概述
Java.util包中提供了一些集合类，这些集合又被称为容器。提到容器又会想到数组，那集合与数组之间的区别是？
集合与数组的区别：数组的长度是固定的，集合的长度是可变的；数组既可以存储基本数据类型，也可以存储引用数据类型，而集合只能存储引用数据类型；数组只能存储同一类的元素，而集合可以存储多种类型的元素。
可变长度数组的原理：
当元素超出数组长度，会产生一个新数组，将原数组的数据复制到新数组中，再将新的元素添加到新数组中。
ArrayList：是按照原数组的50%延长。构造一个初始容量为 10 的空列表。
Vector：是按照原数组的100%延长。
常用的集合有List集合，Set集合以及Map集合。其中List集合和Set集合继承了Collection接口，各接口还提供了不同的实现类。
Collection接口
Collection接口是层次结构中的根接口（单列集合的根接口）。构成Collection的单位称为元素，Collection接口通常不能直接使用，但该接口提供了添加元素，删除元素，管理数据的方法。由于List接口和Set接口都是继承了Collection接口，所以这些方法对List集合和Set集合都通用。
Collection接口的常用方法
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方法 |
功能描述 |
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add(E e) |
将指定的对象添加到该集合中 |
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remove(Object o) |
将指定的对象从该集合中移除 |
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isEmpty() |
返回boolean值，判断当前集合是否为空 |
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iterator() |
返回在此Collection的元素上进行迭代的迭代器，用于遍历集合中的对象 |
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size() |
返回int值，获取集合中元素的个数，即集合长度 |
List集合与Set集合的区别是：List集合有序（元素存入集合的顺序与取出的顺序一致），有索引，可以存储重复元素；Set集合无序（元素存入与取出的顺序可能不一致），无索引，不可以存储重复元素，必须保证元素的唯一性。
在集合中，使用迭代器iterator来遍历集合，获取集合当中的元素。
例如：
List集合
List集合包括List接口以及List接口所有的实现类。List集合中的元素允许重复，各元素的顺序就是对象插入时的顺序，用户可以通过使用索引（元素在集合中的位置）来访问集合中的元素。
List接口
List接口继承了Collection接口，因此包含了Collection接口中的所有方法，除此之外还有新定义方法：
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方法 |
功能描述 |
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get(int index) |
获取指定索引位置的元素 |
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set(int index,Object o) |
将集合中指定索引位置的对象修改为指定对象 |
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addAll(index,collection) |
在指定的索引位插入一堆元素 |
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int indexOf(obj) |
获取指定元素第一次出现的索引位，如果该元素不存在返回-1 |
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int lastIndexOf(Object o) |
反向索引指定元素的位置 |
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List subList(start,end) |
list集合特有的迭代器 |
注意：对于List集合，底层判断元素是否相同，其实都是使用元素自身的equals方法完成的，所以建议元素都重新复写equals方法，已建立元素对象自己比较相同的条件依据。
List接口的实现类
List接口的实现类包括ArrayList ， LinkedList ，Vector。
ArrayList
ArrayList类实现了可变的数组，允许保存所有元素，包括null，并可以根据索引位置对集合中的元素进行快速随机访问，但由于其是指定位置来插入或删除对象，所以ArrayList增删速度慢。
ArrayList的底层数据结构是数组，线程不同步，由于底层是数组结构，而数组结构的元素在堆内存中是连续分配的，且有索引，所以查询快，增删慢。
LinkedList
LinkedList类采用链表结构保存对象。这种结构的优点是便于向集合中插入和删除对象，但查询速度慢，线程不同步。
ListedList底层是相互引用的节点组成的双向链表，当要把数据插入到该链表的某个位置时，该数据就会被组装成一个新的节点，然后只需要改变链表中要插入位置的前后的节点引用，是他们指向新的节点，即可完成插入。删除操作同样原由，只需改变节点引用即可完成。
LinkedList集合的特有方法
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方法 |
功能描述 |
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addFirst |
将元素添加到链表的开头位置 |
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addLast |
