【JAVA集合框架之List与Set】

一、概述

JAVA的集合框架中定义了一系列的类，这些类都是存储数据的容器。与数组、StringBuffer（StringBuilder）相比，它的特点是：

1.用于存储对象。

2.集合长度可变。

3.不可以存储基本数据类型。

比较三种容器的特点：

数组必须存放同一种元素。
StringBuffer必须转换成字符串才能使用，如果想拿出单独的一个元素几乎不可能。
数据有很多使用对象存，对象有很多，使用集合存。

集合容器因为内部的数据结构不同有多种具体容器，不断的向上抽取就形成了集合框架。
框架的顶层就是Collection接口。

二、Collection接口

Set接口和List接口都实现了Collection接口，因此很明显的，Collection接口中存放的是Set接口和List接口的共性内容。

Collection接口中的方法：

1.添加。

boolean	add(E e)           确保此 collection 包含指定的元素（可选操作）。
boolean	addAll(Collection<? extends E> c)           将指定 collection 中的所有元素都添加到此 collection 中（可选操作）。

其中，参数E可暂时理解为Object（实际上在JDK1.4之前使用的一直都是Object）。

2.删除

boolean	remove(Object o)           从此 collection 中移除指定元素的单个实例，如果存在的话（可选操作）。
boolean	removeAll(Collection<?> c)           移除此 collection 中那些也包含在指定 collection 中的所有元素（可选操作）。

void	clear()           移除此 collection 中的所有元素（可选操作）。

3.判断

boolean	contains(Object o)           如果此 collection 包含指定的元素，则返回 true。
boolean	containsAll(Collection<?> c)           如果此 collection 包含指定 collection 中的所有元素，则返回 true。

boolean

isEmpty()           如果此 collection 不包含元素，则返回 true。

4.获取。

int	size()           返回此 collection 中的元素数。

Iterator<E>

iterator()           返回在此 collection 的元素上进行迭代的迭代器。

5.其它

boolean

retainAll(Collection<?> c)           仅保留此 collection 中那些也包含在指定 collection 的元素（可选操作）。

Object[]	toArray()           返回包含此 collection 中所有元素的数组。
<T> T[]	toArray(T[] a)           返回包含此 collection 中所有元素的数组；返回数组的运行时类型与指定数组的运行时类型相同。

这是比较常用的方法，还有一些继承的方法等略。

以上方法比较常用的还是存和取的方法。

6.代码示例：

package p01.BaseCollectionDemo;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Iterator;
public class CollectionDemo01 {
    public static void main(String args[])
    {
        //show1();
        //show2();
        //show3();
        //show4();
        show5();
        
    }
    private static void show5() {
        /*
         * 演示retainAll、toArray方法
         */
        Collection coll=new ArrayList();
        coll.add("abc1");
        coll.add("abc2");
        coll.add("abc3");
        coll.add("abc4");
        System.out.println(coll);
        Collection coll1=new ArrayList();
        coll1.add("abc1");
        coll1.add("abc3");
        coll1.add("abc4");
        coll1.add("abc8");
        System.out.println(coll1);

        System.out.println(coll.retainAll(coll1));
        System.out.println(coll);//与removeAll相反，只取相同的部分
        
    }
    private static void show4() {

        /*
         * 演示size、Iterator
         */
        Collection coll=new ArrayList();
        coll.add("abc1");
        coll.add("abc2");
        coll.add("abc3");
        coll.add("abc4");
        System.out.println(coll);
        System.out.println(coll.size());
        for(Iterator it=coll.iterator();it.hasNext();)
        {
            System.out.println(it.next());
        }
    }
    private static void show3() {
        /*
         * 演示contains、containsAll、isEmpty方法
         */
        Collection coll=new ArrayList();
        coll.add("abc1");
        coll.add("abc2");
        coll.add("abc3");
        coll.add("abc4");
        System.out.println(coll);
        Collection coll1=new ArrayList();
        coll1.add("abc5");
        coll1.add("abc6");
        coll1.add("abc7");
        coll1.add("abc8");
        System.out.println(coll1);

        coll.addAll(coll1);
        System.out.println(coll);
        
        System.out.println(coll.containsAll(coll1));
        System.out.println(coll.contains("abc1"));
        coll.remove("abc1");
        System.out.println(coll.contains("abc1"));
        
        coll.clear();
        System.out.println(coll.isEmpty());
        
