一、集合概述和分类

1.1 集合的分类

除了ArrayList集合，Java还提供了很多种其他的集合，如下图所示：

我想你的第一感觉是这些集合好多呀！但是，我们学习时会对这些集合进行分类学习，如下图所示：一类是单列集合元素是一个一个的，另一类是双列集合元素是一对一对的。

Collection是单列集合的根接口，Collection接口下面又有两个子接口List接口、Set接口，List和Set下面分别有不同的实现类，如下图所示：

上图中各种集合的特点如下图所示：

可以自己写代码验证一下，各种集合的特点：

//简单确认一下Collection集合的特点
ArrayList<String> list = new ArrayList<>(); //存取顺序一致，可以重复，有索引
list.add("java1");
list.add("java2");
list.add("java1");
list.add("java2");
System.out.println(list); //[java1, java2, java1, java2] HashSet<String> list = new HashSet<>(); //存取顺序不一致，不重复，无索引
list.add("java1");
list.add("java2");
list.add("java1");
list.add("java2");
list.add("java3");
System.out.println(list); //[java3, java2, java1] 

1.2 Collection集合的常用方法

接下来，我们学习一下Collection集合的一些常用方法，这些方法所有Collection实现类都可以使用。 这里我们以创建ArrayList为例，来演示：

Collection<String> c = new ArrayList<>();
//1.public boolean add(E e): 添加元素到集合
c.add("java1");
c.add("java1");
c.add("java2");
c.add("java2");
c.add("java3");
System.out.println(c); //打印: [java1, java1, java2, java2, java3]//2.public int size(): 获取集合的大小
System.out.println(c.size()); //5//3.public boolean contains(Object obj): 判断集合中是否包含某个元素
System.out.println(c.contains("java1")); //true
System.out.println(c.contains("Java1")); //false//4.pubilc boolean remove(E e): 删除某个元素，如果有多个重复元素只能删除第一个
System.out.println(c.remove("java1")); //true
System.out.println(c); //打印: [java1,java2, java2, java3]//5.public void clear(): 清空集合的元素
c.clear(); 
System.out.println(c); //打印：[]//6.public boolean isEmpty(): 判断集合是否为空 是空返回true 反之返回false
System.out.println(c.isEmpty()); //true//7.public Object[] toArray(): 把集合转换为数组
Object[] array = c.toArray();
System.out.println(Arrays.toString(array)); //[java1,java2, java2, java3]//8.如果想把集合转换为指定类型的数组，可以使用下面的代码
String[] array1 = c.toArray(new String[c.size()]);
System.out.println(Arrays.toString(array1)); //[java1,java2, java2, java3]//9.还可以把一个集合中的元素，添加到另一个集合中
Collection<String> c1 = new ArrayList<>();
c1.add("java1");
c1.add("java2");
Collection<String> c2 = new ArrayList<>();
c2.add("java3");
c2.add("java4");
c1.addAll(c2); //把c2集合中的全部元素，添加到c1集合中去
System.out.println(c1); //[java1, java2, java3, java4]

二、Collection遍历方式

接下来我们学习一下Collection集合的遍历方式。有同学说：“集合的遍历之前不是学过吗？就用普通的for循环啊? “ 没错！之前是学过集合遍历，但是之前学习过的遍历方式，只能遍历List集合，不能遍历Set集合，因为以前的普通for循环遍历需要索引，只有List集合有索引，而Set集合没有索引。

所以我们需要有一种通用的遍历方式，能够遍历所有集合。

2.1 迭代器遍历集合

接下来学习的迭代器就是一种集合的通用遍历方式。

代码写法如下：

Collection<String> c = new ArrayList<>();
c.add("赵敏");
c.add("小昭");
c.add("素素");
c.add("灭绝");
System.out.println(c); //[赵敏, 小昭, 素素, 灭绝]//第一步：先获取迭代器对象
//解释：Iterator就是迭代器对象，用于遍历集合的工具)
Iterator<String> it = c.iterator();//第二步：用于判断当前位置是否有元素可以获取
//解释：hasNext()方法返回true，说明有元素可以获取；反之没有
while(it.hasNext()){//第三步：获取当前位置的元素，然后自动指向下一个元素.String e = it.next();System.out.println(e);
}

2.2 增强for遍历集合

刚才我们学习了迭代器遍历集合，但是这个代码其实还有一种更加简化的写法，叫做增强for循环。

格式如下：

需要注意的是，增强for

不光可以遍历集合，还可以遍历数组。接下来我们用代码演示一下：

Collection<String> c = new ArrayList<>();
c.add("赵敏");
c.add("小昭");
c.add("素素");
c.add("灭绝");//1.使用增强for遍历集合
for(String s: c){System.out.println(s); 
}//2.再尝试使用增强for遍历数组
String[] arr = {"迪丽热巴", "古力娜扎", "稀奇哈哈"};
for(String name: arr){System.out.println(name);
}

