java集合Collection常用方法详解

前言

出去面试的时候，对java的集合框架考察的知识点还是蛮多的。除了基础的集合常见API使用，对集合底层的实现原理以及数据结构等也有很多考察方面。而自己对这方面知之甚少，特地抽空进行研究和学习一下。

为什么要有集合

提到集合就不得不提一下数组，好多集合底层都是依赖于数组的实现。数组一旦初始化后，长度就确定了，存储数据对象不能达到动态扩展，其次数组存储元素不便于对数组进行添加、修改、删除操作，而且数组可以存储重复元素。这个时候集合对作用显现出来了。集合分为Collection和Map两种体系。下面先介绍Collection的集合类的继承树如下图所示：

Collection接口是 (java.util.Collection)是Java集合类的顶级接口之一，整个集合框架就围绕一组标准接口而设计，本文研究的集合基于JDK8的实现，下面将会进行多个集合类方法使用和主要方法源码分析，以作为后续出去面试的参考资料。

Collection方法接口介绍

Collection 接口有 3 种子类型集合: List、Set 和 Queue，再下面是一些抽象类，最后是具体实现类，常用的有 ArrayList、LinkedList、HashSet、LinkedHashSet、ArrayBlockingQueue等，下面是Collection的所有方法。

这些方法即可以操作Set集合，也可以操作Queue和List集合,下面分别使用Collection集合接口的方法说明

方法名	说明
boolean add(E e)	向集合添加元素e，若指定集合元素改变了则返回true
boolean addAll(Collection<? extends E> c)	把集合C中的元素全部添加到集合中，若指定集合元素改变返回true
void clear()	清空所有集合元素
boolean contains(Object o)	判断指定集合是否包含对象o
boolean containsAll(Collection<?> c)	判断指定集合是否包含集合c的所有元素
boolean isEmpty()	判断指定集合的元素size是否为0
boolean remove(Object o)	删除集合中的元素对象o,若集合有多个o元素，则只会删除第一个元素
boolean removeAll(Collection<?> c）	删除指定集合包含集合c的元素
boolean retainAll(Collection<?> c)	从指定集合中保留包含集合c的元素,其他元素则删除
int size()	集合的元素个数
T[] toArray(T[] a)	将集合转换为T类型的数组

• 下面是主要方法的演示：

  @Test
    @SuppressWarnings("all")
    public void testCollection() {
        // 创建Collection接口的实现
        Collection collection = new ArrayList<>();
        // 添加元素
        collection.add("嘻嘻");
        String src = "????";
        collection.add(src);
        System.out.println(collection);

        // 创建Collection的实现
        Collection<String> coll = new HashSet<>();
        coll.add("?");
        coll.add("?");
        coll.add("?");
        System.out.println(coll);
        // 添加一个集合数据
        collection.addAll(coll);
        // 输出集合的长度
        System.out.println(collection);
        // 判断是否包含
        System.out.println(collection.contains("?"));
        // 移除元素
        collection.remove("?");
        // 添加对象
        collection.add(new Person("张三", 23, 5000d));
        // 当认为两个对象属性一致，相等时候，需重写hashCode 和 equals方法
        System.out.println(collection.contains(new Person("张三", 23, 5000d)));

        System.out.println("-------");
        collection.add(null);
    
        Collection<String> collection1 = new ArrayList<>();
        collection1.add("嘻嘻");
        collection1.add("?");
        // 求两个集合的交集(只保留collection1存在的元素)
        collection.retainAll(collection1);
        System.out.println(collection);
        // 清空元素
        collection.clear();
        System.out.println(collection);
    }

java8新特性操作集合

• 使用lambda表达式遍历集合

java8为Collection的父接口(Iterable)提供了一个默认的Foreach方法，我们可以使用它进行集合遍历，若对lambda不太了解，不妨访问一下这篇文章☞ lambda表达式学习

   @Test
    public void testForeach() {
        Collection<String> collection = new ArrayList<>();
        collection.add("i");
        collection.add("love");
        collection.add("china");
        // foreach遍历
        collection.forEach(e-> System.out.println(e));
        // 可以使用方法引用简写
        collection.forEach(System.out::println);
        // 或者迭代器的forEachRemaining方法
       collection.iterator().forEachRemaining(System.out::println);
    }

• 使用java8的predicate操作集合

    @Test
    public void testPredicate() {
        Collection<Integer> collection = new ArrayList<>();
        // 添加0-49
        for (int i = 0; i < 50; i++) {
            collection.add(i);
        }

        // 移除10-49的数字
        collection.removeIf(e -> (e > 9 && e < 50));
        System.out.println(collection);// 输出[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
    }

• 基于流操作集合
  java8之后引入了Stream相关流操作java集合，通过流大大简化了对集合操作,关于这些流式操作，可以查看这篇文章☞ Stream入门学习，下面是基于流的一些简单演示：

@Test
    public void testIntStream() {
        Collection<Integer> collection = new ArrayList<>();
        Random random = new Random();

        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            collection.add(random.nextInt(100));
        }
        System.out.println(collection);
        // collection存储的数值是包装类型，可以将其转换为IntStream
        IntStream intStream = collection.stream().mapToInt(e -> e);
        // intStream.forEach(System.out::println);
        System.out.println(collection.stream().mapToInt(e -> e).sum());
        // 输出最大值
        collection.stream().mapToInt(e -> e).max().ifPresent(System.out::println);
        // 输出最小值
        collection.stream().mapToInt(e -> e).min().ifPresent(System.out::println);
        // 统计大于50的数
        System.out.println(collection.stream().filter(e -> e > 50).count());
        // 原集合每一个值加1
        collection.stream().mapToInt(e-> e+1).forEach(System.out::println);
        // 排序
        collection.stream().mapToInt(e-> e).sorted().forEach(System.out::println);
        // 原数值每一个元素扩大2倍
        int[] ints = collection.stream().mapToInt(e -> e << 1).toArray();
        // 输出原数组
        System.out.println(Arrays.toString(ints));
        // 将数组转流
        IntStream stream = Arrays.stream(ints);
        // 输出流平均数
        System.out.println(stream.average().getAsDouble());
    }