.Net转Java自学之路—基础巩固篇十三（集合）

集合：

　　集合是用于存储对象的一个工具。

　　集合与数组的特点

　　　　相同点：都是一个容器

　　　　不同点：

　　　　　　集合：可以存储对象，只能存储对象，集合长度可变。

　　　　　　数组：可以存储对象，也可以存储基本数据类型，数组长度固定。

　　容器对象有很多种，通过内部的数据结构来区分，数据结构就是一种数据存储方式。

　　在不断的将容器对象的相同点抽取的过程中，就出现了集合体系结构，该体系的结构框架称为集合框架。

　　最顶层的是一个接口：Collection

　　Collection 表示的是一组对象。

迭代器（Iterator）：

　　Collection集合中对元素的获取方式：hasNext() 判断是否有值、next() 返回迭代的下一个元素、remover() 删除

　　集合容器都具备取出方式，取出方式并不是一个方法，因为一个方法并不足以完成取出，取出是由多个方法来完成的，为了方便使用，将这些方法封装称了对象；该对象在描述时，这些功能会直接使用到具体集合中的数据和集合特点。所以这个取出元素的描述类，就定义在集合的内部，也就是一个内部类。

　　因为这个类在直接访问集合中的数据，根据集合自身的数据结构特点，将具体的方法都定义完成后，需要将对象对外提供出去让用户使用，所以就暴露了一个方法，来完成对这个内部类对象的访问。

　　为了提高扩展性，发现只要是容器，就具备取出功能，但数据结构不同，取出的具体实现一样，这时为了扩展，就抽取了一个接口 Iterator (迭代器)。

Collection coll=new ArrayList();
coll.add("元素1");
coll.add("元素2");
coll.add("元素3");
Iterator iter=coll.iterator();
while(iter.haxNext()){
  iter.next();  
}
//或
for(Iterator iter=coll.iterator();iter.haxNext()){
  iter.next();  
}

　　只要是在 Collection 集合体系中，迭代器就是通用的取出方式。

　　在进行迭代器使用时，next() 在循环中只能定义一个，定义多个会导致数据错误；当next()没有获取到元素时，会发生NoSushElementException异常。

　　用迭代器取出自定义对象的元素时，在 next() 后要进行类型的转换操作。

Collection coll=new ArrayList();
coll.add(new ClassName("元素1"));
coll.add(new ClassName("元素2"));
coll.add(new ClassName("元素3"));
for(Iterator iter = coll.iterator(); iter.haxNext()){
  ClassName cn=(ClassName)iter.next();
  cn.ClassNameMethod();  
}

集合List：　　extends Collection

　　该容器的元素有序，存储顺序和取出顺序一致。该集合中的元素都有索引（角标），可以存储重复的元素。

//List常见基本操作
List list=new ArrayList();
//增
list.add("元素");
list.add(1,"元素");//指定索引位插入元素，其他元素以此延续
//删
list.remover(1);//指定索引位删除元素。被删除的元素会被返回
//改
list.set(1,"New元素");//替换指定索引位元素。会返回被修改掉的元素。
//查
list.get(1);//获取索引位指定的元素。
list.indexOf("元素");//获取元素第一次出现的位置（索引）
list.subList(int,int);//根据头尾角标获取子列表，返回List集合

列表迭代器：ListIterator

　　在进行迭代过程中，若出现了迭代器和容器同时对元素进行操作的情况，很容易引发ConcurrentModificationException（并发修改）异常。对于List集合解决此类异常就用 ListIterator 列表迭代器

　　ListIterator 时 Iterator 的子接口。并提供了更多的迭代过程中的操作方法；该迭代器只能用于 List 集合。

//ListIterator 常见基本功能
List list=new ArrayList();
list.add("元素1");
list.add("元素2");
list.add("元素3");
list.add("元素4");

ListIterator lit=list.listIterator();

lit.haxNext();//判断 是否有后一个元素
lit.haxPrevious();//判断 是否有前一个元素
lit.add();//添加
lit.set();//修改
lit.next();//取后一个元素
lit.previous();//取前一个元素

　　ArrayList

　　　　底层数据结构是数组结构。实现不同步；jdk1.2 版本 ArrayList 替换 Vector

　　　　ArrayList 对元素的查询快，增、删 慢

　　　　判断元素是否相同时，底层的依据时 equals() 方法；无论时 contains() 还是 remover() 都会去使用 equals() 来判断元素是否相同。所以在往 ArrayList 集合中存储自定义元素时，最好建立该元素特有的判断对象是否相同的依据。也就是覆盖 equals() 方法。

