集合框架小结（java）

古城微笑少年丶 2023-09-27 14:37 130阅读 0赞

## 一、概述 ##

### （一）什么是集合 ###

Java 集合框架 Java Collection Framework ，又被称为容器 container ，是定义在 java.util 包下的一组接口 interfaces和其实现类 classes。

接口和类总览

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### （二）容器背后对应的数据结构 ###

> 1. Collection：是一个接口，包含了大部分容器常用的一些方法
> 
> 2. List：是一个接口，规范了ArrayList 和 LinkedList中要实现的方法  
> ArrayList：实现了List接口，底层为动态类型顺序表  
> LinkedList：实现了List接口，底层为双向链表
> 
> 3. Stack：底层是栈，栈是一种特殊的顺序表
> 
> 4. Queue：底层是队列，队列是一种特殊的顺序表
> 
>   
> 5. Deque：是一个接口
> 
> 6. Set：集合，是一个接口，里面放置的是K模型  
> HashSet：底层为哈希桶，查询的时间复杂度为O(1)  
> TreeSet：底层为红黑树，查询的时间复杂度为O( ),关于key有序的
> 
> 7. Map：映射，里面存储的是K-V模型的键值对  
> HashMap：底层为哈希桶，查询时间复杂度为O(1)  
> TreeMap：底层为红黑树，查询的时间复杂度为O( )，关于key有序  
>

### （三） 数组和集合的对比 ###

> 1、数组和集合的元素存储的个数问题。
> 
> **数组定义后类型确定，长度固定**
> 
> **集合类型可以不固定，大小是可变的。**
> 
> 2、数组和集合存储元素的类型问题。
> 
> **数组可以存储基本类型和引用类型的数据。**
> 
> **集合只能存储引用数据类型的数据，不支持基本类型（如果非要用基本类型可以用包装类）。**
> 
> 3、数组和集合适合的场景
> 
> **数组适合做数据个数和类型确定的场景。**
> 
> **合适合做数据个数不确定，且要做增删元素的场景。**
> 
> 3、数组和集合的存储内容
> 
> **数组和集合中存储的都是元素对象的地址。**

## 二、**Collection****集合体系** ##

### **（一）集合总览** ###

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### （二）**Collection****集合特点** ###

> **List系列集合** ：添加的元素是有序、可重复、有索引。
> 
> ArrayList、LinekdList ：有序、可重复、有索引。
> 
> **Set系列集合** ：添加的元素是无序、不重复、无索引。
> 
> HashSet: 无序、不重复、无索引；
> 
> LinkedHashSet:  **有序** 、不重复、无索引。
> 
> TreeSet： **按照大小默认升序排序、** 不重复、无索引

### （三）**Collection API通用:** ###

**（注意：**Collection是单列集合的祖宗接口，它的功能是全部单列集合都可以继承使用的。**）**

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="background-color:#ad2b26;border-color:#ffffff;text-align:center;vertical-align:middle;width:245pt;"> 方法名称 </td> 
 <td style="background-color:#ad2b26;border-color:#ffffff;text-align:center;vertical-align:middle;width:437pt;"> 说明 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="background-color:#f2f2f2;border-color:#ffffff;vertical-align:middle;width:245pt;"> public boolean add(E e) </td> 
 <td style="background-color:#f2f2f2;border-color:#ffffff;vertical-align:middle;width:437pt;"> 把给定的对象添加到当前集合中 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="background-color:#d9d9d9;border-color:#ffffff;vertical-align:middle;width:245pt;"> public void clear() </td> 
 <td style="background-color:#d9d9d9;border-color:#ffffff;vertical-align:middle;width:437pt;"> 清空集合中所有的元素 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="background-color:#f2f2f2;border-color:#ffffff;vertical-align:middle;width:245pt;"> public boolean remove(E e) </td> 
 <td style="background-color:#f2f2f2;border-color:#ffffff;vertical-align:middle;width:437pt;"> 把给定的对象在当前集合中删除 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="background-color:#e1e1e1;border-color:#ffffff;vertical-align:middle;width:245pt;"> public boolean contains(Object obj) </td> 
 <td style="background-color:#e1e1e1;border-color:#ffffff;vertical-align:middle;width:437pt;"> 判断当前集合中是否包含给定的对象 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="background-color:#f2f2f2;border-color:#ffffff;vertical-align:middle;width:245pt;"> public boolean isEmpty() </td> 
 <td style="background-color:#f2f2f2;border-color:#ffffff;vertical-align:middle;width:437pt;"> 判断当前集合是否为空 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="background-color:#f2f2f2;border-color:#ffffff;vertical-align:middle;width:245pt;"> public int size() </td> 
 <td style="background-color:#f2f2f2;border-color:#ffffff;vertical-align:middle;width:437pt;"> 返回集合中元素的个数。 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="background-color:#f2f2f2;border-color:#ffffff;vertical-align:middle;width:245pt;"> public Object[] toArray() </td> 
 <td style="background-color:#f2f2f2;border-color:#ffffff;vertical-align:middle;width:437pt;"> 把集合中的元素，存储到数组中 </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

