什么是集合

集合存储对象的容器，面向对象语言对事物的体现都是以对象的形式，所以为了方便对多个对象的操作，存储对象，集合是存储对象最常用的一种方式。

集合的出现就是为了持有对象。

为什么需要集合

1. 集合可以存储任意类型的对象数据，数组只能存储同一种数据类型的数据（当然，Object类型的数组除外- -）

2. 集合的长度可以发生变化的，数组的长度是固定的

集合体系

来看一张恐怖的集合体系图- - 瞬间想🐶带有木有

当然，主要需要掌握的是这些

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1、Collection

首先看Collection——单例集合的根接口

对于Collection接口中的方法，具体分类如下：

增加

add(E e) ——添加成功返回true，添加失败返回false

addAll(Collection c) ——把一个集合的元素添加到另外一个集合中去。

删除

clear()

remove(Object o)

removeAll(Collection  c)

retainAll(Collection  c)

查看

size()

判断

isEmpty()

contains(Object o) ——contains方法内部是依赖于equals方法进行比较

containsAll(Collection c)

迭代

toArray()——把集合中的元素全部 存储到一个Object的数组中返回

iterator()——迭代器

迭代器的作用：用于抓取集合中的元素。

迭代器的方法：

hasNext()  询问是否有元素可遍历，如果有元素可以遍历，返回true，否则返回false 。

next()       返回元素

remove()  移除迭代器最后一次返回的元素。

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1.1、List接口

看完单例集合的根接口Collection中的方法，接下来看List接口中特有方法

时刻回忆集合体系结构图！！！

再来强制复习一遍

首先，如果是实现了List接口的集合类，该集合类具备的特点：有序，可重复的特点。

也就是所，List接口中特有的方法都存在索引值。只有List接口下面的集合类才具备索引值，其他接口下面的集合类都没有索引值。

List接口中特有方法如下

添加

add(int index, E element)

addAll(int index, Collection c)

获取

get(int index)

indexOf(Object o)

lastIndexOf(Object o)

subList(int fromIndex, int toIndex)

修改

set(int index, E element)

迭代

listIterator()

ListIterator特有的方法：

添加：

hasPrevious()——判断是否存在上一个元素。

previous()——当前指针先向上移动一个单位，然后再取出当前指针指向的元素。

next()——先取出当前指针指向的元素，然后指针向下移动一个单位。

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add(E e)  把当前有元素插入到当前指针指向的位置上。

set(E e)  替换迭代器最后一次返回的元素。

下面举一个简单的🌰

使用三种方式遍历集合的元素

第一种： 使用get方法遍历。

第二种： 使用迭代器正序遍历。

第三种： 使用迭代器逆序遍历。

注意：

在迭代器迭代元素的过程中，不允许使用集合对象改变集合中的元素个数，如果需要添加或者删除只能使用迭代器的方法进行操作。

如果使用了集合对象改变集合中元素个数那么就会出现ConcurrentModificationException异常。

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1.1.1、ArrayList

看完List接口，接下来看List的实现类——ArrayList

记得回过头看体系结构！！！

ArrayList的底层维护了一个Object数组，使用无参构造函数时，Object数组默认的容量是10，当长度不够时，自动增长0.5倍

特点: 查询速度快，增删慢。如果目前的数据是查询比较多，增删比较少的时候，那么就使用ArrayList存储这批数据——比如高校的图书馆

ArrayList 特有的方法如下

ensureCapacity(int minCapaci上ty)

trimToSize()

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1.1.2、LinkedList

LinkedList底层是使用了链表数据结构实现的，特点：查询速度慢，增删快。

LinkedList特有的方法

addFirst(E e)——把元素添加到集合的首位置上

addLast(E e)——把元素添加到集合的末尾处

getFirst()

getLast()

removeFirst()

removeLast()

descendingIterator() ——返回逆序的迭代器对象

使用LinkedList实现堆栈数据结构的存储方式。

push()

pop()

使用LinkedList模拟队列数据结构的存储方式。

offer()

poll()

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1.1.3、Vector

Vector——底层也是维护了一个Object的数组实现的，实现与ArrayList是一样的，但是Vector是线程安全的，操作效率低。

特有的方法：

void addElement(E obj)——在集合末尾添加元素

EelementAt( int index)——返回指定角标的元素

Enumeration elements()——返回集合中的所有元素，封装到Enumeration对象中

Enumeration接口：

boolean hasMoreElements()——测试此枚举是否包含更多的元素。

E nextElement()——如果此枚举对象至少还有一个可提供的元素，则返回此枚举的下一个元素。

举例：

          Vector v  =  new Vector();

          v.addElement("张三");v.addElement("李四");v.addElement("王五");

          Enumeration e = v.elements(); //获取迭代器

          while(e.hasMoreElements()){

                  System.out.println(e.nextElement());

