一.Java集合框架概述
一方面，面向对象语言对事物的体现都是以对象的形式，为了方便对多个对象的操作，就要对对象进行存储。另一方面，使用Array存储对象方面具有一些弊端，而Java集合就像一种容器，可以动态的把多个对象的引用放入容器中。
1.数组Array存储
（1）数组在内存存储方面的特点
①数组初始化以后，长度就确定了。
②数组声明的类型，就决定了进行元素初始化的类型。
（2）数组在存储数据方面的弊端
①数组初始化以后，长度就不可变了，不便于拓展。
②数组中提供的属性和方法少，不便于进行添加、删除、插入等操作，且效率不高。同时无法直接获取存储元素的个数。
③数组存储的数据是有序的、可以重复的。---->存储数据的特点单一。
2.Java集合类存储
Java集合类可以用于存储数量不等的多个对象，还可以用于保存具有映射关系的关联数组。
3.Java集合体系
（1）Collection接口
单列数据，定义了存取一组对象的方法的集合
①List：元素有序、可重复的集合
②Set：元素无序、不可重复的集合
（2）Map接口
双列数据，保存具有映射关系“key-value对”的集合。
4.Collection接口继承树
5.Map接口继承树
二.Collection 接口
1.Collection接口
（1）Collection 接口是List、Set和Queue接口的父接口，该接口里定义的方法既可用于操作Set集合，也可用于操作List和Queue集合。
（2）JDK不提供此接口的任何直接实现，二十提供更具体的子接口（如：Set和List实现）。
（3）在Java5之前，Java集合会丢失容器中所有对象的数据类型，把所有对象都当成Object类型处理；从JDK5.0增加了泛型之后，Java集合可以记住容器中对象的数据类型。
2.Collection接口方法
（1）添加
add（Object obj）
addAll（Collection coll）
（2）获取有效元素的个数
int size()
（3）清空集合
void clear()
（4）是否是空集合
boolean isEmpty()
（5）是否包含某个元素
boolean contains(Object obj):是通过元素的equals方法来判断是否是同一个对象。
boolean containsAll(Collection coll):也是调用元素的equals方法来比较的。拿两个集合的元素挨个比较。
（6）删除
boolean remove(Object obj):通过元素的equals方法来判断是都是要删除的那个元素。只会删除找到的第一个元素。
boolean removeAll(Collection coll)：取当前集合的差集。
（7）取两个集合的交集
boolean retainAll（Collection coll）：把交集的结果存在当前集合中，不影响coll。
（8）集合是否相等
boolean equals(Object obj)
（9）转成对象数组
Object[] toArray()
（10）获取集合对象的哈希值
hashCode（）
（11）遍历
iterator（）：返回迭代器对象，用于集合遍历。
三.Iterator迭代器接口
1.使用Iterator接口遍历集合元素
（1）Iterator对象称为迭代器（设计模式的一种），主要用于遍历Collection集合中的元素。
（2）GOF给迭代器模式的定义为：提供一种方法访问一个容器（container）对象中各个元素，而又不需暴露该对象的内部细节。迭代器模式，就是为容器而生。类似于“公交车上的售票员”、“空姐”、“火车上的乘务员”。
（3）Collection 接口继承了java.lang.Iterable接口，该接口有一个iterator()方法，那么所有实现了Collection接口的集合类都有一个iterator（）方法，用以返回一个实现了Iterator接口的对象。
（4）Iterator仅用于遍历集合，Iterator本身并不提供承装对象的能力。如果需要创建Iterator对象，则必须有一个被迭代的集合。
（5）集合对象每次调用iterator（）方法都能得到一个全新的迭代器对象，默认游标都在集合的第一个元素之前。
2.Iterator接口的方法
（1）boolean hasNext（）：判断是否还有下一个元素。
（2）E next（）：操作：指针下移，将下移以后集合位置上的元素返回
（3）void remove（）：删除元素。
注意：
①：在调用it.next（）方法之前必须要调用it.hasNext（）进行检测。若不调用，且下一条记录无效，直接调用it.next（）会抛出NoSuchElementException异常.