2.3 forEach遍历集合

在JDK8版本以后还提供了一个forEach方法也可以遍历集合，如果下图所示：

我们发现forEach方法的参数是一个Consumer接口，而Consumer是一个函数式接口，所以可以传递Lambda表达式:

Collection<String> c = new ArrayList<>();
c.add("赵敏");
c.add("小昭");
c.add("素素");
c.add("灭绝");//调用forEach方法
//由于参数是一个Consumer接口，所以可以传递匿名内部类
c.forEach(new Consumer<String>{@Overridepublic void accept(String s){System.out.println(s);}
});//也可以使用lambda表达式对匿名内部类进行简化
c.forEach(s->System.out.println(s)); //[赵敏, 小昭, 素素, 灭绝]

三、List系列集合

接下来我们学习Collection下面的一个子体系List集合。如下图所示：

3.1 List集合的常用方法

List集合是有索引的，所以多了一些有索引操作的方法。

接下来，我们用代码演示一下效果：

//1.创建一个ArrayList集合对象（有序、有索引、可以重复）
List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("蜘蛛精");
list.add("至尊宝");
list.add("至尊宝");
list.add("牛夫人"); 
System.out.println(list); //[蜘蛛精, 至尊宝, 至尊宝, 牛夫人]//2.public void add(int index, E element): 在某个索引位置插入元素
list.add(2, "紫霞仙子");
System.out.println(list); //[蜘蛛精, 至尊宝, 紫霞仙子, 至尊宝, 牛夫人]//3.public E remove(int index): 根据索引删除元素, 返回被删除的元素
System.out.println(list.remove(2)); //紫霞仙子
System.out.println(list);//[蜘蛛精, 至尊宝, 至尊宝, 牛夫人]//4.public E get(int index): 返回集合中指定位置的元素
System.out.println(list.get(3));//5.public E set(int index, E e): 修改索引位置处的元素，修改后，会返回原数据
System.out.println(list.set(3,"牛魔王")); //牛夫人
System.out.println(list); //[蜘蛛精, 至尊宝, 至尊宝, 牛魔王]

3.2 List集合的遍历方式

List集合相比于前面的Collection多了一种可以通过索引遍历的方式，所以List集合遍历方式一共有四种：

List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("蜘蛛精");
list.add("至尊宝");
list.add("糖宝宝");//1.普通for循环
for(int i = 0; i< list.size(); i++){//i = 0, 1, 2String e = list.get(i);System.out.println(e);
}//2.增强for遍历
for(String s : list){System.out.println(s);
}//3.迭代器遍历
Iterator<String> it = list.iterator();
while(it.hasNext()){String s = it.next();System.out.println(s);
}//4.lambda表达式遍历
list.forEach(s->System.out.println(s));

3.3 ArrayList底层的原理

ArrayList集合底层是基于数组结构实现的，也就是说当你往集合容器中存储元素时，底层本质上是往数组中存储元素。

特点：

我们知道数组的长度是固定的，但是集合的长度是可变的，这是怎么做到的呢？原理如下：

数组扩容，并不是在原数组上扩容（原数组是不可以扩容的），底层是创建一个新数组，然后把原数组中的元素全部复制到新数组中去。

3.4 LinkedList底层原理

LinkedList底层是链表结构，链表结构是由一个一个的节点组成，一个节点由数据值、下一个元素的地址组成。

LinkedList集合是基于双向链表实现的，所以相对于ArrayList新增了一些可以针对头尾进行操作的方法：

3.5 LinkedList集合的应用场景

刚才我们学习了LinkedList集合，那么LInkedList集合有什么用呢？可以用它来设计栈结构、队列结构。

举例：

入队列可以调用LinkedList集合的addLast方法，出队列可以调用removeFirst()方法。

压栈(push) 等价于 addFirst()，弹栈(pop) 等价于 removeFirst()。

四、Set系列集合

4.1 认识Set集合的特点

Set集合是属于Collection体系下的另一个分支，它的特点如下图所示：

下面我们用代码简单演示一下，每一种Set集合的特点。

//Set<Integer> set = new HashSet<>();	//无序、无索引、不重复
//Set<Integer> set = new LinkedHashSet<>(); //有序、无索引、不重复
Set<Integer> set = new TreeSet<>(); //可排序(升序)、无索引、不重复
set.add(666);
set.add(555);
set.add(555);
set.add(888);
set.add(888);
set.add(777);
set.add(777);
System.out.println(set); //[555, 666, 777, 888]

4.2 HashSet集合底层原理

接下来，为了让同学们更加透彻的理解HashSet为什么可以去重，我们来看一下它的底层原理。

HashSet集合底层是基于哈希表实现的，哈希表根据JDK版本的不同，也是有点区别的：

JDK8以前：哈希表 = 数组+链表

JDK8以后：哈希表 = 数组+链表+红黑树

 我们发现往HashSet集合中存储元素时，底层调用了元素的两个方法：一个是hashCode方法获取  元素的hashCode值（哈希值）；另一个是调用了元素的equals方法，用来比较新添加的元素和集合中已有的元素是否相同。hashCode值相同，equals比较不同，则以链表的形式连接在数组的同一个索引位置。