    }
    private static void show2() {
        /*
         * 演示remove、removeAll、clear方法
         */
        Collection coll=new ArrayList();
        coll.add("abc1");
        coll.add("abc2");
        coll.add("abc3");
        coll.add("abc4");
        System.out.println(coll);
        Collection coll1=new ArrayList();
        coll1.add("abc5");
        coll1.add("abc6");
        coll1.add("abc7");
        coll1.add("abc8");
        System.out.println(coll1);

        coll.addAll(coll1);
        System.out.println(coll);
        
        coll.removeAll(coll1);
        System.out.println(coll);
        
        coll.remove("abc1");
        System.out.println(coll);
        
        coll.clear();
        System.out.println("打印集合元素："+coll);
    }
    public static void show1()
    {
        /*
         * 演示add、addAll
         */
        Collection coll=new ArrayList();
        coll.add("abc1");
        coll.add("abc2");
        coll.add("abc3");
        coll.add("abc4");
        System.out.println(coll);
        Collection coll1=new ArrayList();
        coll1.add("abc5");
        coll1.add("abc6");
        coll1.add("abc7");
        coll1.add("abc8");
        System.out.println(coll1);

        coll.addAll(coll1);
        System.out.println(coll);
    }
}

三、迭代器。

1.遍历。

框架中有一个很重要的接口Iterator，使用这个接口可以遍历框架中其它所有的容器。在Collection接口中有一个方法为

boolean

removeAll(Collection<?> c)           移除此 collection 中那些也包含在指定 collection 中的所有元素（可选操作）。

使用这个方法可以得到实现了Iterator接口的对象，使用这个对象的hasNext方法以及Next方法就可以得到容器中所有的对象。

boolean	hasNext()           如果仍有元素可以迭代，则返回 true。
E	next()           返回迭代的下一个元素。

两种遍历的方式很像，但是又有些不同，推荐使用第一种。

package p01.BaseCollectionDemo;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Iterator;


public class IteratorDemo {

    public static void main(String[] args) {
        Collection coll=new ArrayList();
        coll.add("abc1");
        coll.add("abc2");
        coll.add("abc3");
        coll.add("abc4");
        
        Demo01(coll);
        Demo02(coll);
        
        
    }

    private static void Demo02(Collection coll) {
        Iterator it=coll.iterator();
        while(it.hasNext())
        {
            System.out.print(it.next()+" ");
        }
        System.out.println();
    }

    private static void Demo01(Collection coll) {
        for(Iterator it=coll.iterator();it.hasNext();)
        {
            System.out.print(it.next()+" ");
        }
        System.out.println();
    }

}

分析：第一种方式遍历集合的特点就是遍历完成之后迭代器对象会随着for循环结束而在内存中被清除；而第二种方式虽然达到了遍历的效果，但是循环结束之后迭代器所占用的内存并没有被释放，浪费了一部分内存。

2.迭代原理

由于每一种容器内部的数据结构可能都不同，只是用一种接口怎么才能达到遍历个各种容器的目的呢？

分析：容器内部都维护着一个实现了Iterator接口的对象，每个对象在容器内部的操作均不同（它们仅操作本类内部的成员），但是提供了同样的遍历方法：hasNext和Next，通过这两个方法，就可以得到容器内所有的对象了。也就是说Iterator对象必须依赖于具体的容器，因为每一种容器的数据结构都不相同。对于使用容器者而言，具体的实现并不重要，只要通过容器获取到该实现的迭代器的对象即可，也就是iterator方法。Iterator接口也就是对所有Collection容器进行元素取出的公共接口。

通过查看源码即可证明：

Collection接口中声明了抽象方法iterator。

ArrayList则重写了这个方法：

我们比较在意的是Itr这个类，这个类通过返回类型可以得知是实现了Iterator接口的类：

由此，可以发现Itr类是ArrayList类的内部类。不仅ArrayList类，其它在Collection集合中的类都是这种实现方法。

四、List和Set概述。

List：列表。元素可以重复，有序（存入和取出有特定的顺序）。

Set：集合。元素不允许重复，无序（有时候有序，特别是经过特殊处理的时候比如在TreeSet中更是如此）。

注意：元素是否允许重复是List和Set的最大区别。