Java 集合框架

ps：写这篇文章主要为了整理一下Java 的类集合框架，如有错误或不全，欢迎纠正

converse

Java集合框架图

图片摘自网络

java 集合框架继承图

补充一下上图:

1. 继承自Iterator的是ListIterator而不是LinkIterator

2. 加一个Deque接口继承自Queue

   
   在这里插入图片描述

集合框架分析

整个Java集合框架其实被分为两部分，Collection和Map，但我们一般也称Map是Collection。从集合框架图我们可以看到，Map指出一个箭头produce指向Collection，这是因为Map的key，value，entry都是Set，而Set是继承自Collection。所以我们一般也说Map是Collection，Colleciton是java集合框架的顶层类。

1.Interator 迭代器

迭代器（iterator）有时又称游标（cursor）是程序设计的软件设计模式，可在容器（container，例如链表或阵列）上遍访的接口，设计人员无需关心容器的内容。源自百度百科

迭代器顾名思义，用来迭代集合，Colleciton是Java集合框架的顶层接口，而Collection实现了iterator，也就意味着所有继承自Colleciton的子类也就具有了迭代的能力。

public interface Iterable<T> {
    
    Iterator<T> iterator();
    //还有两个default接口
    ...
    ...
}

这个接口定义了一个iterator方法，每一个Collection必须返回自己实现的迭代器。
我们看一下迭代器的实现：

public interface Iterator<E> {
   
    boolean hasNext();

    E next();

    default void remove() {
        throw new UnsupportedOperationException("remove");
    }

    default void forEachRemaining(Consumer<? super E> action) {
        Objects.requireNonNull(action);
        while (hasNext())
            action.accept(next());
    }
}

主要的两个方法：next、hasNext。根据每一个集合的特性方法的内部实现有所不同，但提供给外部的功能都一样，分别是判断迭代的下一个位置是否有元素、返回当前元素然后迭代的当前位置+1，以ArrayList为例：

        ArrayList<String> arrayList = new ArrayList<>();
        //Iterator接口中定义的方法，这个额迭代器的具体实现在ArrayList中以内部类的形式存在
        Iterator<String> iterator = arrayList.iterator();

        while (iterator.hasNext()) {
            String temp = iterator.next();
            System.out.println(temp);
        }

2.集合工具类

• Arrays
• Collections

类中有很多静态方法，用来操作数组和集合，很多方法很实用，比如

• Arrays.toSort(List list); 对集合排序
• Arrays.toString(array);格式化打印数组
• List<String syncList = Collections.synchronizedList(mList); 将一个List转换成线程安全的List。
• ......

3.List

特性：

• 有序集合
• 元素允许重复，并且允许为null
• 可以通过索引得到指定位置元素

常用的有如ArrayList、LinkedList都直接或间接实现了List。

4.Set

特性：

• 无法通过索引获取元素
• 元素不允许重复，通过集合存储元素的equals方法来判断重复。
• 无法保证Set中元素迭代顺序和存储顺序相同
• 常用集合如HashSet、TreeSet
• HashSet：基于哈希值散列存储，性能高，添加和删除操作的时间复杂度恒定，无序
• TreeSet：通过存储元素实现的Comparable接口来对TreeSet中的元素进行排序，遍历TreeSet时按排序后的顺序输出。

4.Queue、Deque

Queue代表着单向队列，先进先出，从队尾入队，队头出队，两个操作对应接口中的两个方法：

public interface Queue<E> extends Collection<E> {
  

    //插入队尾
    boolean offer(E e)
    //得到队头元素并移除
    E poll();
    //得到对头元素不移除
    E peek();
}

Deque代表双向队列：扩展了Queue。可以通过Deque实现Stack：后进先出，队尾入队，队尾出队，对应的两个方法：

public interface Deque<E> extends Queue<E> {
    //push 元素 入栈
    void push(E e);

    //pop  元素 出栈
    E pop();

Map

是一种从Key到Value的映射的数据结构：

        HashMap<Integer, String> hashMap = new HashMap<>();
        hashMap.put(1,"数字1");
        hashMap.put(10,"数字10");
        String result = hashMap.get(10);

可以通过Key得到相应的Value。
其中Map有三个方法

• KeySet
• values
• entrySet

分别返回Map中存储的键值对的Key集合、Value集合、存储键值对的Entry的类集合。这也就是为什么说虽然Map不继承自Collection，但通常也说Map是Java集合框架中的一员。