代码演示：

public class api2 {
 public static void main(String[] args) {
 // HashSet:添加的元素是无序，不重复，无索引。
 Collection<String> c = new ArrayList<>();
 // 1.add()添加元素, 添加成功返回true。
 c.add("Java");
 c.add("HTML");
 System.out.println(c.add("HTML"));
 c.add("MySQL");
 c.add("Java");
 System.out.println(c.add("bite"));
 System.out.println(c); // 结果：[Java, HTML, HTML, MySQL, Java, bite]
 
 // 2.清空集合的元素。
 // c.clear();
 // System.out.println(c);
 
 // 3.判断集合是否为空 是空返回true,反之。
 // System.out.println(c.isEmpty());
 
 // 4.获取集合的大小。
 System.out.println(c.size());
 
 // 5.判断集合中是否包含某个元素。
 System.out.println("判断集合中是否包含某个元素测试");
 System.out.println(c.contains("Java")); // true
 System.out.println(c.contains("java")); // false
 System.out.println(c.contains("bite")); // true
 
 // 6.删除某个元素:如果有多个重复元素默认删除前面的第一个！
 System.out.println("删除测试");
 System.out.println(c.remove("java")); // false
 System.out.println(c);
 System.out.println(c.remove("Java")); // true
 System.out.println(c);
 
 // 7.把集合转换成数组 [HTML, HTML, MySQL, Java, bite]
 System.out.println("集合转换测试");
 Object[] arrs = c.toArray(); // 这里用object是因为在实际业务中不确定集合的数据类型是啥
 System.out.println("数组：" + Arrays.toString(arrs));
 
 //复制数组
 System.out.println("复制测试");
 Collection<String> c1 = new ArrayList<>();
 c1.add("java1");
 c1.add("java2");
 System.out.println(c1); //[java1, java2]
 Collection<String> c2 = new ArrayList<>();
 c2.add("小黑");
 c2.add("小白");
 System.out.println(c2); //[小黑, 小白]
 // addAll把c2集合的元素全部放入到c1中去。
 c1.addAll(c2);
 System.out.println(c1);
 System.out.println(c2);
 }
 }

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### （四）**Collection****集合的遍历方式** ###

方式一：迭代器

> 迭代器在 Java 中的代表是 **Iterator** ，迭代器是集合的专用遍历方式。
> 
> **Iterator<E>** **iterator() ：**返回集合中的迭代器对象，该迭代器对象默认指向当前集合的0索引。
> 
> ![c965be97974a44e5bbe994f29d4ab608.png][]
> 
> 注意：越界**会出现****NoSuchElementException****异常。**
> 
> ![87b7a3a3d14f4df98597715ac2d0849f.png][]
> 
> public class CollectionDemo01 {
> public static void main(String[] args) {
> ArrayList<String> lists = new ArrayList<>();
> lists.add("赵敏");
> lists.add("小昭");
> lists.add("素素");
> lists.add("灭绝");
> System.out.println(lists);
> // [赵敏, 小昭, 素素, 灭绝]
> 
> Iterator<String> it = lists.iterator();
> // 1、得到当前集合的迭代器对象。
> // String ele = it.next();
> // System.out.println(ele);
> // System.out.println(it.next());
> // System.out.println(it.next());
> // System.out.println(it.next());
> // System.out.println(it.next()); // NoSuchElementException 出现无此元素异常的错误
> 
> // 2、定义while循环（推荐使用）
> while (it.hasNext()) { // 判断是否有下一个元素
> String ele = it.next(); //取出下一个元素
> System.out.println(ele);
> }
> }
> 
> 
> }

方式二：foreach/增强for循环

> 增强for循环：既可以遍历集合也可以遍历数组。
> 
> 格式：
> 
> for(元素数据类型 变量名 : 数组或者Collection集合) \{ 
> 
>  //在此处使用变量即可，该变量就是元素
> 
> \}
> 
> ![7562abcc0ceb429984f874f66582f9d6.png][]
> 
>     //遍历数组[赵敏, 小昭, 素素, 灭绝]
>             for (String ele : lists) {
>                 System.out.println(ele);
>             }
>     
>             System.out.println("------------------");
>             double[] scores = {100, 99.5, 59.5};
>             for (double score : scores) {
>                 System.out.println(score);
>                 if(score == 59.5){
>                     score = 100.0; // 因为已经取出来了，修改的是取出来的值，
>                     // 所以修改无意义，不会影响数组的元素值。
>                 }
>             }
>             System.out.println(Arrays.toString(scores));
>         }

