集合框架

集合概述

生活中的集合：人或事物聚集在一起。
数学中的集合：具有某种特性的事物的整体。
Java中的集合：是工具类，可以存储任意数量的具有共同属性的对象
Java集合中只能存放对象的引用，不能存放基本类型数据

集合与数组

数组的缺陷：长度必须确定且不能改变，类型固定，算法需自己实现
而集合的长度是可以动态改变的，集合允许存储不同类型的对象，集合对外提供了很多算法实现。
用数组去满足存储固定长度的数据场景，比如存储20名学生的信息；而集合更适用于动态变化的场景，比如存储购物车的商品信息。

应用场景

• 无法预测存储数量的数据
• 同时存储具有一对一关系的数据(键值对)
• 需要进行数据的增删
• 数据重复问题
• ……

集合框架

为了表示和操作集合而规定的一种统一的标准体系结构。

分类

• 单列集合Collection
  — List：元素有序、可包含重复元素
  — Set：元素无序、不包含重复元素
• 双列集合Map：键值映射关系
• 迭代器Iterator
• 比较接口Comparable与Comparator

主要组成

1. 对外的接口
   表示集合的抽象数据类型，提供了让我们对集合中所表示的内容进行单独操作的可能
2. 接口的实现
   实际上就是那些可复用的数据结构
3. 对集合运算的算法
   这些算法通常是多态的，因为相同的方法可以在同一个接口被多个类实现时有不同的表现

使用集合框架的好处

• 减少了程序设计的辛劳
• 提高了程序速度和质量
• 减少学习和使用新的API的辛劳
• 减少了设计新API的努力
• 集合框架鼓励软件的复用

集合框架的体系结构

Collection接口

用于表示任何对象或元素组，集合框架的顶层接口，想要尽可能以常规方式处理一组元素时，就使用该接口

常用方法

Iterator接口

用于对集合容器进行向前的单方向遍历，通常称为迭代器。该接口的实例也是容器。在返回的迭代器这个容器中，已经将集合中的内容复制了一份。

常用方法

遍历集合

    //创建集合
    List list = new ArrayList();
    //添加元素
    list.add(1);list.add(2);list.add(3);
    //获取迭代器对象进行遍历
    Iterator iterator = list.iterator();
    while(iterator.hasNext()){
        System.out.println(iterator.next());
    }

Comparable接口

此接口强行对实现它的每个类的对象进行整体排序，这种排序被称为类的自然排序，该类有方法可以定义比较规则，该方法被称为它的自然比较方法。
方法：int compareTo(T o) 定义比较顺序
返回值：如果调用方法的对象小于指定对象，则返回负整数，大于则返回正整数，等于则返回0

List接口

List是元素有序并且可以重复的集合，称为序列，顺序性是List最重要的特性。
List可以精确的控制每个元素的插入位置，或删除某个位置的元素。
List的两个主要实现类是ArrayList和LinkedList

特有方法

ListIterator接口

list特有的迭代器，内含避免并发修改异常的算法。

并发修改异常

并发修改异常，java.util.ConcurrentModificationException
如果在迭代集合的过程中，使用集合本身添加或删除元素，则会产生该异常。

    //创建集合
    List list = new ArrayList();
    //添加元素
    list.add(1);list.add(2);list.add(3);
    //遍历
    Iterator iterator = list.iterator();
    while(iterator.hasNext()){
        System.out.println(iterator.next());
        //在迭代的过程中使用集合本身添加/删除元素，抛出异常ConcurrentModificationException
        //list.remove(0);
        list.add(4);
    }

特有方法

除了迭代器的hasNext()、next()、remove()方法，还包含以下方法

使用列表迭代器解决并发修改问题

    //创建集合
    List list = new ArrayList();
    //添加元素
    list.add(1);list.add(2);list.add(3);
    //使用列表迭代器
    ListIterator iterator = list.listIterator();
    while(iterator.hasNext()){
        System.out.println(iterator.next());
        //使用迭代器的添加方法进行添加元素
        iterator.add(4);
    }
    System.out.println(list);
    //[1, 4, 2, 4, 3, 4]