将元素添加到链表的结尾位置 |
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offerFirst（jdk1.6以后） |
将元素添加到链表的开头位置 |
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offerLast（jdk1.6以后） |
将元素添加到链表的结尾位置 |
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getFirst |
获取链表中第一个元素，如果链表为空，则抛出NoSuchElementException |
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getList |
获取链表中最后一个元素，如果链表为空，则抛出NoSuchElementException |
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peekFirst（jdk1.6以后） |
获取链表中第一个元素，如果链表为空，则返回null |
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peekLast（jdk1.6以后） |
获取链表中最后一个元素，如果链表为空，则返回null |
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removeFirst |
获取链表中第一个元素，但会删除链表第一个元素，如果链表为空，则抛出NoSuchElementException |
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removeLast |
获取链表中最后一个元素，但会删除链表最后一个元素，如果链表为空，则抛出NoSuchElementException |
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pollFirst（jdk1.6以后） |
获取链表中第一个元素，但会删除链表第一个元素，如果链表为空，则返回null |
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pollLast（jdk1.6以后） |
获取链表中最后一个元素，但会删除链表最后一个元素，如果链表为空，则返回null |
Vector
Vector底层同样是数组结构，但是由于其线程同步，执行效率低，已经被ArrayList取代。
Set集合
Set集合中的对象不按特定的方式排序，只是简单的把对象加入到集合中，但是Set集合中不能包含重复对象。Set集合由Set接口和Set接口的实现类组成，Set接口继承了Collection接口，所以包含其所有方法。
Set接口
Set接口的实现类有HashSet，LinkedHashSet，TreeSet。
HashSet
HashSet底层是哈希表结构，线程不安全，存储取出效率高，运行速度快，但是存入与取出的顺序不一致。
HashSet集合保证元素的唯一性原理：通过元素的hashCode方法，和equals方法完成的。
当元素的hashCode值相同时，才继续判断元素的equals是否为true。如果为true，那么视为相同元素，不存。如果为false，那么存储。如果hashCode值不同，那么不判断equals，从而提高对象比较的速度。
哈希表的原理：
1，对对象元素中的关键字(对象中的特有数据)，进行哈希算法的运算，并得出一个具体的算法值，这个值 称为哈希值。
2，哈希值就是这个元素的位置。
3，如果哈希值出现冲突，再次判断这个关键字对应的对象是否相同。如果对象相同，就不存储，因为元素重复。如果对象不同，就存储，在原来对象的哈希值基础 +1顺延。
4，存储哈希值的结构，我们称为哈希表。
5，既然哈希表是根据哈希值存储的，为了提高效率，最好保证对象的关键字是唯一的。
这样可以尽量少的判断关键字对应的对象是否相同，提高了哈希表的操作效率。
LinkedHashSet
LinkedHashSet继承了HashSet，是具有可预知顺序的集合，它基于哈希表与链表实现的，线程不安全，运行速度快，保证了元素的存入与取出的顺序。
TreeSet
TreeSet类不仅实现类Set接口，还实现了java.util.SortedSet接口，因此TreeSet类实现Set集合在遍历时按照自然顺序或定制顺序排序。
用于对Set集合进行元素的指定顺序排序，需要依据元素自身具备的比较性。如果元素自身不具备比较性，那么在运行时则会发生异常。所以需要实现comparable接口，复写compareTo（）方法，强制让元素具备比较性。依据compareTo的返回值，确定元素在TreeSet中的位置。
TreeSet方法保证元素唯一性的方式：就是参考比较方法的结果是否为0，如果return 0，视为两个对象重复，不存。
TreeSet集合排序有两种方式，Comparable和Comparator区别：
1：让元素自身具备比较性，需要元素对象实现Comparable接口，覆盖compareTo方法。
2：让集合自身具备比较性，需要定义一个实现了Comparator接口的比较器，并覆盖compare方法，并将该类对象作为实际参数传递给TreeSet集合的构造函数。
第二种方式较为灵活。
Map集合
Map集合没有继承Collection接口，其提供的是Key到Value的映射，Map中不能包含相同的key，每个key只能映射到一个value。Key还决定了存储对象在映射中的存储位置，但不是有key本身对象决定，而是由一种“散列技术”进行处理的，产生一个散列码的整数值。散列码通常用作一个偏移量，该偏移量对应分配给映射的内存区域的起始位置，从而确定存储对象在映射中的存储位置。Map集合包括Map接口以及Map接口的所有实现类。
Map集合存储和Collection有着很大不同：
Collection一次存一个元素；Map一次存一对元素。
Collection是单列集合；Map是双列集合。
Map中的存储的一对元素：一个是键，一个是值，键与值之间有对应(映射)关系。