　　Vector

　　　　底层数据结构是数组结构。实现同步；jdk1.0版本

　　　　Vector 对元素的增、删、查 都很慢

　　　　elements()方法返回枚举（Enumeration）该功能与迭代器的功能重复；由于枚举（Enumeration）书写麻烦，故被迭代器替换掉。

Vector vt=new Vector();
vt.addElement("元素1");
vt.addElement("元素2");
vt.addElement("元素3");
vt.addElement("元素4");

for(Enumeration ent=vt.elements(); ent.hasMoreElements()){
  ent.nextElement();  
}

　　可变长度数组

　　　　ArrayList 内部封装了一个默认长度为10的数组。当超出长度时，集合内部会自动生成一个新的数组；将原数组中的数据复制到新的数组中；ArrayList 新的数组长度是原数组的50%延长；Vector 新的数组长度是原数组的100%延长。

　　LinkedList

　　　　底层数据结构是链表结构。实现不同步；jdk1.2 版本；

　　　　LinkedList 对元素的增、删效率高，但查询慢

//特有方法

//增
addFirst();
addLast()

//获取元素，集合长度不变
getFirst();
getLast();
//jdk1.6 版本后被下面俩个方法替代。若集合中没有元素，该方法不会抛出异常，而返回null
peekFirst();
peekLast();

//获取被删除的元素，集合长度改变
removeFirst();
removeLast();
//jdk1.6 版本后被下面俩个方法替代。若集合中没有元素，该方法不会抛出异常，而返回null
offerFirst();
offerLast();

集合Set：　　extends Collection

　　该容器的元素无序；不可以重复元素。Set 接口的取出元素的方法只有迭代器。

　　!~ HashSet:

　　　　底层数据结构为哈希表。哈希表这种结构其实就是对哈希表的存储；而且每一个对象都有自己的哈希表。因为 Object 基类中有一个 hashCode() 方法。

　　　　存储自定义对象并且要保证元素的唯一性。HashSet 保证元素的唯一性主要依赖与 hashCode() 和 equals() 方法。

　　　　当元素的哈希值不同时，元素都有自己的独立位置，不需要再判断元素的 equals() 方法。

　　　　当元素的哈希值相同时，这时元素再哈希表中的位置相同，就需要判断一次元素的内容是否相同；调整元素的 equals() 方法进行一致比较；当这俩个元素不相同时，会存储在一个哈希值上；故、需覆盖 hashCode() 和 equals() 方法。而且需要依据对象的特有条件建立 hashCode() 和 equals() 的具体实现。

　　　　判断包含、删除都是依据 hashCode() 。当 hashCode() 相同时，再判断 equals() 方法

　　!~ TreeSet:

　　　　对 Set 集合中的元素进行排序。数据结构为二叉树结构；可以提高排序性能。

　　　　自定义元素本身不具备比较性，TreeSet 集合是无法对元素进行排序的。所以在自定义对象时，需要对象具备一个比较功能。而 Java 已经提供了接口，可以让自定义的对象具备比较性。需要实现 Comparable 接口。

　　　　根据比较方法 compareTo() 的返回值来确定元素的唯一性；返回0，则相同。自定义对象需要覆盖 compareTo() 方法。这称为：元素的自然排序。

　　　　如果元素本身的比较方式无法满足应用，那么 可以让集合本身具备比较性，就是定义一个类，实现 Comparator 接口，覆盖 compare() 方法。将Comparator 接口的子类对象作为参数传递给 TreeSet 集合的构造函数即可。