               }

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1.2、Set

Set体系注重独一无二的性质，该体系集合不会存储重复的元素，用于存储无序(存入和取出的顺序不一定相同)元素。

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1.2.1、HashSet

HashSet底层是使用了哈希表来支持的，特点：存取速度快。

HashSet的实现原理：

往HashSet添加元素的时候，HashSet会先调用元素的hashCode方法得到元素的哈希值 ，然后通过元素的哈希值经过移位等运算，就可以算出该元素在哈希表中的存储位置。

情况1： 如果算出元素存储的位置目前没有任何元素存储，那么该元素可以直接存储到该位置上。

情况2： 如果算出该元素的存储位置目前已经存在有其他的元素了，那么会调用该元素的equals方法与该位置的元素再比较一次

如果equals返回的是true，那么该元素与这个位置上的元素就视为重复元素，不允许添加。如果equals方法返回的是false，那么该元素允许添加。

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1.2.2、TreeSet

TreeSet的特点是：如果元素具备自然顺序的特性，那么就按照元素自然顺序的特性进行排序存储。

TreeSet的注意事项：

1. 往TreeSet添加元素的时候，如果元素本身具备了自然顺序的特性，那么就按照元素自然顺序的特性进行排序存储。

2. 往TreeSet添加元素的时候，如果元素本身不具备自然顺序的特性，那么该元素所属的类必须要实现Comparable接口，把元素的比较规则定义在compareTo(T o)方法上。

3. 如果比较元素的时候，compareTo方法返回的是0，那么该元素就被视为重复元素，不允许添加。

4. 往TreeSet添加元素的时候, 如果元素本身没有具备自然顺序的特性，而元素所属的类也没有实现Comparable接口，那么必须要在创建TreeSet的时候传入一个比较器。

5.  往TreeSet添加元素的时候，如果元素本身不具备自然顺序的特性，而元素所属的类已经实现了Comparable接口， 在创建TreeSet对象的时候也传入了比较器，那么是以比较器的比较规则优先使用。

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2、双列集合Map 

请先回忆体系结构！！！！

如果是实现了Map接口的集合类，存储的数据都是以键值对的形式存在的，键不可重复，值可以重复。

Map接口的方法：

添加

put(K key, V value)

putAll(Map m)

删除

remove(Object key)——根据键删除一条map中的数据，返回的是该键对应的值

clear()

获取

get(Object key)——根据指定的键获取对应的值

size()——获取map集合键值对个数

判断

containsKey(Object key)

containsValue(Object value)

isEmpty()

迭代

keySet()——把Map集合中的所有键都保存到一个Set类型的集合对象中返回

values()——把所有的值存储到一个Collection集合中返回

entrySet()

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2.1、HashMap

HashMap的底层也是基于哈希表实现的

HashMap的存储原理：

往HashMap添加元素的时候，首先会调用键的hashCode方法得到元素的哈希码值，然后经过运算就可以算出该元素在哈希表中的存储位置。

情况1： 如果算出的位置目前没有任何元素存储，那么该元素可以直接添加到哈希表中。

情况2：如果算出的位置目前已经存在其他的元素，那么还会调用该元素的equals方法与这个位置上的元素进行比较

如果equals方法返回的是false，那么该元素允许被存储，如果equals方法返回的是true，那么该元素被视为重复元素，不允存储。

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2.2、TreeMap  

TreeMap是基于二叉树数据结构实现的，会对元素的键进行排序存储。

TreeMap 要注意的事项：

1.  往TreeMap添加元素的时候，如果元素的键具备自然顺序，那么就会按照键的自然顺序特性进行排序存储。

2.  往TreeMap添加元素的时候，如果元素的键不具备自然顺序特性， 那么键所属的类必须要实现Comparable接口，把键的比较规则定义在CompareTo方法上。

3. 往TreeMap添加元素的时候，如果元素的键不具备自然顺序特性，而且键所属的类也没有实现Comparable接口，那么就必须在创建TreeMap对象的时候传入比较器。

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3、Collections

Collections是集合框架中的工具类，该工具类中的方法都是静态的。

Collections：常见方法：

1、对list进行二分查找：

int binarySearch(list,key);

int binarySearch(list,key,Comparator);

2、对list集合进行排序。

sort(list);

sort(list,Comparator);

3、对集合取最大值或者最小值。

max(Collection)

max(Collection,comparator)

min(Collection)

min(Collection,comparator)

4、对list集合进行反转。

reverse(list);

5、对比较方式进行强行逆转。

Comparator reverseOrder();

ComparatorreverseOrder(Comparator);

6、对list集合中的元素进行位置的置换。

swap(list,x,y);

7、对list集合进行元素的替换。如果被替换的元素不存在，那么原集合不变。

replaceAll(list,old,new);