【Java】对象容器——集合

朴灿烈づ我的快乐病毒、 2022-11-01 13:57 205阅读 0赞

## 概述 ##

`java.util`包提供了丰富的集合接口和类。Java的集合类型分为`Collection`和`Map`，其中`Collection`有`Set`, `Queue`, `List`等子接口。  
在Java SE中，以“List”为名称的类型有两个，即`java.util.List`和`java.awt.List`。下面介绍的List集合是前者，它是一个接口；而后者是一个用于图形用户界面 (GUI) 开发的类，它是一个图形界面中的组件。

## List集合 ##

List集合的特点：关心元素是否有序而不关心是否重复。  
List接口的实现类有`ArrayList`和`LinkedList`，`ArrayList`基于动态数组数据结构实现，`LinkedList`基于链表数据结构实现。`ArrayList`访问速度优于`LinkedList`，且占用内存空间比较小。`LinkedList`在批量插入或删除数据时优于`ArrayList`。

#### 1. List接口中常用方法 ####

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>方法</th> 
   <th>描述</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td><code>get(int index)</code></td> 
   <td>返回List集合中指定位置的元素</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>set(int index, Object element)</code></td> 
   <td>用指定元素替换List集合中指定位置的元素</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>add(Object element)</code></td> 
   <td>在List集合的尾部添加指定的元素（继承自Collection集合）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>add(int index, Object element)</code></td> 
   <td>在List集合的指定位置插入指定元素</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>remove(int index)</code></td> 
   <td>移除List集合中指定位置的元素</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>remove(Object element)</code></td> 
   <td>如果List集合中存在指定元素，则从List集合中移除第一次出现的指定元素（继承自Collection集合）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>clear()</code></td> 
   <td>从List集合中移除所有元素（继承自Collection集合）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>isEmpty()</code></td> 
   <td>判断List集合中是否有元素，没有返回<code>true</code>，有返回<code>false</code>（继承自Collection集合）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>contains(Object element)</code></td> 
   <td>判断List集合中是否包含指定元素，包含返回<code>true</code>，不包含返回<code>false</code>（继承自Collection集合）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>indexOf(Object o)</code></td> 
   <td>从前往后查找List集合元素，返回第一次出现指定元素的索引，如果此列表不包含该元素，则返回<code>-1</code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>lastIndexOf(Object o)</code></td> 
   <td>从后往前查找List集合元素，返回第一次出现指定元素的索引，如果此列表不包含该元素，则返回<code>-1</code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>iterator()</code></td> 
   <td>返回迭代器 (Iterator) 对象，迭代器对象用于遍历集合（继承自Collection集合）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>size()</code></td> 
   <td>返回List集合中的元素数，返回值是<code>int</code>类型（继承自Collection集合）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>subList(int fromIndex, int toIndex)</code></td> 
   <td>返回List集合中指定的<code>fromIndex</code>（包括）和<code>toIndex</code>（不包括）之间的元素集合，返回值是List类型</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

#### 2. 遍历集合 ####

List集合的遍历有3种方法：通过`for`循环遍历，使用`for-each`循环遍历，使用迭代器遍历。  
通过`for`循环遍历集合`list`：

for (int i = 0; i < list.size(); i++) { 
        // statements
    }

使用`for-each`循环遍历集合`list`：

for (Object item : list) { 
        // statements
    }

使用迭代器遍历集合`list`：

// import java.util.Iterator at the beginning of the program
    Iterator it = list.iterator();
    while (it.hasNext()) { 
        Object item = it.next();
        // statements
    }

## Set集合 ##

Set集合的特点：由无序的、不能重复的相同类型元素构成。  
Set接口直接实现类主要是HashSet，它是基于散列表数据结构的实现。

#### 1. 常用方法 ####

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>方法</th> 
   <th>描述</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td><code>add(Object element)</code></td> 
   <td>在Set集合的尾部添加指定的元素（继承自Collection集合）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>remove(Object element)</code></td> 
   <td>如果Set集合中存在指定元素，则从Set集合中移除指定元素（继承自Collection集合）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>clear()</code></td> 
   <td>从Set集合中移除所有元素（继承自Collection集合）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>isEmpty()</code></td> 
   <td>判断Set集合中是否有元素，没有返回<code>true</code>，有返回<code>false</code>（继承自Collection集合）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>contains(Object element)</code></td> 
   <td>判断Set集合中是否包含指定元素，包含返回<code>true</code>，不包含返回<code>false</code>（继承自Collection集合）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>iterator()</code></td> 
   <td>返回迭代器 (Iterator) 对象，迭代器对象用于遍历集合（继承自Collection集合）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>size()</code></td> 
   <td>返回Set集合中的元素数，返回值是<code>int</code>类型（继承自Collection集合）</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

#### 2. 遍历集合 ####

Set集合的遍历有2种方法：使用`for-each`循环遍历，使用迭代器遍历。因为Set集合中的元素无序，所以不能使用`for`循环进行遍历。  
使用`for-each`循环遍历集合`set`：

for (Object item : set) { 
        // statements
    }

使用迭代器遍历集合`set`：

// import java.util.Iterator at the beginning of the program
    Iterator it = set.iterator();
    while (it.hasNext()) { 
        Object item = it.next();
        // statements
    }

## Map集合 ##

Map（映射）集合允许按照某个键来访问元素，它由键 (key) 集合和值 (value) 集合构成，其中键集合是Set类型，不能有重复的元素，值集合是Collection类型，可以有重复的元素。Map集合中的键和值是成对出现的。  
Map接口直接实现类主要是HashMap，它是基于散列表数据结构的实现。

#### 1. 常用方法 ####

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>方法</th> 
   <th>描述</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td><code>get(Object key)</code></td> 
   <td>返回指定键所对应的值，如果Map集合中不包含该键值对，则返回<code>null</code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>put(Object key, Object value)</code></td> 
   <td>指定键值对添加到集合中</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>remove(Object key)</code></td> 
   <td>移除键值对</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>clear()</code></td> 
   <td>移除Map集合中所有键值对</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>isEmpty()</code></td> 
   <td>判断Map集合中是否有键值对，没有返回<code>true</code>，有返回<code>false</code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>containsKey(Object key)</code></td> 
   <td>判断键集合中是否包含指定元素，包含返回<code>true</code>，不包含返回<code>false</code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>containsValue(Object value)</code></td> 
   <td>判断值集合中是否包含指定元素，包含返回<code>true</code>，不包含返回<code>false</code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>keySet()</code></td> 
   <td>返回Map中的所有键集合，返回值是Set类型</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>values()</code></td> 
   <td>返回Map中的所有值集合，返回值是Collection类型</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>size()</code></td> 
   <td>返回Map集合中键值对数</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

#### 2. 遍历集合 ####

Map集合遍历与List和Set集合不同，Map有两个集合，因此遍历过程可以只遍历键集合或值集合，也可以同时遍历。这些遍历过程都可以使用`for-each`循环和迭代器进行遍历。  
使用`for-each`循环遍历集合`map`的键集合：

// import java.util.Set at the beginning of the program
    Set keys = map.keySet();
    for (Object key : keys) { 
        // statements
    }

使用迭代器遍历集合`map`的值集合：

// import java.util.Iterator and java.util.Collection at the beginning of the program
    Collection values = map.values();
    Iterator it = values.iterator();
    while (it.hasNext()) { 
        Object item = it.next();
        // statements
    }