　　　　当元素自身具备比较性，同时 TreeSet 集合也具备比较器，这时以比较器为主。

泛型：

　　集合中存储了不同类型的对象，获取时，在运行时容易发生ClassCastException类型转换异常。所以在存储时明确集合要操作的数据类型来避免该异常的发生。

　　定义集合时，通过<>来明确元素的类型。这中定义的方式称为：泛型

　　优点：

　　　　1、运行时出现的ClassCastException 异常转移到编译时期。

　　　　2、泛型的出现避免了强制转换的麻烦。

　　泛型其实时 jdk1.5版本后出现的安全机制。

ArrayList<String> list=new ArrayList<String>();
list.add("元素");
list.add("元素1");

for(Iterator<String> iter=list.iterator();iter.hasNext()){
    iter.next();
}

　　泛型的使用其实就是给<>传递实际参数，而这个参数就是一个具体的引用数据类型。

　　当类要操作的引用数据类型不确定时，可以使用泛型来定义，也就是定义一个类型参数，将具体的类型作为实际参数传递给<>

　　当泛型定义在类上，该泛型作用整个类。建立对象时，就明确了具体类型。那么凡是使用了类上定义的泛型的方法，操作的类也就固定了。

　　当类中定义 static 方法时，静态方法不可以直接访问类上的泛型；因为类上的泛型只有通过建立对象才可以明确泛型。那么静态方法若操作的引用数据类型不确定，只能将泛型定义在方法上。在静态方法上定义泛型必须定义在 static 关键字之后。

　　当发放中操作的应用数据类型不确定，而且和对应的对象执行的类型也不一定一致。这时就将泛型定义在方法上。

//泛型接口
interface Inter<T>{
  public void method(T t);  
}

泛型通配符：?

　　?　　代表任意类型。

public static void method(Collection<?> coll){
  for(Iterator<?> iter=coll.iterator(); iter.hasNext()){
      iter.next();
  }  
}

　　定义T只能固定一种类型，定义 ? 可以是任意类型。

　　泛型限定：

　　　　? extends E　　接收 E 类型 或 E 的子类型

　　　　? super E　　　接收 E 类型 或 E 的父类型

Map集合：

　　特点：

　　　　1、双列集合，Collection 是单列集合。

　　　　2、Map 一次存储一对元素，同是键值对的形式，键和值有对应关系。Collection 是一次存储一个元素。

//常见功能：
//增
put(k,v);//返回的是v；将键和值存储 Map 集合，当存入相同的 k 时，新值 v 会覆盖原来的值，并返回原来的值。
putAll(map);

//删
clear();
remove(k);//根据键删除对应的值，返回被删除的值。

//判
containsKey(Object key);
containsValue(Object value);
isEmpty();

//查
size();//获取Map 元素个数
get(k);//根据键获取值，还可以判断某个键是否存在的依据。
Collection values();//获取Map 集合中所有的值。
Set keySet();//获取Map 集合中所有的键
Set entrySet();//获取键值对的映射关系。将映射关系封装成对象存入Set 集合

　　Map 集合中没有迭代器，迭代器是在 Collection 集合中具备的。

　　Map 集合的取出元素的原理，就是将 Map 集合转成 Set 集合，再进行迭代。

　　HashTable:

　　　　底层是哈希表数据结构；实现同步。不允许 null 作为键、null 作为值。

　　　　Peoperties:用于配置文件的定义和操作，使用频率高，同时键和值都是字符串。是集合中可以和IO技术相结合的对象。详细见IO篇

　　HashMap:

　　　　底层是哈希表数据结构；实现不同步。允许 null 作为键、null 作为值。替代 HashTable

HashMap<Integer,String> hm=new HashMap<Integer,String>();
//若要保证HashMap有序。用LinkedHashMap
HashMap<Integer,String> hm=new LinkedHashMap<Integer,String>();
hm.put(1,"元素1");
hm.put(2,"元素2");
hm.put(3,"元素3");
hm.put(4,"元素4");

hm.size();//元素个数
hm.get(1);//获取键1对应的vaue
hm.remove(1);//删除键1对应的键值对
hm.clear();//清空
hm.containsKey(1);//是否包含键1

//取Map 集合中所有的键值
Set<Integer> hmKey=hm.keySet();//获取所有的键
for(Iterator<Integer> iter=hmKey.iterator(); iter.hasNext()){
  Integer it=iter.next();
  hm.get(it);    
}

//取Map 集合中所有的键值。
Set<Map.Entry<Integer,String>> hmEntry=hm.entrySet();//获取Map 集合中所有的简直对应关系
for(Iterator<Map.Entry<Integer,String>> iter=hmEntry.iterator(); iter.hasNext()){
  Map.Entry<Integer,String> me=iter.next();
  Integer key=me.getKey();
  String value=me.getValue();
}