方式三：lambda表达式

> <table> 
> <tbody> 
> <tr> 
> <td style="background-color:#ad2b26;border-color:#ffffff;text-align:center;vertical-align:middle;width:348px;"> 方法名称 </td> 
> <td style="background-color:#ad2b26;border-color:#ffffff;text-align:center;vertical-align:middle;width:500px;"> 说明 </td> 
> </tr> 
> <tr> 
> <td style="background-color:#f2f2f2;border-color:#ffffff;vertical-align:middle;width:348px;"> default void forEach(Consumer&lt;? super T&gt; action): </td> 
> <td style="background-color:#f2f2f2;border-color:#ffffff;vertical-align:middle;width:500px;"> 结合lambda遍历集合 </td> 
> </tr> 
> </tbody> 
> </table>
> 
> ![c74036f3b0cd4936ba5ffc44026b8489.png][]

> // 遍历[赵敏, 小昭, 殷素素, 周芷若]
> // Lambda表达式
> lists.forEach(new Consumer<String>() {
> @Override
> public void accept(String s) {
> System.out.println(s);
> }
> });
> System.out.println("-------------");
> 
> // 使用匿名内部类的简化写法
> // lists.forEach(s -> {
> // System.out.println(s);
> // });
> //更简化的写法
> lists.forEach(s -> System.out.println(s) );
> 
> //还可以这样写 lists.forEach(System.out::println );

## 三、List系列 ##

### **1.List系列集合特点** ###

>  ArrayList、LinekdList ：有序，可重复，有索引。
> 
>  *  有序：存储和取出的元素顺序一致
>  *  有索引：可以通过索引操作元素
>  *  可重复：存储的元素可以重复

### 2、**List****集合特有方法** ###

> List集合因为支持索引，所以多了很多索引操作的独特api，其他Collection的功能List也都继承了。
> 
> <table> 
> <tbody> 
> <tr> 
> <td style="background-color:#ad2b26;border-color:#ffffff;text-align:center;vertical-align:middle;width:267pt;"> 方法名称 </td> 
> <td style="background-color:#ad2b26;border-color:#ffffff;text-align:center;vertical-align:middle;width:405pt;"> 说明 </td> 
> </tr> 
> <tr> 
> <td style="background-color:#f2f2f2;border-color:#ffffff;vertical-align:middle;width:267pt;"> void add(int index,E element) </td> 
> <td style="background-color:#f2f2f2;border-color:#ffffff;vertical-align:middle;width:405pt;"> 在此集合中的指定位置插入指定的元素 </td> 
> </tr> 
> <tr> 
> <td style="background-color:#d9d9d9;border-color:#ffffff;vertical-align:middle;width:267pt;"> E remove(int index) </td> 
> <td style="background-color:#d9d9d9;border-color:#ffffff;vertical-align:middle;width:405pt;"> 删除指定索引处的元素，返回被删除的元素 </td> 
> </tr> 
> <tr> 
> <td style="background-color:#f2f2f2;border-color:#ffffff;vertical-align:middle;width:267pt;"> E set(int index,E element) </td> 
> <td style="background-color:#f2f2f2;border-color:#ffffff;vertical-align:middle;width:405pt;"> 修改指定索引处的元素，返回被修改的元素 </td> 
> </tr> 
> <tr> 
> <td style="background-color:#e1e1e1;border-color:#ffffff;vertical-align:middle;width:267pt;"> E get(int index) </td> 
> <td style="background-color:#e1e1e1;border-color:#ffffff;vertical-align:middle;width:405pt;"> 返回指定索引处的元素 </td> 
> </tr> 
> </tbody> 
> </table>
> 
> **List****集合的遍历方式**
> 
> ① 迭代器 
> 
> ② 增强 for 循环
> 
> ③ Lambda 表达式
> 
> ④ f or 循环（因为 List 集合存在索引，和数组的for循环遍历方式一样。）

### 3、List系列的底层原理 ###

> **ArrayList****集合底层原理**
> 
>  ArrayList底层是基于数组实现的：根据索引定位元素快，增删需要做元素的移位操作。
> 
> 第一次创建集合并添加第一个元素的时候，在底层创建一个默认长度为10的数组。
> 
> **LinkedList****的底层原理**
> 
> 底层数据结构是双链表，查询慢，首尾操作的速度是极快的，所以多了很多首尾操作的特有API。
> 
> **ArrayList和****LinkedList详细讲解请看下文**
> 
> [http://t.csdn.cn/kOWWq][http_t.csdn.cn_kOWWq]

## 四、Set,Map的讲解 ##

请看下文

[http://t.csdn.cn/5g2dy][http_t.csdn.cn_5g2dy]

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