Collection 介绍

collection1.png

  Java的类集(Collection)框架使你的程序处理对象组的方法标准化。类集框架被设计用于适应几个目的。首先,这种框架是高性能的。对基本类集(动态数组,链接表,树和散列表)的实现是高效率的。一般很少需要人工去对这些“数据引擎”编写代码(如果有的话)。第二点,框架必须允许不同类型的类集以相同的方式和高度互操作方式工作。第三点,类集必须是容易扩展和/或修改的。为了实现这一目标,类集框架被设计成包含一组标准的接口。对这些接口,提供了几个标准的实现工具(例如LinkedList,HashSet和TreeSet),通常就是这样使用的。如果你愿意的话,也可以实现你自己的类集。为了方便起见,创建用于各种特殊目的的实现工具。一部分工具可以使你自己的类集实现更加容易。最后,增加了允许将标准数组融合到类集框架中的机制。
Set接口:
  集合接口定义了一个集合。它扩展了Collection并说明了不允许复制元素的类集的特性。因此,如果试图将复制元素加到集合中时,add()方法将返回false(不抛异常)。
HashSet:
  对于 HashSet 而言,它是基于 HashMap 实现的,HashSet 底层采用 HashMap 来保存所有元素,因此 HashSet 的实现比较简单,它只是封装了一个 HashMap 对象来存储所有的集合元素,所有放入 HashSet 中的集合元素实际上由 HashMap 的 key 来保存,而 HashMap 的 value 则存储了一个 PRESENT,它是一个静态的 Object 对象。 HashSet 的绝大部分方法都是通过调用 HashMap 的方法来实现的,因此 HashSet 和 HashMap 两个集合在实现本质上是相同的。

    private transient HashMap<E,Object> map;
    // Dummy value to associate with an Object in the backing Map
    private static final Object PRESENT = new Object();
    public boolean add(E e) {
        return map.put(e, PRESENT)==null;
    }```
TreeSet:
  TreeSet是实现了SortedSet接口,SortedSet接口定义了几种方法,使得对集合的处理更加方便。调用first()方法,可以获得集合中的第一个对象。调用last()方法,可以获得集合中的最后一个元素。调用subSet()方法,可以获得排序集合的一个指定了第一个和最后一个对象的子集合。如果需要得到从集合的第一个元素开始的一个子集合,可以使用headSet()方法。如果需要获得集合尾部的一个子集合,可以使用tailSet()方法。
  TreeSet支持两种排序方法:自然排序和定制排序。
  自然排序:TreeSet调用集合元素的compareTo(Object obj)方法来比较元素之间的大小,然后按照元素升序排列。这就要求对象元素必须实现Comparable接口中的compareTo(Object obj)方法。在自然排序下,TreeSet判断两个对象是否相同的唯一标准:两个对象通过compareTo(Object o)方法比较是否相等:该方法返回0,则认为相等,返回1则认为不相等。java的一些常见的类,例如Character,String,Date等已经实现了Comparable接口。
  定制排序:在创建TreeSet集合对象时,需要关联一个Comparator对象,并且实现Comparator中的compare(T obj1,T obj 2)。当通过Comparator对象实现TreeSet的定制排序时,也不可以向TreeSet中添加不同类型的对象(public TreeSet(Comparator<? super E> comparator))。

public class Text {
public static void main(String[] args) {
TreeSet<String> set = new TreeSet<String>();
set.add("c");
set.add("a");
set.add("ef");
set.add("b");
set.add("e");
set.add("d");
SortedSet<String> subSet1 = set.subSet("b", "e");
System.out.println(subSet1); //[b, c, d]
SortedSet<String> subSet2 = set.headSet("b");
System.out.println(subSet2); //[a]
SortedSet<String> subSet3 = set.tailSet("e");
System.out.println(subSet3); //[e, ef]
}
}```
  用Set获取数据时只能用迭代或者foreach来取值。
List接口
  List是有序的Collection,使用此接口能够精确的控制每个元素插入的位置。用户能够使用索引(元素在List中的位置,类似于数组下 >标)来访问List中的元素,这类似于Java的数组。
ArrayList:
  ArrayList是一个基于数组上的链表,它扩展AbstractList并执行List接口。ArrayList支持可随需要而增长的动态数组。在Java中,标准数组是定长的。在数组创建之后,它们不能被加长或缩短,这也就意味着你必须事先知道数组可以容纳多少元素。但是,你直到运行时才能知道需要多大的数组。为了解决这个问题,类集框架定义了ArrayList。本质上,ArrayList是对象引用的一个变长数组。也就是说,ArrayList能够动态地增加或减小其大小。数组列表以一个原始大小被创建。当超过了它的大小,类集自动增大(当前长度的1.5倍,初始化长度为10,这里可以用初始化长度来进行性能优化)。
  当使用ArrayList时,有时想要获得一个实际的数组,这个数组包含了列表的内容。可以通过调用方法toArray()来实现它。(数组转list:Arrays.asList()返回一个受指定数组支持的固定大小的列表)

public class Text {
    public static void main(String[] args) {
        String[] array = new String[2];
        List<String> list2 = Arrays.asList(array);
        array[0] = "test2";
        System.out.println(list2);
        list2.add("test");
        System.out.println(list2);
    }
}```
在add时会抛出UnsupportedOperationException,原因是asList返回的是一个Array的一个内部类而不是真正的ArrayList:

![image.png](http://upload-images.jianshu.io/upload_images/5793795-394940c6e959ab04.png?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)
Vector: 
  同ArrayList一样是一个基于数组上的链表,但是不同的是Vector是同步的。
LinkedList:
  与ArrayList一样实现List接口,只是ArrayList是List接口的大小可变数组的实现,LinkedList是List接口链表的实现。基于链表实现的方式使得LinkedList在插入和删除时更优于ArrayList,而随机访问则比ArrayList逊色些。
  LinkedList除了它继承的方法之外,LinkedList类本身还定义了一些有用的方法,这些方法主要用于操作和访问列表。使用addFirst()方法可以在列表头增加元素;使用。使用add()方法的add(int, Object)形式,插入项目到指定的位置。调用getFirst()方法可以获得第一个元素。调用getLast()方法可以得到最后一个元素。为了删除第一个元素,可以使用removeFirst()方法;为了删除最后一个元素,可以调用removeLast()方法。

  List 在很多方面跟 Array 数组感觉很相似,尤其是 ArrayList,那 List 和数组究竟哪个更好呢?
  相似之处: 
    都可以表示一组同类型的对象
    都使用下标进行索引
  不同之处: 
    数组可以存任何类型元素
    List 不可以存基本数据类型,必须要包装
    数组容量固定不可改变;List 容量可动态增长
    数组效率高; List 由于要维护额外内容,效率相对低一些
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