		map.put("222","程序员222");
		map.put("333","程序员333");

		System.out.println("containsKey:"+map.containsKey("444"));
		System.out.println("remove:"+map.remove("111"));

		System.out.println("get:"+map.get("555"));

		map.put("555",null);
		System.out.println("get:"+map.get("555"));
		Collection<String> coll = map.values();
		
		System.out.println(coll);
		System.out.println(map);

	}
		
}	

Map集合元素的两种取出方式

public class CollectionTest {
	public static void main(String[] args) {

		Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();
		map.put("1", "111");
		map.put("2", "222");
		map.put("3", "333");
		map.put("4", "444");
		map.put("5", "555");
		// 方式一
		Set<Entry<String, String>> set = map.entrySet();
		for (Entry<String, String> entry : set) {
			System.out.println(entry.getKey() + "---" + entry.getValue());
		}
		// 方式二
		Set<String> set_key = map.keySet();
		for (String string : set_key) {
			System.out.println(string + "---" + map.get(string));
		}
	}

}

取出一个字符串中字母出现的次数。如：字符串："abcdekka27qoq" ，输出格式为：a(2)b(1)k(2)...

public static void main(String[] args) {
		String str="cabcdekkaqoq";
		StringBuffer result=new StringBuffer();
		Map<Character, Integer> map=new TreeMap<Character, Integer>();
		for (int i = 0; i < str.length(); i++) {
			char ch=str.charAt(i);
			if(map.containsKey(ch)){
				map.put(ch, (int)map.get(ch)+1);
			}else{
				map.put(ch, 1);
			}
		}
		
		//Set<Entry<Character, Integer>> set=map.entrySet();
	
		for (Entry<Character, Integer> entry : map.entrySet()) {
			char ch=entry.getKey();
			int val=entry.getValue();
			String str1=ch+"("+val+")";
			result.append(str1);
		}
	 System.out.println(result.toString());
		
	}

七、Arrays工具类和Collections工具类

Array和集合相互转换可以借助Arrays工具类和Collections工具类，Arrays专门操作数组，Collections专门操作集合。

<span style="font-size:14px;">public class CollectionTest {

	public static void main(String[] args) {

		String[] array = { "111", "222", "333" };
		// 数组转集合
		List list = Arrays.asList(array);
		List<String> arraylist = new ArrayList<String>();
		arraylist.add("111");
		arraylist.add("222");
		arraylist.add("333");
		// 集合转数组
		array = arraylist.toArray(new String[arraylist.size()]);
		// 直接打印数组内容成字符串
		System.out.println(Arrays.toString(array));
		// 将现有List集合传入比较器实现与TreeSet一样的排序
		Collections.sort(list, new Comparator<String>() {

			@Override
			public int compare(String o1, String o2) {
				// TODO Auto-generated method stub
				return o1.length() - o2.length();
			}
		});
		System.out.println(list);
		//反转排序
		Collections.reverse(list);;
		System.out.println(list);
	}
}</span>