课程封面-JavaSE-AT阿宝哥

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前言

本节学习Java集合框架。在这里，我们将了解什么是集合和集合框架，还包括集合框架的核心元素接口、实现、聚合操作和算法，以及它们如何使工作更容易和程序更好。

1、什么是集合？

集合（Collection），有时称为容器，只是一个对象，但是它能将多个元素组合成一个独立的单元，并用于存储、检索、操作和传递聚合数据。

通常，它们表示自然分组的数据项，比如：

• 通讯录
  好友的集合。

• 收件夹
  邮箱已收信件的集合。

• 专栏
  文章的集合。

• 购物车
  待买商品的集合。

• 朋友圈
  半公开的图文和视频的集合。

• 粉丝列表
  博主到粉丝的映射。

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2、什么是集合框架？

集合框架（Collections Framework），是用于表示和操作集合的统一体系结构。

所有集合框架包含以下内容：

• 接口
  接口表示集合的抽象数据类型。接口允许独立于集合表示的细节来操作集合。在面向对象语言中，接口通常形成一个层次结构。

• 实现
  实现是集合接口的具体实现，本质上，它们是可重用的数据结构。

• 算法
  这些方法对实现集合接口的对象执行有用的计算，例如搜索和排序。这些算法被认为是多态的:也就是说，相同的方法可以用于适当的集合接口的许多不同实现。从本质上讲，算法是可重用的功能。

除了Java集合框架之外，最著名的集合框架示例是c++标准模板库(STL)和Smalltalk的集合层次结构。从历史上看，集合框架一直非常复杂，这使它们以具有陡峭的学习曲线而闻名。我们认为Java集合框架打破了这一传统，您将在本章中了解到这一点。

2、Java集合框架的优点

Java集合框架提供了以下好处:

• 减少编程工作
  通过提供有用的数据结构和算法，Collections框架使您可以将精力集中于程序的重要部分，而不是使其工作所需的底层“管道”。通过促进不相关的api之间的互操作性，Java集合框架使您不必编写适配器对象或转换代码来连接api。

• 提高程序速度和质量
  这个集合框架提供了有用的数据结构和算法的高性能、高质量的实现。每个接口的各种实现都是可互换的，因此可以通过切换集合实现轻松地对程序进行调优。因为您从编写自己的数据结构的苦差事中解脱出来，您将有更多的时间用于提高程序的质量和性能。

• 允许在不相关的api之间进行互操作
  集合接口是api来回传递集合的术语。如果我的网络管理API提供了一组节点名，如果您的GUI工具包需要一组列标题，那么我们的API将无缝地进行互操作，即使它们是独立编写的。

• 减少了学习和使用新api的工作
  许多api自然地接受输入集合并将其作为输出提供。过去，每个这样的API都有一个用于操作其集合的小子API。这些特别的集合子api之间几乎没有一致性，因此您必须从头开始学习每个子api，并且在使用它们时很容易出错。随着标准收集接口的出现，问题消失了。

• 减少设计新api的工作
  这是以前优势的另一面。设计人员和实现人员不必每次创建依赖于集合的API时都要重复劳动;相反，它们可以使用标准的集合接口。

• 促进软件重用
  符合标准集合接口的新数据结构本质上是可重用的。对实现这些接口的对象进行操作的新算法也是如此。

3、集合类层次结构

集合类层次结构图

在面向对象编程中，我们常常需要把多个对象按照一定的结构存储起来。
例如，在做数据库查询之后，我们往往需要把结果集转换成一个一个实体对象，存储起来。这时候就需要使用集合。
集合是Java中非常重要的API，不仅实用性强，面试中也常见。

集合类层次结构.png

集合是Java语言中非常重要的API
用来存储多个数据
实现了不同的数据结构

Java集合框架的三大接口

Collection
所有集合类的根接口
Map
映射接口，存放键值对。
Iterator
遍历集合的迭代接口

Java的集合框架是由很多接口、抽象类、具体类组成的，都位于java.util包中。

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