十四、集合

1.集合概述

(1)集合是存储其它对象的特殊对象，可以将集合当作一个容器

(2)集合的相关接口和类位于java.util包中

(3)集合中的接口和类是一个整体、一个体系

2.集合接口

接口定义了一组抽象方法，实现该接口的类需要实现这些抽象方法，从而实现接口的类就具备了接口所规定的行为

接口	描述
Collection	允许操作一组对象，它位于集合层次结构的顶部
List	扩展Collection，以处理序列
Set	扩展Collection，以处理数组

(1)Collection接口

Collection接口是构建集合框架的基础，是泛型接口

interface Collcection<E>

E：集合存储的对象类型

注意：

集合中只能存储对象，不能存储基本类型

接口中没有提供修改元素的方法

优点：在编译时可以检查元素类型，从而更加安全

方 法	描 述
boolean add(E obj)	将obj添加到调用集合
boolean addAll(Collection<? extends E> c)	将c中的所有元素添加到调用集合中
boolean remove(Object obj)	从调用集合中删除obj的一个实例
boolean removeAll(Collection<?> c)	从调用集合中删除c的所有元素
void clear()	删除调用集合中的所有元素
boolean contains(Object obj)	如果obj是调用集合的元素，则返回true
boolean isEmpty()	如果调用集合为空，则返回true
int size()	返回调用集合中元素的数量
Iterator<E> iterator()	返回调用集合的一个迭代器

(2)List接口

List接口扩展了Collection，并且声明了存储一连串元素的集合的行为。

在列表中，可以使用从0开始的索引，通过它们的位置插入或访问元素。

方 法	描 述
void add(int index, E obj)	将obj插入到index所指定的位置
boolean addAll (int index, Collection<?extends E> c)	将c的所有元素插入到index所指定的位置
E remove(int index)	删除index位置的元素
E set(int index, E obj)	将index所指定位置的元素设置为obj
E get(int index)	返回指定索引处存储的对象
int indexOf(Object obj)	返回第一个obj实例的索引
int lastIndexOf(Object obj)	返回列表中最后一个obj实例的索引
ListIterator<E> listIterator()	返回一个迭代器，该迭代器从列表的开头开始
List<E>subList(int start,int end)	返回一个子列表

(3)Set接口

Set接口定义了组/集/集合(set)，它扩展了Collection接口，并声明了不允许重复元素的集合的行为

注意：

Set接口没有添加自己的方法

SortedSet接口扩展了Set接口，并且声明了以升序进行排序的集合的行为

ortedSet定义了一些便于进行集合处理的方法

NavigableSet接口扩展了SortedSet接口，并且该接口声明了支持基于最接近匹配原则检索元素的集合行为

3.集合类

类	描 述
ArrayList	动态数组
LinkedList	链表
ArrayDeque	双端队列 = 队列 + 堆栈
PriorityQueue	支持基于优先级的队列
HashSet	使用哈希表存储元素的组
LinkedHashSet	扩展HashSet类，以允许按照插入的顺序进行迭代
TreeSet	实现存储于树中的集合。

(1)ArrayList类

ArrayList实现了List接口。本质上是元素为对象引用的长度可变的数组。

构造方法：

ArrayList( ) ：长度取默认值 10

ArrayList(int capacity) ：指定长度，容量

泛型：

T ：代表一般的任何类

E ：代表 Element 元素的意思，或者 Exception 异常的意思

K ：代表 Key 的意思

V ：代表 Value 的意思，通常与 K 一起配合使用

(2)LinkedList类

LinkedList类实现了List、Deque以及Queue接口，它提供了（双向）链表数据结构

LinkedList具有两个构造方法：

LinkedList( )

LinkedList(Collection<? extends E> c)

