【java基础】细说集合（1）—Collection接口

前言

在上一篇中我们说了数组，这一篇我们说说集合。集合和数组的本质是一样的，都是对一组数进行操作。至于数组和集合的区别，可以查看<【java基础】数组是啥？有啥用？>，在此不再赘述。下面的思维导图是我们这一系列集合相关博客的“目录”。

集合是可以储存数量不确定的不同对象的容器。java的集合类主要由2个接口派生：Collection和Map。具体可参考如下。

Collection是Set接口、Queue接口、List接口的父接口，所以其中定义的方法，也适用于操作此3类集合。大致包括添加对象，删除对象，清空集合，判断集合为空等方法。

常用方法

//定义一个ArrayList类型的集合
Collection a=new ArrayList();

//添加元素
a.add("大美女");

//删除指定元素
a.add("大美女");
//清空集合
a.clear();

//查询集合中的元素个数
a.size();
//判断是否包含指定的字符串
a.contains("大美女");
//输出集合中的元素，输出结果：[大美女]
a

遍历集合

我们知道，遍历数组时有两个方法：for循环和foreach循环。遍历集合也有两种方法：Iterator接口和foreach循环。
Iterator是啥？Iterator是一个迭代器，用于遍历集合元素。它的优点是遍历时不用考虑集合元素的个数和类型，这样能实现访问代码和集合本身的解耦。下面我们定义一个HashSet类型的集合，来说明遍历集合的方法。

b集合，HashSet类型，其中的元素有{4,3,5,7,9}

（1）使用Lambda表达式

Lambda表达式的作用是把“一块代码”赋给一个java变量。

b.forEach(obj->System.out.println("迭代集合元素："+obj));

（2）使用Iterator接口遍历

Iterator it=b.iterator();
while(it.hasNext()){
  //it.next()方法返回的数据类型是object，因此需要强制类型转换
  Int b=(Int)b.next();
  System.out.println(b);
}

（3）使用Lambda表达式+Iterator接口

Iterator it=b.iterator();
it.forEachRemaining(obj->System.out.println("迭代集合元素："+obj));

（4）使用foreach循环遍历

for(Object obj:b){
  Int b=(Int)obj;
  System.out.println(b);
}

操作集合

（1）使用Predicate操作集合

c集合，HashSet类型，其中的元素有：{“红色”,“酒红色”,“粉色”,“玫瑰红色”}

使用Lambda表达式和Predicate对集合进行操作的示例如下：

//批量删除集合中符合条件的元素
c.removeIf(ele->((String)ele).length()<3);
//统计集合中包含“红色”子串的数量
calAll(c,ele->((String)ele).contains("红色"));

（2）使用Stream操作集合

//调用builder()类方法创建该Stream对应的Builder
IntStream d=IntStream.builder()
 .add(14)
 .add(13)
 .add(5)
 .add(3)
.build();

//求元素的最大值
d.max().getAsInt();
//求所有元素的总和
d.sum();
//求所有元素的总数
d.count();
//求所有元素的平均值
d.average();
//统计c集合中包含“红色”子串的数量
books.stream().filter(ele->((String)ele).contains("红色")).count();

Collections类

就像Arrays类用于操作数组，Collections类用于操作集合。下面列举几个典型应用。

e集合，ArrayList类型，其中的元素有：{3，-1,6,9}

（1）排序操作

 //将List集合元素的次序反转,输出[9,6,-1,3]
Collections.reverse(e);

//将元素按自然顺序排列，输出[-1,3,6,9]
Collections.sort(e);

//将元素按随机顺序排序，每次输出的都不确定
Collections.shuffle(e);

（2）查找、替换操作

 //输出最大元素
Collections.max(e);
//判断6在集合中出现的次数，输出1
Collections.frequency(e,-5);
//对集合进行排序
Collections.sort(e);

//将nums中的-1使用1代替
Collections.replaceAll(e,-1,1);
//排序完成后，用二分法查找3
Collections.binarySearch(nums,3);

（3）同步控制

//创建线程安全的map对象
 Map m=Collections.synchronizedMap(new HashMap());

（4）设置不可变集合

//创建包含4个元素的Set类型的不可变集合
Set set=Set.of("java ","if","else","swift");

//【方式一】-创建包含3个key-value对的map不可变集合
Map map=Map.of("语文",80,"数学",98,"英语",80);
//【方式二】
Map map2=Map.ofEntries(Map.entry("语文",80),Map.entry("数学",98),Map.entry("英语",80));