在JDK8开始后，为了提高性能，当链表的长度超过8时，就会把链表转换为红黑树，如下图所示：   

4.3 HashSet去重原理

前面我们学习了HashSet存储元素的原理，依赖于两个方法：一个是hashCode方法用来确定在底层数组中存储的位置，另一个是用equals方法判断新添加的元素是否和集合中已有的元素相同。

要想保证在HashSet集合中没有重复元素，我们需要重写元素类的hashCode和equals方法。比如以下面的Student类为例，假设把Student类的对象作为HashSet集合的元素，想要让学生的姓名和年龄相同，就认为元素重复。

public class Student{private String name; //姓名private int age; //年龄private double height; //身高//无参数构造方法public Student(){}//全参数构造方法public Student(String name, int age, double height){this.name=name;this.age=age;this.height=height;}//...get、set、toString()方法自己补上..//按快捷键生成hashCode和equals方法//alt+insert 选择 hashCode and equals@Overridepublic boolean equals(Object o) {if (this == o) return true;if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;Student student = (Student) o;if (age != student.age) return false;if (Double.compare(student.height, height) != 0) return false;return name != null ? name.equals(student.name) : student.name == null;}@Overridepublic int hashCode() {int result;long temp;result = name != null ? name.hashCode() : 0;result = 31 * result + age;temp = Double.doubleToLongBits(height);result = 31 * result + (int) (temp ^ (temp >>> 32));return result;}@Overridepublic String toString() {return "Student{" +"name='" + name + '\'' +", age=" + age +", height=" + height +'}';}
}

接着，写一个测试类，往HashSet集合中存储Student对象。

public class Test{public static void main(String[] args){Set<Student> students = new HashSet<>();Student s1 = new Student("至尊宝",20, 169.6);Student s2 = new Student("蜘蛛精",23, 169.6);Student s3 = new Student("蜘蛛精",23, 169.6);Student s4 = new Student("牛魔王",48, 169.6);students.add(s1);students.add(s2);students.add(s3);students.add(s4);for(Student s : students){System.out.println(s.toString());}}
}

打印结果如下，我们发现存了两个蜘蛛精，当时实际打印出来只有一个，而且是无序的。

Student{name='牛魔王', age=48, height=169.6}
Student{name='至尊宝', age=20, height=169.6}
Student{name='蜘蛛精', age=23, height=169.6}

4.4 LinkedHashSet底层原理

LinkedHashSet它底层采用的是也是哈希表结构，只不过额外新增了一个双向链表来维护元素的存取顺序。如下下图所示：

4.5 TreeSet集合

最后，我们学习一下TreeSet集合。TreeSet集合的特点是可以对元素进行排序，但是必须指定元素的排序规则。

如果往集合中存储String类型的元素，或者Integer类型的元素，它们本身就具备排序规则，所以直接就可以排序。

如果往TreeSet集合中存储自定义类型的元素，比如说Student类型，则需要我们自己指定排序规则，否则会出现异常。

我们想要告诉TreeSet集合按照指定的规则排序，有两种办法：

第一种：让元素的类实现Comparable接口，重写compareTo方法

第二种：在创建TreeSet集合时，通过构造方法传递Compartor比较器对象

我们先来演示第一种排序方式:

//第一步：先让Student类，实现Comparable接口
//注意：Student类的对象是作为TreeSet集合的元素的
public class Student implements Comparable<Student>{private String name;private int age;private double height;//无参数构造方法public Student(){}//全参数构造方法public Student(String name, int age, double height){this.name=name;this.age=age;this.height=height;}//...get、set、toString()方法自己补上..//第二步：重写compareTo方法//按照年龄进行比较，只需要在方法中让this.age和o.age相减就可以。/*原理：在往TreeSet集合中添加元素时，add方法底层会调用compareTo方法，根据该方法的结果是正数、负数、还是零，决定元素放在后面、前面还是不存。*/@Overridepublic int compareTo(Student o) {//this：表示将要添加进去的Student对象//o: 表示集合中已有的Student对象return this.age-o.age;}
}

接下来演示第二种排序方式:

//创建TreeSet集合时，传递比较器对象排序
/*
原理：当调用add方法时，底层会先用比较器，根据Comparator的compare方是正数、负数、还是零，决定谁在后，谁在前，谁不存。
*/
//下面代码中是按照学生的年龄升序排序
Set<Student> students = new TreeSet<>(new Comparator<Student>{@Overridepublic int compare(Student o1, Student o2){//需求：按照学生的身高排序return Double.compare(o1,o2); }
});//创建4个Student对象
Student s1 = new Student("至尊宝",20, 169.6);
Student s2 = new Student("紫霞",23, 169.8);
Student s3 = new Student("蜘蛛精",23, 169.6);
Student s4 = new Student("牛魔王",48, 169.6);//添加Studnet对象到集合
students.add(s1);
students.add(s2);
students.add(s3);
students.add(s4);
System.out.println(students); 

