集合概述

什么是集合？有什么用

　　集合实际上就是一个容器，可以用来容纳其他类型的数据，集合不能直接存储基本

数据类型，集合当中存储的都是java对象的内存地址，实际上集合也是一个java对象，

java中每个不同的集合，底层会对应不同的数据结构，往不同的集合中存储元素，等于就

将数据放到不同的数据结构中

所有的集合类和集合接口都在java.util包下

java的集合中分为两大类：

　　一类是单个方式存储元素，这类集合的超级父接口是java.util.Collection

　　一类是以键值对的方式存储元素，这类集合的超级父接口是java.util.Map

List和Set接口集合

 Map接口集合

Collection接口

Collection接口中的常用方法

boolean add（Object e）：向集合添加元素

int size（）：获取集合中元素的个数

void clear（）：清空集合的个数

boolean contains（Object o）：判断集合中是否包含某元素

boolean remove（Object o）：删除集合中的某个元素

boolean isEmpty（）：判断集合是否为空

Object[] toArray（）：将集合转换成数组

iterator（）：返回集合的迭代器，用于遍历集合中的对象

public class Test{
    public static void main(String[] args) {
        Collection c = new ArrayList();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            c.add(i);//添加元素
        }
        System.out.println(c.size());//获得元素个数
        System.out.println(c.contains(0));//判断是否包含某个元素
        System.out.println(c.remove(0));//删除某个元素
        System.out.println(c.isEmpty());//判断集合是否为空
        Iterator it = c.iterator();//获得集合器
        while (it.hasNext()){//遍历元素
            System.out.println(it.next());
        }
        Object[] o = c.toArray();
        for (Object a:o) {
            System.out.println(o);
        }
    }
}

Iterator迭代器

hasNext()：判断是否还有下一个元素

next()：返回下一个元素

迭代器一开始并没有指向任何一个元素

集合只要发生改变迭代器就需要重新获取，使用迭代器就像是快照一样，记录某个时段

集合的元素然后迭代，在迭代集合元素过程中，不能调用集合对象的remove()方法进行删除

元素，要使用迭代器的remove()方法进行删除

为什么？

　　因为迭代器就相当于拍快照，迭代器在进行迭代的时候会将拍到的快照与正在进行

　　迭代的集合进行比较，如果用集合对象的remove()方法删除元素，会导致快照内容和正

　　在进行迭代的集合不相等，会产生异常，而使用迭代器里边的remove()方法进行删除

　　会把快照的内容也删除

List接口

List类型集合存储元素特点：

　　有序可重复，存储的元素有下标。有序实际上说的是存进去是这个顺序，取出来还是这个顺序

　　这里的顺序不是按照大小排序，每个List集合的元素都有下标，下标从0开始，以1递增

List接口有三个实现类，分别是ArrayList、LinkedList和Vector

List接口常用方法

　　void add(int index,E element)：在列表指定位置插入元素（第一个参数是下标）效率低

　　E get(int index)：根据下标获取元素

　　int indexOf(Object o)：获取指定元素第一次出现处的索引

　　E remove(int index)：删除指定下标位置的元素

　　E set(int index,E element)：修改指定位置的元素

public class Test{
    public static void main(String[] args) {
        List l = new ArrayList();//创建List类型集合
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            l.add(i,i);//向集合添加元素
        }
        System.out.println(l.get(0));//获得下标为0的元素
        System.out.println(l.indexOf(5));//获得元素5第一次出现的索引
        l.remove(5);//删除指定下标的元素
        l.set(3,99);//修改指定位置的元素
        Iterator it = l.iterator();
        while (it.hasNext()){
            System.out.println(it.next());
        }
    }
}

ArrayList集合

ArrayList集合特点：

　　1、ArrayList集合底层采用了线性表这种数据结构，ArrayList集合是非线程安全的

　　2、ArrayList集合初始化容量是10，当超过初始化容量后会自动扩容，扩容为原容量的1.5倍

　　3、ArrayList集合底层是Object类型的数组Object[]