ArrayList与LinkedList的区别：

1.ArrayList是基于数组结构的集合，有容量的概念

2.LinkedList是基于链表结构的集合，没有容量的概念

3.对于随机访问（get和set方法），ArrayList优于LinkedList，因为LinkedList要移动指针

4.对于增加和删除操作（add和remove方法），LinkedList比较占优势，因为ArrayList要移动数据，但是如果只是在末尾追加元素，效率差不多

5.LinkedList 还实现了Queue接口,该接口比List提供了更多的方法,包括 offer(),peek(),poll()等

(3)HashSet类

HashSet类实现了Set接口，该类在内部使用哈希表存储元素

哈希表使用称之为散列法(hashing)的机制存储信息，哈希法的优点是add()、contains()、remove()以及size()方法的执行时间保持不变

HashSet中元素不是按有序的顺序存储的，遍历输出HashSet中的元素时精确的输出可能不同

(4)LinkedHashSet类

LinkedHashSet类扩展了HashSet类，它没有添加它自己的方法。

LinkedHashSet在内部使用一个链表维护元素添加到集合中的顺序，因此可以按照插入顺序迭代集合

(5)TreeSet类

TreeSet类实现了NavigableSet接口，该类在内部使用树结构存储元素

元素以升序存储，访问和检索相当快

TreeSet适合于存储大量的、必须能够快速查找到的有序信息

Set与List的区别：

Set中的元素无序不能重复，List中的有序元素可以重复

List有索引（下标）的概念，Set没有索引的概念

对于Set表示的集合，通常是遍历操作，没有get()和set()方法

注意：

1.TreeSet以升序保存对象，所以TreeSet中保存的对象比较能够比较大小，即TreeSet保存的对象类型必须实现Comparable接口

2.HashSet是无序的，LinkedHashSet和TreeSet是有序的

4.集合遍历

Iterable接口是Collection接口的父接口，而所有集合类都实现了Collection接口，从而也都实现了Iterable接口

(1)Iterator接口

Iterator接口描述了迭代器的行为，所有迭代器类都必须实现该接口

方法：

boolean hasNext()：如果迭代还有更多的元素则返回true

T next()：返回下一个元素

void remove()：删除迭代器返回的元素

注意：从Iterator接口定义的方法不难看出Iterator只能从前向后进行遍历

(2)ListIterator接口

Iterator接口有一个子接口ListIterator，ListIterator接口即可以从前向后遍历，也可以从后向前遍历集合，只有实现了List接口的集合类才提供了ListIterator迭代器

List接口提供以下两个方法用于获取列表集合的列表迭代器：

ListIterator<E> listIterator() 该迭代器从列表的开头开始

ListIterator<E> listIterator(int index) 该迭代器从index所指定的位置开始

ListIterator接口定义了以下常用方法：

boolean hasNext()

Boolean hasPrevious()

E next()

int nextIndex()

E previous()

int previousIndex()

(3)使用迭代器

步骤：

1.通过调用集合的Iterator()方法，获取指向集合开头的迭代器

2.建立一个hasNext()调用循环。只要hasNext()返回true，就循环迭代

3.在循环中，通过调用next()获取每个元素

(4)增强for循环

迭代器与增强的for循环之间的区别：

1.使用迭代器遍历集合时，可以调用Iterator.remove()方法删除集合中元素，使用增强的for循环遍历集合时，不能删除集合中的元素

2.可以使用增强的for循环遍历数组，但是数组不支持迭代器

3.使用增强的for循环遍历基本类型的数组时，只能使用数组元素，而不能修改数组元素

5.Collections工具类

Collection提供以下方法对List进行排序操作：

void reverse(List list)：反转

void shuffle(List list)：随机排序

void sort(List list)：按自然排序的升序排序

void sort(List list,Comparator c)：定制排序，由Comparator控制排序逻辑

void swap(List list,int i,int j)：交换两个索引位置的元素

6.Vector类

现在Vector类实现了动态数组，与ArrayList类似，也实现List接口

Vector与ArrayList的区别：

1.Vector实现同步，线程安全，ArrayList没有实现线程安全

2.Vector性能比ArrayList低

3.Vector和ArrayList在更多元素添加进来时会请求更大的空间，Vector每次请求其大小的双倍空间，而ArrayList每次对size增长50%