1.6 并发修改异常

还有一个小问题需要给同学们补充说明一下，那就是在使用迭代器遍历集合时，可能存在并发修改异常。

迭代器遍历机制，规定迭代器遍历集合的同时，不允许集合自己去增删元素，否则就会出现异常。

怎么解决这个问题呢？不使用集合的删除方法，而是使用迭代器的删除方法，代码如下：

List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("王麻子");
list.add("小李子");
list.add("李爱花");
list.add("张全蛋");
list.add("晓李");
list.add("李玉刚");
System.out.println(list); // [王麻子, 小李子, 李爱花, 张全蛋, 晓李, 李玉刚]//需求：找出集合中带"李"字的姓名，并从集合中删除
Iterator<String> it = list.iterator();
while(it.hasNext()){String name = it.next();if(name.contains("李")){//list.remove(name);it.remove(); //当前迭代器指向谁，就删除谁}
}
System.out.println(list);

五、Collection的其他操作

为了更加方便的对Collection集合进行操作，今天我们还要学习一个操作Collection集合的工具类，叫做Collections。但是Collections工具类中需要用到一个没有学过的小知识点，叫做可变参数，所以必须先学习这个前置知识可变参数，再学习Collections工具类，最后再利用这个工具类做一个综合案例。

5.1 可变参数

可变参数是一种特殊的形式参数，定义在方法、构造器的形参列表处，它可以让方法接收多个同类型的实际参数。可变参数在方法内部，本质上是一个数组。

接下来，我们编写代码来演示一下：

public class ParamTest{public static void main(String[] args){//不传递参数，下面的nums长度则为0, 打印元素是[]test();	//传递3个参数，下面的nums长度为3，打印元素是[10, 20, 30]test(10,20,30); //传递一个数组，下面数组长度为4，打印元素是[10,20,30,40] int[] arr = new int[]{10,20,30,40}test(arr); }public static void test(int...nums){//可变参数在方法内部，本质上是一个数组System.out.println(nums.length);System.out.println(Arrays.toString(nums));System.out.println("----------------");}
}

最后还有一些错误写法，需要让大家写代码时注意一下，不要这么写哦！！！

1.一个形参列表中，只能有一个可变参数；否则会报错。

2.一个形参列表中如果多个参数，可变参数需要写在最后，否则会报错。

5.2 Collections工具类

有了可变参数的基础，我们再学习Collections这个工具类就好理解了，因为这个工具类的方法中会用到可变参数。

注意Collections并不是集合，它比Collection多了一个s，一般后缀为s的类很多都是工具类。这里的Collections是用来操作Collection的工具类。它提供了一些好用的静态方法，如下：

我们把这些方法用代码来演示一下：

public class CollectionsTest{public static void main(String[] args){//1.public static <T> boolean addAll(Collection<? super T> c, T...e)List<String> names = new ArrayList<>();Collections.addAll(names, "张三","王五","李四", "张麻子");System.out.println(names);//[张三, 王五, 李四, 张麻子]//2.public static void shuffle(List<?> list)：对集合打乱顺序Collections.shuffle(names);System.out.println(names);//[张三, 王五, 张麻子, 李四]//3.public static <T> void short(List<T list): 对List集合排序List<Integer> list = new ArrayList<>();list.add(3);list.add(5);list.add(2);Collections.sort(list);System.out.println(list);//[2, 3, 5]}
}

上面我们往集合中存储的元素要么是Stirng类型，要么是Integer类型，他们本来就有一种自然顺序所以可以直接排序。但是如果我们往List集合中存储Student对象，这个时候想要对List集合进行排序自定义比较规则的。指定排序规则有两种方式，如下：

让元素实现Comparable接口，重写compareTo方法

比如现在想要往集合中存储Studdent对象，首先需要准备一个Student类，实现Comparable接口。

public class Student implements Comparable<Student>{private String name;private int age;private double height;//排序时：底层会自动调用此方法，this和o表示需要比较的两个对象@Overridepublic int compareTo(Student o){//需求：按照年龄升序排序//如果返回正数：说明左边对象的年龄>右边对象的年龄//如果返回负数：说明左边对象的年龄<右边对象的年龄，//如果返回0：说明左边对象的年龄和右边对象的年龄相同return this.age - o.age;}//...getter、setter、constructor..
}

然后再使用Collections.sort(list集合)对List集合排序，如下：

//3.public static <T> void short(List<T list): 对List集合排序
List<Student> students = new ArrayList<>();
students.add(new Student("蜘蛛精",23,169.7));
students.add(new Student("紫霞",22,169.8));
students.add(new Student("紫霞",22,169.8));
students.add(new Student("至尊宝",26,169.5));/*
原理：sort方法底层会遍历students集合中的每一个元素，采用排序算法，将任意两个元素两两比较；每次比较时，会用一个Student对象调用compareTo方法和另一个Student对象进行比较；根据compareTo方法返回的结果是正数、负数，零来决定谁大，谁小，谁相等，重新排序元素的位置注意：这些都是sort方法底层自动完成的，想要完全理解，必须要懂排序算法才行；
*/
Collections.sort(students);	
System.out.println(students);

