【黑马程序员】---java基础---集合

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集合框架：用于存储数据的容器。 

特点：

1、对象封装数据，对象多了也需要存储。集合用于存储对象。

2、对象的个数确定可以使用数组，但是不确定怎么办？可以用集合。因为集合是可变长度的。  

集合和数组的区别： 

1、数组是固定长度的；集合可变长度的。 

2、数组可以存储基本数据类型，也可以存储引用数据类型；集合只能存储引用数据类型。 

3、数组存储的元素必须是同一个数据类型；集合存储的对象可以是不同数据类型。 

数据结构：就是容器中存储数据的方式。  

对于集合容器，有很多种。因为每一个容器的自身特点不同，其实原理在于每个容器的内部数据结构不同。 集合容器在不断向上抽取过程中。出现了集合体系。 

在使用一个体系时，原则：参阅顶层内容。建立底层对象。

java中集合类的关系图

Collection接口： 

Collection：  |--List：有序(元素存入集合的顺序和取出的顺序一致)，元素都有索引。元素可以重复。 

                       |--Set：无序(存入和取出顺序有可能不一致)，不可以存储重复元素。必须保证元素唯一性。  

                                  1、添加：add(object)：添加一个元素

                                                    addAll(Collection) ：添加一个集合中的所有元素 

                                  2、删除：clear()：将集合中的元素全删除，清空集合

                                                    remove(obj) ：删除集合中指定的对象     注意：删除成功，集合的长度会改变

                                                    removeAll(collection) ：删除部分元素。部分元素和传入Collection一致 

                                  3、判断： boolean contains(obj) ：集合中是否包含指定元素 

                                                     boolean containsAll(Collection) ：集合中是否包含指定的多个元素

                                                     boolean isEmpty()：集合中是否有元素。  

                                  4、获取： int size()：集合中有几个元素

                                  5、取交集：boolean  retainAll(Collection) ：对当前集合中保留和指定集合中的相同的元素。如果两个集合元素相同，返回flase；如果retainAll修改了当前集合，返回true 

                                  6、获取集合中所有元素：Iterator  iterator()：迭代器 

                                  7、将集合变成数组：  toArray() 

Iterator接口： 

迭代器：是一个接口。作用：用于取集合中的元素。

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。 

void remove()  从迭代器指向的 collection 中移除迭代器返回的最后一个元素（可选操作）。  

每一个集合都有自己的数据结构，都有特定的取出自己内部元素的方式。为了便于操作所有的容器，取出元素。将容器内部的取出方式按照一个统一的规则向外提供，这个规则就是Iterator

接口。 也就说，只要通过该接口就可以取出Collection集合中的元素，至于每一个具体的容器依据自己的数据结构，如何实现的具体取出细节，这个不用关心，这样就降低了取出元素和具体

集合的耦合性。  

Iterator it = coll.iterator();//获取容器中的迭代器对象，至于这个对象是是什么不重要。这对象肯定符合一个规则Iterator接口。

public static void main(String[] args) {   
    Collection coll = new ArrayList();   
    coll.add("abc0");   
    coll.add("abc1");
    coll.add("abc2"); 
    //遍历方式1   
    Iterator it = coll.iterator();   
    while(it.hasNext()){    
        System.out.println(it.next());
    } 
    //遍历方式2  此种方法更优，因为迭代器随遍历完毕而释放。
    for(Iterator it = coll.iterator();it.hasNext(); ){    
        System.out.println(it.next());  
    }
} 
           

List接口：

List本身是Collection接口的子接口，具备了Collection的所有方法。现在学习List体系特有的共性方法，查阅方法发现List的特有方法都有索引，这是该集合最大的特点。 

List：有序(元素存入集合的顺序和取出的顺序一致)，元素都有索引。元素可以重复。 

        |--ArrayList：底层的数据结构是数组,线程不同步，ArrayList替代了Vector，查询元素的速度非常快。  

        |--LinkedList：底层的数据结构是链表，线程不同步，增删元素的速度非常快。 

        |--Vector：底层的数据结构就是数组，线程同步的，Vector无论查询和增删都很慢。  

1、添加：add(index,element) ：在指定的索引位插入元素。

                  addAll(index,collection) ：在指定的索引位插入一堆元素。 

2、删除：  remove(index) ：删除指定索引位的元素。 返回被删的元素。  

3、获取：  Object get(index) ：通过索引获取指定元素。 

                    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；所以，通过-1，可以判断一个元素是否存在。

                    int lastIndexOf(Object o) ：反向索引指定元素的位置。  

                    List subList(start,end) ：获取子列表。 

4、修改：Object set(index,element) ：对指定索引位进行元素的修改。 

5、获取所有元素：ListIterator listIterator()：list集合特有的迭代器。 

List集合支持对元素的增、删、改、查。

List集合因为角标有了自己的获取元素的方式： 遍历。 for(int x=0; x<list.size(); x++){  sop("get:"+list.get(x)); } 

在进行list列表元素迭代的时候，如果想要在迭代过程中，想要对元素进行操作的时候，比如满足条件添加新元素。会发生.ConcurrentModificationException并发修改异常。

导致的原因是：

集合引用和迭代器引用在同时操作元素，通过集合获取到对应的迭代器后，在迭代中，进行集合引用的元素添加，迭代器并不知道，所以会出现异常情况。

解决方法： 

既然是在迭代中对元素进行操作,找迭代器的方法最为合适.可是Iterator中只有hasNext,next,remove方法.通过查阅的它的子接口,ListIterator,发现该列表迭代器接口具备了对元素的