②：Iterator可以删除集合的元素，但是是遍历过程中通过迭代器对象的remove方法，不是集合对象的remove方法。
③：如果还未调用next()或在上一次调用naxt方法之后已经调用了remove方法，再调用remove 都会报IllegalStateException。
3.使用foreach循环遍历集合元素
（1）Java5.0提供了foreach循环迭代访问Collection和数组。
（2）遍历操作不需获取Collection或数组的长度，无需使用索引访问元素。
（3）遍历集合的底层调用Iterator完成操作。
（4）foreach还可以用来遍历数组。
List<Person> persons = new ArrayList<Person>();
for(Person person: persons){
System.out.println(person.getName ());
}练习：判断输出结果
public class foreachDemo {
public static void main(String[] args) {
String[] str=new String[5];
for(String mystr:str){
mystr="xiaoYang";
System.out.println(mystr);
/*
输出：
xiaoYang
xiaoYang
xiaoYang
xiaoYang
xiaoYang
*/
}
for(int i=0;i<str.length;i++){
System.out.println(str[i]);
/*
输出：
null
null
null
null
null
*/
}
}
}四.Collection子接口之一：List接口
1.List接口概述
（1）鉴于Java中数组用来存储数据的局限性，我们通常使用List替代数组
（2）List集合类中元素有序、且可重复，集合中的每个元素都有其对应的顺序索引。
（3）List容器中的元素都对应一个整数型的序号记载其在容器中的位置，可以根据序号存取容器中的元素。
（4）JDK API中List接口的实现类常用的有：ArrayList、LinkList和Vector。
2.List接口方法
List除了从Collection集合继承的方法外，List集合里添加了一些根据索引来操作集合元素的方法。
（1）void add(int index,Object ele):在index位置插入ele元素。
（2）boolean addAll(int index,Collection eles):从index位置开始将eles中的所有元素添加进来。
（3）Object get(int index):获取指定index位置的元素。
（4）int indexOf(Object obj):返回obj在集合中首次出现的位置。
（5）int lastIndexOf(Object obj):返回obj在集合中末次出现的位置。
（6）Object remove(int index):移除指定Index位置的元素，并返回此元素。
（7）Object set(int index,Object ele):设置指定index位置的元素为ele。
（8）List subList(int fromIndex,int toIndex):返回从fromIndex到toIndex位置的子集合。
3.List实现类之一：ArrayList
（1）ArrayList 是List接口的典型实现类、主要实现类。
（2）本质上，ArrayList是对象引用的一个“变长”数组。
（3）ArrayList的JDK1.8之前与之后的实现区别？
JDK1.7：ArrayList像饿汉式，直接创建一个初始容量为10的数组
JDK1.8：ArrayList像懒汉式，一开始创建一噶长度为0的数组，当添加第一个元素时在创建一个始容量为10的数组。
（4）Arrays.List(...)方法返回的List集合，既不是ArrayList实例，也不是Vector实例。ArrayList(...)返回值是一个固定长度的List集合。
4.List实现类之二：LinkedList
（1）对于频繁的插入或删除元素的操作，建议使用LinkedList类，效率较高。
（2）新增方法：
void addFirst（Object obj)
void addLast(Object obj)
Object getFirst()
Object getLast()
Object removeFirst()
Object removeLast()
(3)LinkedList：双向链表，内部没有声明数组，而是定义了Node类型的first和last，用于记录首末元素。同时，定义内部类Node，作为LinkedList中保存数据的基本结构。Node除了保存数据，还定义了两个变量：
prev变量记录前一个元素的位置 next变量记录下一个元素的位置
private static class Node<E>{
E item;
Node<E> next;
Node<E> prev;
Node(Node<E> prev,E element,Node<E> next){
this.item=element;
this.next=next;
this.prev=prev;
}
}结构示意图：
5.List实现类之三：Vector
（1）Vector是一个古老的集合，JDK1.0就有了。大多数操作与ArrayList相同，区别之处在于Vector是线程安全的。