使用sort方法，传递比较器

/*
原理：sort方法底层会遍历students集合中的每一个元素，采用排序算法，将任意两个元素两两比较；每次比较，会将比较的两个元素传递给Comparator比较器对象的compare方法的两个参数o1和o2,根据compare方法的返回结果是正数，负数，或者0来决定谁大，谁小，谁相等，重新排序元素的位置注意：这些都是sort方法底层自动完成的，不需要我们完全理解，想要理解它必须要懂排序算法才行.
*/
Collections.sort(students, new Comparator<Student>(){@Overridepublic int compare(Student o1, Student o2){return o1.getAge()-o2.getAge();}
});	
System.out.println(students);

5.3 斗地主案例

第一步：为了表示每一张牌有哪些属性，首先应该新建一个扑克牌的类
第二步：启动游戏时，就应该提前准备好54张牌
第三步：接着再完全洗牌、发牌、捋牌、看牌的业务逻辑

先来完成第一步，定义一个扑克类Card

package com.itheima.test01;public class Card {private String number;private String color;// 每张牌是存在大小的。private int size; // 0 1 2 ....public Card() {}public Card(String number, String color, int size) {this.number = number;this.color = color;this.size = size;}public String getNumber() {return number;}public void setNumber(String number) {this.number = number;}public String getColor() {return color;}public void setColor(String color) {this.color = color;}public int getSize() {return size;}public void setSize(int size) {this.size = size;}@Overridepublic String toString() {return color + number ;}
}

 再完成第二步，定义一个房间类，初始化房间时准备好54张牌，定义一个启动游戏的方法，完成洗牌、发牌、捋牌、看牌的业务逻辑 。

package com.itheima.test01;import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.Comparator;
import java.util.List;public class Room {// 必须有一副牌。private final List<Card> allCards = new ArrayList<>();public Room() {// 1、做出54张牌，存入到集合allCards// a、点数：个数确定了，类型确定。String[] numbers = {"3", "4", "5", "6", "7", "8", "9", "10", "J", "Q", "K", "A", "2"};// b、花色：个数确定了，类型确定。String[] colors = {"♠", "♥", "♣", "♦"};int size = 0; // 表示每张牌的大小// c、遍历点数，再遍历花色，组织牌for (String number : numbers) {// number = "3"size++; // 1 2 ....for (String color : colors) {// 得到一张牌Card c = new Card(number, color, size);allCards.add(c); // 存入了牌}}// 单独存入小大王的。Card c1 = new Card("", "🃏", ++size);Card c2 = new Card("", "👲", ++size);Collections.addAll(allCards, c1, c2);System.out.println("新牌：" + allCards);}public void start() {// 1、洗牌： allCardsCollections.shuffle(allCards);System.out.println("洗牌后：" + allCards);// 2、发牌，首先肯定要定义 三个玩家。 List(ArrayList)  Set(TreeSet)List<Card> linHuChong = new ArrayList<>();List<Card> jiuMoZhi = new ArrayList<>();List<Card> renYingYing = new ArrayList<>();// 正式发牌给这三个玩家，依次发出51张牌，剩余3张做为底牌。// allCards = [♥3, ♣10, ♣4, ♥K, ♦Q, ♣2, 🃏, ♣8, ....//             0     1   2   3   4   5   6 ...   % 3for (int i = 0; i < allCards.size() - 3; i++) {Card c = allCards.get(i);// 判断牌发给谁if (i % 3 == 0) {// 请啊冲接牌linHuChong.add(c);} else if (i % 3 == 1) {// 请啊鸠来接牌jiuMoZhi.add(c);} else {// 请盈盈接牌renYingYing.add(c);}}// 3、对3个玩家的牌进行排序sortCards(linHuChong);sortCards(jiuMoZhi);sortCards(renYingYing);// 4、看牌System.out.println("啊冲：" + linHuChong);System.out.println("啊鸠：" + jiuMoZhi);System.out.println("盈盈：" + renYingYing);List<Card> lastThreeCards = allCards.subList(allCards.size() - 3, allCards.size()); // 51 52 53System.out.println("底牌：" + lastThreeCards);jiuMoZhi.addAll(lastThreeCards);sortCards(jiuMoZhi);System.out.println("啊鸠抢到地主后：" + jiuMoZhi);}/*** 集中进行排序** @param cards*/private void sortCards(List<Card> cards) {Collections.sort(cards, new Comparator<Card>() {@Overridepublic int compare(Card o1, Card o2) {// return o1.getSize() - o2.getSize(); // 升序排序return o2.getSize() - o1.getSize(); // 降序排序}});}
}