优化策略

　　建议给定一个预估计的初始化容量，减少数组的扩容次数

数组这种数据结构的优缺点：

　　优点：检索效率比较高

　　缺点：随机增删元素效率比较低

但是需要注意的是：向数组末尾添加元素，效率还是很高的

LinkedList集合

LinkedList集合特点：

　　1、LinkedList集合底层采用了双向链表数据结构

　　2、对于链表数据结构来说，随机增删效率较高，检索效率较低

　　3、链表中的元素在空间存储上内存地址不连续

Vector集合

Vector集合特点：

　　Vector集合底层采用了数组这种数据结构，Vector所有的方法都有synchronized关键字

　　修饰，是线程安全的，但是效率较低，现在保证线程安全有别的方案，所有Vector使用较少

Set接口

set类型集合存储元素特点：

　　无序不可重复，无序表示存进去是这个顺序，取出来就不一定是这个顺序了，元素没有下标

set常用方法

　　add(E e)：若指定元素不存在，则将其添加到集合中

　　clear()：将集合清空

　　contains(Object o)：判断集合是否包含指定元素

　　isEmpty()：判断集合是否为空

　　size()：返回集合个数

　　toArray()：返回包含此集合所有元素的数组

HashSet集合

HashSet集合特点：

　　HashSet集合在new的时候，底层实际上new了一个HashMap集合，向HashSet集合中

　　存储元素实际上是存储到HashMap集合中，HashMap集合是一个哈希表数据结构，HashSet集合

　　初始化容量是16，初始化容量建议为2的倍数，扩容是原容量的2倍

TreeSet集合

TreeSet集合实际上实现了SortedSet接口，而SortedSet接口继承了Set集合

SortedSet类型集合存储元素特点：

　　SortedSet接口由于继承了Set集合，所以它的特点也是无序不可重复，但是放在SortedSet类型集合中的

　　元素可以自动排序，称为可排序集合，放到该集合中的元素自动按照大小顺序或者字典顺序排序

TreeSet集合存储元素特点：

　　new TreeSet集合的时候，底层实际上new了一个TreeMap集合，往TreeSet集合添加数据时，　

　　实际上是将数据放到了TreeMap集合中了，TreeMap集合底层采用了二叉树数据结构

TreeSet集合新增常用方法：

　　first()：返回此集合中第一个（最低）元素

　　last()：返回此集合最后一个（最高）元素

　　comparator()：返回对此集合中的元素进行排序的比较器，如果此Set使用自然排序则返回null

　　subSet(E fromElement,E fromElement)：返回一个新的set集合，从fromElement到fromElement区间，左闭右开

　　headSet(E toElement)：返回一个新集合，新集合是toElement之前的所有对象，但不包括toElement对象

　　tailSet(E fromElement)：返回一个新的Set集合，新集合包含fromElement之后的所有对象，包括fromElement对象

Map接口

Map接口特点：

　　Map接口和Collection接口没有任何关系，Map集合是以key和value键值对的方式存储元素，key

　　和value都是存储java对象的内存地址，所有Map集合的key特点：无序不可重复。Map集合的key

　　和Set集合存储元素特点相同

Map常用方法：

　　clear()：清空集合

　　containsKey(Object key)：判断指定是否含有该键

　　containsValue(Object vlaue)：判断指定值是否含有该值

　　entrySet()：将集合转换为Set集合

　　get(Object key)：通过键获取值

　　isEmpty()：判断集合是否为空

　　keySet()：将Map集合的key转换为set集合

　　put(K key,V value)：添加键值对

　　remove(Object key)：通过键删除键值对

　　size()：返回集合元素个数

HashMap集合

HashMap集合特点：

　　HashMap集合底层是哈希表数据结构，是非线程安全的，在jdk8之后，如果哈希表

　　单向链表中元素超过八个，单向链表就会变成红黑树数据结构，当红黑树上的节点数量

　　小于6时，会重新把红黑树变成单向链表数据结构，这种方式是为了提高检索效率

　　二叉树的检索会再次缩小扫描范围提高效率，初始化容量16，默认加载因子0.75

　　扩容之后的容量是原容量的2倍，HashMap集合的key和value可以为null，key重复

　　的话value会覆盖

Hashtable集合

Hashtable集合特点：

　　Hashtable集合底层也是哈希表数据结构，是线程安全的，其中所有的方法都带有synchronized关键字，

　　效率较低，现在使用较少，因为控制线程安全有其他更好的方案，Hashtable的key和value不能为null

　　Hashtable集合初始化容量是11，默认加载因子为0.75，Hashtable集合扩容：原容量*2+1

Properties集合

Properties集合继承Hashtable集合

Properties集合特点：

　　Properties是线程安全的，因为继承了Hashtable，另外Properties存储元素时采用key和value形式

　　并且key和value只支持String类型，不支持其他类型，Properties称为属性类

Properties集合的常用方法

　　setProperty()：取

　　getProperty()：存

SortedMap接口

SortedMap集合的key存储元素特点：

　　首先是无序不可重复，另外放在SortedMap集合key部分的元素会自动按照大小顺序排序，称为可排序集合

TreeMap集合

实现了SortedMap接口，底层数据结构是二叉树

比较器

放在TreeSet和TreeMap集合的元素要想做到排序有两种方法

　　第一种：元素要实现java.lang.Comparable接口

　　第二种：在构造TreeSet或者TreeMap集合的时候传入以比较器对象

集合工具类Collections

静态方法：

　　synchronizedList(list)：将线程不安全的变成线程安全的

　　sort(list)：排序，前提要有比较器

　　List<String> myList = new ArrayList<>(set集合对象)：Set集合变成List集合