（2）在各种list中，最好把ArrayList作为缺省选择。当插入、删除频繁时，使用LinkedList。Vector总是比ArrayList慢，所以尽量避免使用。
（3）新增方法：
void addElement(Object obj)
void insertElement(Object obj,int index)
void set ElementAt(Object obj,int index)
void removeElement(Object obj)
void removeAllElements()
6.相应面试题
（1）ArrayList、LinkedList的异同：二者都线程不安全，相对线程安全的Vector，执行效率高。此外，ArrayList是实现了基于动态数组的数据结构，LinkedList基于链表的数据结构。对于随机访问get和set，ArrayList觉得优先于LinkedList,因为LinkedList要移动指针。对于新增和删除操作add(特指插入)和remove，LinkedList比较占优势，因为ArrayList要移动数据。
（2）ArrayList和Vector的区别：ArrayList和Vector几乎是完全相同的，唯一的区别是在于Vector是同步类（synchronized),属于强同步类。因此开销就比ArrayList要大，访问要慢。正常情况下，大多数的程序员使用ArrayList而不是Vector，因为同步完全可以由程序员自己来控制。Vector每次扩容请求其大小的两倍空间，而ArrayList是1.5倍。Vector还有一个子类Stack。
五.Collection子接口之二：Set接口
1.Set接口概述
（1）Set接口是Collection的子接口，set接口没有提供额外的方法。
（2）Set集合不允许包含相同的元素 ，如果试把两个相同的元素加入同一个Set集合中，则添加操作失败。
（3）Set判断两个对象是否相同不是使用==运算符，而是根据equals()方法。
2.Set实现类之一:HashSet
（1）HashSet概述
①HashSet是Set接口的典型实现，大多数时候使用Set集合时都是用这个实现类。
②HashSet按Hash算法来存储集合中的元素，因此具有很好的存取、查找、删除性能。
③HashSet具有的特点：
>不能保证元素的排列顺序
>HashSet不是线程安全的
>集合元素可以是null
④HashSet集合判断两个元素相等的标准：两个对象通过hashCode()方法比较相等，并且两个对象的equals()方法返回值也相同
⑤对于存放在Set容器中的对象，对应的类一定要重写equals()和hashCode(Object obj)方法，以实现对象想等原则。即：“相等的对象必须具有相等的散列码”。
（2）向HshSet中添加元素的过程
①当向HashSet集合中存入一个元素时，HashSet会调用该对象的hashCode()方法来得到该对象的hashCode值，然后根据hashCode值，通过某种散列函数决定该对象在HashSet底层数组中的存储位置。（这个散列函数会与底层数组的长度相计算得到在数组中的下标，并且这种散列函数计算还尽可能保证能均匀存储元素，越是散列分布，该散列函数设计的越好）
②如果两个元素的hashCode()值相等，会在调用equals方法，如果equals方法结果为true，添加失败；如果为false，那么会保存该元素，但是该数组的位置已经有元素了，那么会通过链表的方式继续连接。
③如果两个元素的equals()方法返回为true，但他们的hashCode()返回值不相等，hashSet将会把它们存储在不同的位置，但依然可以添加成功。
（3）重写hashCode()方法的基本原则
①在程序运行时，同一个对象多次调用hashCode()方法应该返回相同的值。
②当两个对象的equals()方法比较返回为true时，这两个对象的hashCode()方法的返回值也应相等。
③对象中用作equals()方法比较的Field，都应该用来计算hashCode值。
（4）重写equals()方法的基本准则
①当一个类有自己特有的“逻辑相等”概念，当改写equals()的时候，总是要改写hashCode(），根据一个类的equals()方法（改写之后），两个截然不同的实例有可能是在逻辑上是相等的，但是，根据Object.hashCode()方法，它们仅仅是两个对象。
②因此违反了“相等的对象必须具有相等的散列码”。
③结论：复写equals方法的时候一般需要同时复写hashCode方法。通常参与计算hashCode的对象的属性也应该参与到equals()中进行计算。
3.Set实现类之二:LinkedHashSet
（1）LinkedHashSet是HashSet的子类
（2）LinkedHashSet根据元素的hashCode来决定元素的存储位置，但它同时使用双向链表维护元素的次序，这使得元素看起来是以插入顺序保存的。
（3）LinkedHashSet插入性能略低于HashSet，但在迭代访问Set里的全部元素时有很好的性能。
（4）LinkedHashSet不允许集合元素重复
4.Set实现类之三:TreeSet
（1）Tree概述
①Tree是SortedSet接口的实现类，TreeSet可以确保集合元素除余排序状态。
②Tree底层使用红黑树结构存储数据。
③新增的方法：（了解）
>Comparator comparator() >Object higher(Object e)