不要忘记了写测试类了：

package com.itheima.test01;public class GameDemo {public static void main(String[] args) {//  1、牌类。//  2、房间Room m = new Room();//  3、启动游戏m.start();}
}

运行结果图：

六、Map集合

前面我们已经把单列集合学习完了，接下来我们要学习的是双列集合。首先我们还是先认识一下什么是双列集合。

所谓双列集合，就是说集合中的元素是一对一对的。Map集合中的每一个元素是以key=value的形式存在的，一个key=value就称之为一个键值对，而且在Java中有一个类叫Entry类，Entry的对象用来表示键值对对象。

所有的Map集合有如下的特点：键不能重复，值可以重复，每一个键只能找到自己对应的值。

Map集合也有很多种，在Java中使用不同的类来表示的，每一种Map集合其键的特点是有些差异的，值是键的一个附属值，所以我们只关注键的特点就可以了。

6.1 Map集合的常用方法

由于Map是所有双列集合的父接口，所以我们只需要学习Map接口中每一个方法是什么含义，那么所有的Map集合方法你就都会用了。

public class MapTest2 {public static void main(String[] args) {// 1.添加元素: 无序，不重复，无索引。Map<String, Integer> map = new HashMap<>();map.put("手表", 100);map.put("手表", 220);map.put("手机", 2);map.put("Java", 2);map.put(null, null);System.out.println(map);// map = {null=null, 手表=220, Java=2, 手机=2}// 2.public int size():获取集合的大小System.out.println(map.size());// 3、public void clear():清空集合//map.clear();//System.out.println(map);// 4.public boolean isEmpty(): 判断集合是否为空，为空返回true ,反之！System.out.println(map.isEmpty());// 5.public V get(Object key)：根据键获取对应值int v1 = map.get("手表");System.out.println(v1);System.out.println(map.get("手机")); // 2System.out.println(map.get("张三")); // null// 6. public V remove(Object key)：根据键删除整个元素(删除键会返回键的值)System.out.println(map.remove("手表"));System.out.println(map);// 7.public  boolean containsKey(Object key): 判断是否包含某个键 ，包含返回true ,反之System.out.println(map.containsKey("手表")); // falseSystem.out.println(map.containsKey("手机")); // trueSystem.out.println(map.containsKey("java")); // falseSystem.out.println(map.containsKey("Java")); // true// 8.public boolean containsValue(Object value): 判断是否包含某个值。System.out.println(map.containsValue(2)); // trueSystem.out.println(map.containsValue("2")); // false// 9.public Set<K> keySet(): 获取Map集合的全部键。Set<String> keys = map.keySet();System.out.println(keys);// 10.public Collection<V> values(); 获取Map集合的全部值。Collection<Integer> values = map.values();System.out.println(values);// 11.把其他Map集合的数据倒入到自己集合中来。(拓展)Map<String, Integer> map1 = new HashMap<>();map1.put("java1",  10);map1.put("java2",  20);Map<String, Integer> map2 = new HashMap<>();map2.put("java3",  10);map2.put("java2",  222);map1.putAll(map2); // putAll：把map2集合中的元素全部倒入一份到map1集合中去。System.out.println(map1);System.out.println(map2);}
}

6.2 Map集合遍历方式1

Map集合一共有三种遍历方式，我们先来学习第一种，他需要用到下面的两个方法：

public class MapTest1 {public static void main(String[] args) {// 准备一个Map集合。Map<String, Double> map = new HashMap<>();map.put("蜘蛛精", 162.5);map.put("蜘蛛精", 169.8);map.put("紫霞", 165.8);map.put("至尊宝", 169.5);map.put("牛魔王", 183.6);System.out.println(map);// map = {蜘蛛精=169.8, 牛魔王=183.6, 至尊宝=169.5, 紫霞=165.8}// 1、获取Map集合的全部键Set<String> keys = map.keySet();// System.out.println(keys);// [蜘蛛精, 牛魔王, 至尊宝, 紫霞]//         key// 2、遍历全部的键，根据键获取其对应的值for (String key : keys) {// 根据键获取对应的值double value = map.get(key);System.out.println(key + "=====>" + value);}}
}

6.3 Map集合遍历方式2

接下来我们学习Map集合的第二种遍历方式，这种遍历方式更加符合面向对象的思维。

前面我们给大家介绍过，Map集合是用来存储键值对的，而每一个键值对实际上是一个Entry对象。

这里Map集合的第二种方式，是直接获取每一个Entry对象，把Entry存储到Set集合中去，再通过Entry对象获取键和值。

public class MapTest2 {public static void main(String[] args) {Map<String, Double> map = new HashMap<>();map.put("蜘蛛精", 169.8);map.put("紫霞", 165.8);map.put("至尊宝", 169.5);map.put("牛魔王", 183.6);System.out.println(map);// map = {蜘蛛精=169.8, 牛魔王=183.6, 至尊宝=169.5, 紫霞=165.8}// entries = [(蜘蛛精=169.8), (牛魔王=183.6), (至尊宝=169.5), (紫霞=165.8)]// entry = (蜘蛛精=169.8)// entry = (牛魔王=183.6)// ...// 1、调用Map集合提供entrySet方法，把Map集合转换成键值对类型的Set集合Set<Map.Entry<String, Double>> entries = map.entrySet();for (Map.Entry<String, Double> entry : entries) {String key = entry.getKey();double value = entry.getValue();System.out.println(key + "---->" + value);}}
}