增、删、改、查的动作。 

ListIterator是List集合特有的迭代器。 

ListIterator it = list.listIterator;//取代Iterator it = list.iterator; 

方法摘要： 

void add(E e) 将指定的元素插入列表（可选操作）。 

boolean hasNext() 以正向遍历列表时，如果列表迭代器有多个元素，则返回 true（换句话说，如果 next 返回一个元素而不是抛出异常，则返回 true）。  

boolean hasPrevious() 如果以逆向遍历列表，列表迭代器有多个元素，则返回 true。 

E next() 返回列表中的下一个元素。 

int nextIndex() 返回对 next 的后续调用所返回元素的索引。  

E previous() 返回列表中的前一个元素。 

int previousIndex() 返回对 previous 的后续调用所返回元素的索引。 

void remove() 从列表中移除由 next 或 previous 返回的最后一个元素（可选操作）。  

void set(E e) 用指定元素替换 next 或 previous 返回的最后一个元素（可选操作）。  

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。  

注意：对于list集合，底层判断元素是否相同，其实用的是元素自身的equals方法完成的。所以建议元素都要复写equals方法，建立元素对象自己的比较相同的条件依据。 

LinkedList的特有方法：

addFirst(); addLast(); 在jdk1.6以后。 offerFirst(); offerLast();  

getFirst():获取链表中的第一个元素。如果链表为空，抛出NoSuchElementException; getLast(); 

在jdk1.6以后。peekFirst();获取链表中的第一个元素。如果链表为空，返回null。 peekLast();  

removeFirst()：获取链表中的第一个元素，但是会删除链表中的第一个元素。如果链表为空，抛出NoSuchElementException removeLast();

在jdk1.6以后。pollFirst();获取链表中的第一个元素，但是会删除链表中的第一个元素。如果链表为空，返回null。 pollLast();

Set接口： 

Set接口中的方法和Collection中方法一致的。Set接口取出方式只有一种，迭代器。 

    |--HashSet：底层数据结构是哈希表，线程是不同步的。无序，高效；   HashSet集合保证元素唯一性：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。       

    |--LinkedHashSet：有序，hashset的子类。

    |--TreeSet：对Set集合中的元素的进行指定顺序的排序。不同步。TreeSet底层的数据结构就是二叉树。 

对于HashSet集合，判断元素是否存在，或者删除元素，底层依据的是hashCode方法和equals方法。  

TreeSet：

用于对Set集合进行元素的指定顺序排序，排序需要依据元素自身具备的比较性。  如果元素不具备比较性，在运行时会发生ClassCastException异常。 

所以需要元素实现Comparable接口，强制让元素具备比较性，复写compareTo方法。  依据compareTo方法的返回值，确定元素在TreeSet数据结构中的位置。 

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接口： 

|--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。 

|--HashMap：底层是哈希表数据结构，是线程不同步的。可以存储null键，null值。替代了Hashtable. |--TreeMap：底层是二叉树结构，可以对map集合中的键进行指定顺序的排序。  

Map集合存储和Collection有着很大不同： 

1、Collection一次存一个元素；Map一次存一对元素。 

2、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。  

1、添加：put(key,value)：当存储的键相同时，新的值会替换老的值，并将老值返回。如果键没有重复，返回null。  

                  void putAll(Map);

2、删除：void clear()：清空 

                  value remove(key) ：删除指定键。 

3、判断：boolean isEmpty()：是否为空

                  boolean containsKey(key)：是否包含key  

                  boolean containsValue(value) ：是否包含value 

4、取出：int size()：返回长度 

                  value get(key) ：通过指定键获取对应的值。如果返回null，可以判断该键不存在。当然有特殊情况，就是在hashmap集合中，是可以存储null键null值的。  

                  Collection values()：获取map集合中的所有的值。 

5、想要获取map中的所有元素： 

原理：map中是没有迭代器的，collection具备迭代器，只要将map集合转成Set集合，可以使用迭代器了。之所以转成set，是因为map集合具备着键的唯一性，其实set集合就来自于

map，set集合底层其实用的就是 map的方法。 

把map集合转成set的方法：  Set keySet();//将map集合中的键都取出存放到set集合中

                                                   Set entrySet();//取的是键和值的映射关系。

方式一：keySet()方法：可以将map集合中的键都取出存放到set集合中。对set集合进行迭代。迭代完成，再通过get方法对获取到的键进行值的获取。   

Set keySet = map.keySet();  

Iterator it = keySet.iterator();  

while(it.hasNext()) {    

    Object key = it.next();    

    Object value = map.get(key); 

    System.out.println(key+":"+value);   

} 

方式二：entrySet()方法：map集合中的映射关系Map.Entry都取出存放到set集合中。通过Map.Entry的getKey()和getValue()方法获取到键和值。

Set entrySet = map.entrySet(); 

Iterator it = entrySet.iterator();   

while(it.hasNext()) {    

    Map.Entry  me = (Map.Entry)it.next(); 

    System.out.println(me.getKey()+"::::"+me.getValue());  

} 

Collections：它的出现给集合操作提供了更多的功能。这个类不需要创建对象，内部提供的都是静态方法。

方法摘要：

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。 

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。 

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。

Arrays：用于操作数组对象的工具类，里面都是静态方法。 

static List  asList()：将数组转换成list集合。 

注意：数组是固定长度，不可以使用集合对象增加或者删除等，会改变数组长度的功能方法。比如add、remove、clear。（会报不支持操作异常UnsupportedOperationException）；

如果数组中存储的引用数据类型，直接作为集合的元素可以直接用集合方法操作。 如果数组中存储的是基本数据类型，asList会将数组实体作为集合元素存在。