Java笔记--集合

Java集合笔记

1 集合与数组的区别

编程中，常常需要集中存放多个数据，我们可以使用数组来进行保存，但是数组长度不可变化，一旦在初始数组时指定了数组长度，这个数组长度就是不可变化的，对于变化长度的数据来说，数组就不适用了。此外，数组也不适合用于存储具有映射关系的数据，此时，用集合就变得十分方便了,集合提供了一系列的方法，列如排序，判断，使得编程变得方便。

2 Java集合概述

集合只能保存对象（对象的引用变量），但是数组可以保存基本类型数据和对象。Java集合大致可以分为Set，List，Queue和Map。Set代表无序，不可重复的集合；List代表有序，重复的集合；Map代表具有映射关系的集合；Queue代表队列集合实现

Java集合类主要有Collection和Map接口派生，如图是两个接口，子接口及其实现类的继承图


常用的集合：HashSet，TreeSet，ArrayDeque，ArrayList，LinkedList，HashMap，TreeMap

3.1 Set集合（无序，不重复）

Set集合不允许添加相同的元素，如果添加相同的元素，add()方法会返回false，Set集合通常不能记住元素的添加顺序，优先选择HashSet

3.1.1 HashSet

HashSet是基于哈希查找算法来实现的。哈希算法可以直接根据元素的hashcode值来对元素定位，实现快速查找，类似于数组，根据数组的下标可以快速查找数组的元素。HashSet集合存入元素时，HashSet会调用该对象的hashCode()方法来得到该对象的hashcode值，然后根据该hashCode值决定该对象在HashSet中的存储位置。

**HashSet集合判断两个元素相等的标准是通过equals()方法比较相等，并且两个对象的hashCode()方法返回值也相等。**如果有两个元素通过equals()方法比较返回true，但他它们的hashCode()方法返回值不相等，HashSet将会把它们存储在不同位置
HashSet不是同步的，如果多个线程同时访问一个HashSet，必须通过代码来保证其同步

3.1.2 TreeSet

TreeSet可以确保集合元素处于排序状态，并且不是根据元素的插入顺序来排序的，而是根据元素实际值的大小来进行排序的（默认采用自然排序）
TreeSet采用红黑树的数据结构来存储集合元素，TreeSet支持两种排序方法

1，自然排序：TreeSet调用集合元素的compareTo(Object obj)方法比较元素间的大小关系，然后将集合元素按升序排列
2，定制排序：通过Comparator接口的帮助，该接口包含一个int comparator(T 01,T o2)方法，该方法用于比较o1和o2的大小

3.2 List集合（有序，可重复）

List集合默认按照元素添加顺序来设置元素的索引，通过索引可以访问指定位置的集合元素

ArrayList和Vector

List集合中常用的是ArrayList，但是它是不安全的，多个线程访问时，我们必须手动保证该集合同步，Vector是安全的但是性能低。
使用工具类Collections可以实现线程同步，Collections类中提供了多个synchronizeXXX()方法，比如：
Collection c = Collections.synchronizedCollection(new ArrayList());
List list = Collections.synchronizedList(new ArrayList());

3.3 Map集合（保存映射关系数据）

Map集合保存着两组值，一组保存Map里的key，一组保存Map里的value，key不能重复。这和Set集合很类似

3.3.1 HashMap和HashTable

HashMap线程不安全，但是性能高，HashTable线程安全，性能低
HashTable不允许使用null作为key和value，HashMap可以使用null作为key和value，但是最多只能由一个key为null

3.3.2 TreeMap

TreeMap是一个红黑树为数据结构的集合类，每个key-value对及作为红黑树的一个节点，TreeMap存储key-value对时，需要根据key对节点进行排序，TreeMap可以保证所有key-value处于有序状态。

Java9新增的不可变集合

程序可直接调用集合的of()方法即可创建包含N个元素的不可变集合，但是不能向这个集合中添加数据也不能删除这个集合中的数据。

Set set = Set.of(“Java”,“C”,“C++”);

map集合可使用of()方法依次传入多个key-value对，也可以用ofEntries()方法，该方法接受多个Entry对象
Map map = Map.ofEntries(Map.entry(“语文”,89)，
Map.entry(“数学”,56),
Map.entry(“英语”,45))；