6.4 Map集合遍历方式3

Map集合的第三种遍历方式，需要用到下面的一个方法forEach，而这个方法是JDK8版本以后才有的。调用起来非常简单，最好是结合的lambda表达式一起使用。

public class MapTest3 {public static void main(String[] args) {Map<String, Double> map = new HashMap<>();map.put("蜘蛛精", 169.8);map.put("紫霞", 165.8);map.put("至尊宝", 169.5);map.put("牛魔王", 183.6);System.out.println(map);// map = {蜘蛛精=169.8, 牛魔王=183.6, 至尊宝=169.5, 紫霞=165.8}//遍历map集合，传递匿名内部类map.forEach(new BiConsumer<String, Double>() {@Overridepublic void accept(String k, Double v) {System.out.println(k + "---->" + v);}});//遍历map集合，传递Lambda表达式map.forEach(( k,  v) -> {System.out.println(k + "---->" + v);});}
}

6.5 Map集合案例

 先分析需求，再考虑怎么用代码实现

1.首先可以将80个学生选择的景点放到一个集合中去（也就是说，集合中的元素是80个任意的ABCD元素）
2.准备一个Map集合用来存储景点，以及景点被选择的次数
3.遍历80个学生选择景点的集合，得到每一个景点，判断Map集合中是否包含该景点
    如果不包含，则存储"景点=1"
    如果包含，则存获取该景点原先的值，再存储"景点=原来的值+1"; 此时新值会覆盖旧值

public class MapDemo4 {public static void main(String[] args) {// 1、把80个学生选择的景点数据拿到程序中来。List<String> data = new ArrayList<>();String[] selects = {"A", "B", "C", "D"};Random r = new Random();for (int i = 1; i <= 80; i++) {// 每次模拟一个学生选择一个景点，存入到集合中去。int index = r.nextInt(4); // 0 1 2 3data.add(selects[index]);}System.out.println(data);// 2、开始统计每个景点的投票人数// 准备一个Map集合用于统计最终的结果Map<String, Integer> result = new HashMap<>();// 3、开始遍历80个景点数据for (String s : data) {// 问问Map集合中是否存在该景点if(result.containsKey(s)){// 说明这个景点之前统计过。其值+1. 存入到Map集合中去result.put(s, result.get(s) + 1);}else {// 说明这个景点是第一次统计，存入"景点=1"result.put(s, 1);}}System.out.println(result);}
}

6.6 HashMap

首先，我们学习HashMap集合的底层原理。前面我们学习过HashSet的底层原理，实际上HashMap底层原理和HashSet是一样的。为什么这么说呢？因为我们往HashSet集合中添加元素时，实际上是把元素添加到了HashMap集合中。

下面是Map集合的体系结构，HashMap集合的特点是由键决定的： 它的键是无序、不能重复，而且没有索引的。也是各种Map集合中也是用得最多的一种集合。

刚才我们说，HashSet底层就是HashMap，我们可以看源码验证这一点，我们可以看到，创建HashSet集合时，底层帮你创建了HashMap集合；往HashSet集合中添加元素时，底层却是调用了Map集合的put方法把元素作为了键来存储。所以实际上根本没有什么HashSet集合，把HashMap的集合的值忽略不看就是HashSet集合。

HashSet的原理我们之前已经学过了，所以HashMap是一样的，底层是哈希表结构。

HashMap底层数据结构: 哈希表结构
    JDK8之前的哈希表 = 数组+链表
    JDK8之后的哈希表 = 数组+链表+红黑树
    哈希表是一种增删改查数据，性能相对都较好的数据结构
    
往HashMap集合中键值对数据时，底层步骤如下
    第1步：当你第一次往HashMap集合中存储键值对时，底层会创建一个长度为16的数组
    第2步：然后将键和值封装成一个对象，叫做Entry对象
    第3步：再根据Entry对象的键计算hashCode值（和值无关）
    第4步：利用hashCode值和数组的长度做一个类似求余数的算法，会得到一个索引位置
    第5步：判断这个索引的位置是否为null，如果为null,就直接将这个Entry对象存储到这个索引位置
           如果不为null，则还需要进行第6步的判断
    第6步：继续调用equals方法判断两个对象键是否相同
          如果equals返回false，则以链表的形式往下挂
          如果equals方法true,则认为键重复，此时新的键值对会替换就的键值对。
    
HashMap底层需要注意这几点：
    1.底层数组默认长度为16，如果数组中有超过12个位置已经存储了元素，则会对数组进行扩容2倍
      数组扩容的加载因子是0.75，意思是：16*0.75=12     
       