特点：要保证map集合中键的唯一性。
Map接口
Map接口提供了将key映射到值的对象，一个映射不能包括重复的key，一个Key最多映射到一个值。
Map集合中允许值对象是null，而且没有限制，如：map.put(“05”,null)
Map接口中的方法
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方法 |
功能描述 |
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put(key, V value) |
向集合中添加指定的key与value的映射关系 |
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containsKey(Object key) |
如果此映射包含指定的key的映射关系，则返回true |
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containsValue(Object value) |
如果此映射将一个或多个key映射到指定值，则返回true |
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get(Object key) |
如果存在指定的key对象，则返回该对象对应的值，否则返回null |
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KeySet() |
返回该集合中所有key对象，形成set集合 |
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values() |
返回该集合中所有值对象形成Collection集合 |
Map接口的实现类
Map接口的实现类有：Hashtable，HashMap，TreeMap，LinkedHashMap
HashMap
HashMap类是基于哈希表数据结构的Map接口实现，此实现提供所有可选的映射操作，并允许使用null值和null键，但必须保证键的唯一性。HashMap通过哈希表对其内部的映射关系进行快速查找。此类不保证映射的顺序，特别是他不保证该顺序恒久不变，线程不同步。
Hashtable
Hashtable底层是哈希表数据结构，是线程同步的。不可以存储null键，null值。且在jdk1.2以后，Hashtable被HashMap取代，但其子类properties仍被使用。
TreeMap
TreeMap不仅实现了Map接口，还实现了java.util.SortedMap接口，因此，集合中的映射关系具有一定的顺序。但在添加，删除和定位映射关系时，TreeMap类比HashMap类性能稍差。由于TreeMap类实现的Map集合中的映射关系是根据键对象按照一定的顺序排列的，所以不允许键对象为null。
可以通过HashMap类创建Map集合，当需要顺序输出时，在创建一个相同映射关系的TreeMap类实例，进行输出。
LinkedHashMap
在继承HashMap的同时，保证了迭代的顺序。
使用集合的技巧：
看到Array就是数组结构，有角标，查询速度很快。
看到link就是链表结构：增删速度快，而且有特有方法。addFirst； addLast； removeFirst()； removeLast()； getFirst()；getLast()；
看到hash就是哈希表，就要想要哈希值，就要想到唯一性，就要想到存入到该结构的中的元素必须覆盖hashCode，equals方法。
看到tree就是二叉树，就要想到排序，就想要用到比较。
比较的两种方式：
一个是Comparable：覆盖compareTo方法；
一个是Comparator：覆盖compare方法。
LinkedHashSet，LinkedHashMap:这两个集合可以保证哈希表有存入顺序和取出顺序一致，保证哈希表有序。
集合什么时候用？
当存储的是一个元素时，就用Collection。当存储对象之间存在着映射关系时，就使用Map集合。
保证唯一，就用Set。不保证唯一，就用List。
集合操作工具类：Collections
静态方法：
Collections.sort(list);//list集合进行元素的自然顺序排序。
Collections.sort(list,new ComparatorByLen());//按指定的比较器方法排序。
class ComparatorByLen implements Comparator<String>{
public int compare(String s1,String s2){
int temp = s1.length()-s2.length();
return temp==0?s1.compareTo(s2):temp;
}
}
Collections.max(list); //返回list中字典顺序最大的元素。
int index = Collections.binarySearch(list,"zz");//二分查找，返回角标。
Collections.reverseOrder();//逆向反转排序。
Collections.shuffle(list);//随机对list中的元素进行位置的置换。
将非同步集合转成同步集合的方法：Collections中的 XXX synchronizedXXX(XXX);
List synchronizedList(list);
Map synchronizedMap(map);
原理：定义一个类，将集合所有的方法加同一把锁后返回。
Collection 和 Collections的区别：
Collections是个java.util下的类，是针对集合类的一个工具类,提供一系列静态方法,实现对集合的查找、排序、替换、线程安全化（将非同步的集合转换成同步的）等操作。
Collection是个java.util下的接口，它是各种集合结构的父接口，继承于它的接口主要有Set和List,提供了关于集合的一些操作,如插入、删除、判断一个元素是否其成员、遍历等。
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