　　TreeMap：

　　　　对Map 集合中的键进行排序。

/* 自定义集合的两种排序方式 */
//一、实现Comparable 接口。重写compareTo() 方法。
TreeMap<Student,String> tm=new TreeMap<Student,String>();
tm.put(new Student("姓名","年龄"),"Str元素");
tm.put(new Student("姓名","年龄"),"Str元素");
tm.put(new Student("姓名","年龄"),"Str元素");

Set<Student> tmkey=tm.keySet();
for(Iterator<Student> iter=tmkey.iterator(); iter.hasNext()){
  Student stu=iter.next();
  tm.get(stu);
}

Class Student implements Comparable<Student>{
  /*
    Code...
  */  
  public int compareTo(Student stu){
    int temp=this.age-stu.age;
    return temp==0?this.name.compareTo(stu.name):temp;
  }
}    

//二、实现Comparator 接口，重写compare() 方法。
TreeMap<Student,String> tm=new TreeMap<Student,String>(new ComparaByName());
tm.put(new Student("姓名","年龄"),"Str元素");
tm.put(new Student("姓名","年龄"),"Str元素");
tm.put(new Student("姓名","年龄"),"Str元素");

Set<Student> tmkey=tm.keySet();
for(Iterator<Student> iter=tmkey.iterator(); iter.hasNext()){
  Student stu=iter.next();
  tm.get(stu);
}

Class ComparaByName implements Comparator<Student>{
  public int compare(Student stu1,Student stu2){
    int temp=stu1.getName().compareTo(stu2.getName());
    return temp==0?new Interger(stu1.getAge()).compareTo(new Integer(stu2.getAge)):temp;
  }
}

　　集合框架工具类：

　　　　Collections、Arrays 这两个工具类中的方法都是静态的，不需要创建对象，直接使用类名调用即可。

　　　　Collections：是集合对象的工具类，提供操作集合的工具方法。

Collections.sort(List<T>);//排序，升序
Collections.sort(List<T>,Collections.reverseOrder);//排序，降序
Collections.sort(List<T>,Collections.reverseOrder(Comparator<? super T>));//指定比较器排序，降序
Collections.max();//最大值
Collections.min();//最小值
Collections.binarySearch();//二分查找（折半查找），只作用于List集合
Collections.fill(List<T>,"");//将集合中的元素替换成指定元素
Collections.reverse(List<T>);//将集合元素反转，头尾对调
Collections.swap(List<T>,int,int);//对集合中元素进行位置替换
Collections.shuffle(List<T>);//对集合中的元素进行随机位置置换
Collections.synchronizadList(List<T>);//可以将一个不同步的集合转成同步的List集合。

　　　　Arrays：是数组的工具类。提供操作数组的工具方法。

　　　　　　Arrays.asList(Array);　　数组转成集合

　　　　　　当数组中的元素是引用类型的数据时，变集合后数组中的元素作为集合中的元素存在。

　　　　　　当数组中的元素是基本数据类型时，变集合后该数组变成集合中的元素。

　　　　　　在 Collection 接口中有个集合变数组的方法：toArray();

　　　　　　ArrayList<String> al=new ArrayList<String>();

　　　　　　al.toArray(new String[al.size()]);

　　　　jdk1.5版本后，Collection 有个父接口 Iterable 。该接口的出现封装了迭代器 iterator() 方法，并提供了一个增强 for 循环。增强 for 循环只能遍历数组和 Collection 集合。简化迭代器。一般只用于遍历，而不对元素进行操作。

　　　　格式：

　　　　　　for(元素类型  变量：数组 或 Collection 集合){

　　　　　　　　循环体Code;

　　　　　　}

ArrayList<String> al=new ArrayList<String>();
al.add("元素1");
al.add("元素2");
al.add("元素3");

for(String str:al){
  System.out.println(s);
}

　　　　可变参数：

　　　　　　在指定数据类型的后面加三个点，其实就是数组类型的参数。

　　　　　　格式：

　　　　　　　　void method(int... arr)

　　　　　　若函数上有多个参数，可变参数的位置必须是最后一个参数。否则编译失败。

　　　　静态导入：

　　　　　　为简化集合框架工具类 Collections 的书写，导入一个类名中所有的静态成员 import static java.util.Collections.* 然后直接使用sort()、binarySearch() 等方法来简化Collections.sort()等写法。

　　　　　　但是当方法名称重复时，必须要指定所属的工具类名 Arrays.toString(arr);