    2.数组的同一个索引位置有多个元素、并且在8个元素以内(包括8)，则以链表的形式存储
        JDK7版本：链表采用头插法（新元素往链表的头部添加）
        JDK8版本：链表采用尾插法（新元素往那个链表的尾部添加）
        
    3.数组的同一个索引位置有多个元素、并且超过了8个，则以红黑树形式存储

从HashMap底层存储键值对的过程中我们发现：决定键是否重复依赖与两个方法，一个是hashCode方法、一个是equals方法。由两个键计算得到的hashCode值相同，并且两个键使用equals比较为true，就认为键重复。

6.7 LinkedHashMap

LinkedHashMap集合的特点也是由键决定的：有序的、不重复、无索引。

LinkedHashMap的底层原理，和LinkedHashSet底层原理是一样的。底层由一个双向链表来维护键的存储顺序。

6.8 TreeMap

TreeMap集合的特点也是由键决定的，默认按照键的升序排列，键不重复，也是无索引的。

TreeMap集合的底层原理和TreeSet也是一样的，底层都是红黑树实现的。所以可以对键进行排序。

比如往TreeMap集合中存储Student对象作为键，排序方法有两种。

排序方式1：写一个Student类，让Student类实现Comparable接口

//第一步：先让Student类，实现Comparable接口
public class Student implements Comparable<Student>{private String name;private int age;private double height;//无参数构造方法public Student(){}//全参数构造方法public Student(String name, int age, double height){this.name=name;this.age=age;this.height=height;}//...get、set、toString()方法自己补上..//按照年龄进行比较，只需要在方法中让this.age和o.age相减就可以。/*原理：在往TreeSet集合中添加元素时，add方法底层会调用compareTo方法，根据该方法的结果是正数、负数、还是零，决定元素放在后面、前面还是不存。*/@Overridepublic int compareTo(Student o) {//this：表示将要添加进去的Student对象//o: 表示集合中已有的Student对象return this.age-o.age;}
}

排序方式2：在创建TreeMap集合时，直接传递Comparator比较器对象。

public class Test3TreeMap {public static void main(String[] args) {Map<Student, String> map = new TreeMap<>(new Comparator<Student>() {@Overridepublic int compare(Student o1, Student o2) {return Double.compare(o1.getHeight(), o2.getHeight());}});
//        Map<Student, String> map = new TreeMap<>(( o1,  o2) ->   Double.compare(o2.getHeight(), o1.getHeight()));map.put(new Student("蜘蛛精", 25, 168.5), "盘丝洞");map.put(new Student("蜘蛛精", 25, 168.5), "水帘洞");map.put(new Student("至尊宝", 23, 163.5), "水帘洞");map.put(new Student("牛魔王", 28, 183.5), "牛头山");System.out.println(map);}
}

6.9 集合嵌套

各位同学，到现在为止我们把Map集合和Collection集合的都已经学习完了。但是在实际开发中可能还会存在一种特殊的用法。就是把一个集合当做元素，存储到另一个集合中去，我们把这种用法称之为集合嵌套。

下面通过一个案例给大家演示一下

案例分析：

1.从需求中我们可以看到，有三个省份，每一个省份有多个城市
    我们可以用一个Map集合的键表示省份名称，而值表示省份有哪些城市
2.而又因为一个省份有多个城市，同一个省份的多个城市可以再用一个List集合来存储。
    所以Map集合的键是String类型，而值是List集合类型
    HashMap<String, List<String>> map = new HashMap<>();

代码如下：

public class Test {public static void main(String[] args) {// 1、定义一个Map集合存储全部的省份信息，和其对应的城市信息。Map<String, List<String>> map = new HashMap<>();List<String> cities1 = new ArrayList<>();Collections.addAll(cities1, "南京市","扬州市","苏州市" ,"无锡市","常州市");map.put("江苏省", cities1);List<String> cities2 = new ArrayList<>();Collections.addAll(cities2, "武汉市","孝感市","十堰市","宜昌市","鄂州市");map.put("湖北省", cities2);List<String> cities3 = new ArrayList<>();Collections.addAll(cities3, "石家庄市","唐山市", "邢台市", "保定市", "张家口市");map.put("河北省", cities3);System.out.println(map);//{江苏省=[南京市, 扬州市, 苏州市, 无锡市, 常州市], 湖北省=[武汉市, 孝感市, 十堰市, 宜昌市, 鄂州市], 河北省=[石家庄市, 唐山市, 邢台市, 保定市, 张家口市]}List<String> cities = map.get("湖北省");for (String city : cities) {System.out.println(city);}map.forEach((p, c) -> {System.out.println(p + "----->" + c);//江苏省----->[南京市, 扬州市, 苏州市, 无锡市, 常州市]//湖北省----->[武汉市, 孝感市, 十堰市, 宜昌市, 鄂州市]//河北省----->[石家庄市, 唐山市, 邢台市, 保定市, 张家口市]});}
}