>Object first() >SortedSet subSet(fromElement,toElement)
>Object last() >SortedSet headSet(toElement)
>Object lower(Object e) >SortedSet taiSet(fromElement)
④Tree两种排序方法：自然排序和定制排序。默认情况下，Tree采用自然排序。
⑤TreeSet和后面的TreeMap采用红黑树的存储结构。特点：有序，查询速度比List快。
（2）排序--自然排序
①自然排序：Tree会调用集合元素的compareTo(Object obj)方法来比较元素之间的大小关系，然后将集合元素按升序（默认情况）排列
②如果试图把一个对象添加到TreeSet时，则该对象的类必须实现Comparable接口
>实现Comparable的类必须实现compareTo(Object obj）方法，两个对象即通过 compareTo(Object obj)方法的返回值来比较大小。
③Comparable的典型实现：
>BigDecimal、BigInteger以及所有的数值型对应的包装类：按它们对应的数值大小进行 比较。
>Character:按字符的unicode值来进行比较。
>Boolean:true对应的包装类实例大于false对应的包装类实例。
>String: 按字符中字符的unicode值进行比较。
>Date、Time:后边的时间、日期比前面的时间、日期大向
④向 TreeSet 中添加元素时，只有第一个元素无须比较compareTo()方法，后面添 加的所有元素都会调用compareTo()方法进行比较。
⑤因为只有相同类的两个实例才会比较大小，所以向 TreeSet 中添加的应该是同 一个类的对象。
⑥对于 TreeSet 集合而言，它判断两个对象是否相等的唯一标准是：两个对象通 过 compareTo(Object obj) 方法比较返回值。
⑦当需要把一个对象放入 TreeSet 中，重写该对象对应的 equals() 方法时，应保 证该方法与 compareTo(Object obj) 方法有一致的结果：如果两个对象通过 equals() 方法比较返回 true，则通过 compareTo(Object obj) 方法比较应返回 0。 否则，让人难以理解。
（3）排序--定制排序
①TreeSet的自然排序要求元素所属的类实现Comparable接口，如果元素所属的类没 有实现Comparable接口，或不希望按照升序(默认情况)的方式排列元素或希望按照 其它属性大小进行排序，则考虑使用定制排序。定制排序，通过Comparator接口来 实现。需要重写compare(T o1,T o2)方法。
②利用int compare(T o1,T o2)方法，比较o1和o2的大小：如果方法返回正整数，则表 示o1大于o2；如果返回0，表示相等；返回负整数，表示o1小于o2。
③要实现定制排序，需要将实现Comparator接口的实例作为形参传递给TreeSet的构造器。
④此时，仍然只能向TreeSet中添加类型相同的对象。否则发生ClassCastException异常
⑤使用定制排序判断两个元素相等的标准是：通过Comparator比较两个元素返回了0。
六.Map接口
1.Map接口概述
① Map与Collection并列存在。用于保存具有映射关系的数据:key-value ，Map 中的 key 和 value 都可以是任何引用类型的数据
② Map 中的 key 用Set来存放，不允许重复，即同一个 Map 对象所对应的类，须重写hashCode()和equals()方法
③ 常用String类作为Map的“键” ，key 和 value 之间存在单向一对一关系，即通过指定的 key 总能找到 唯一的、确定的 value
④ Map接口的常用实现类：HashMap、TreeMap、LinkedHashMap和 Properties。其中，HashMap是 Map 接口使用频率最高的实现类
2.Map接口常用方法
① 添加、删除、修改操作：
> Object put(Object key,Object value)：将指定key-value添加到(或修改)当前map对象中
> void putAll(Map m):将m中的所有key-value对存放到当前map中
> Object remove(Object key)：移除指定key的key-value对，并返回value
> void clear()：清空当前map中的所有数据
② 元素查询的操作：
> Object get(Object key)：获取指定key对应的value
> boolean containsKey(Object key)：是否包含指定的key
> boolean containsValue(Object value)：是否包含指定的value
> int size()：返回map中key-value对的个数
> boolean isEmpty()：判断当前map是否为空 boolean equals(Object obj)：判断当前map和参数对象obj是否相等
③ 元视图操作的方法：
> Set keySet()：返回所有key构成的Set集合
> Collection values()：返回所有value构成的Collection集合
> Set entrySet()：返回所有key-value对构成的Set集合
3.Map实现类之一：HashMap
（1）HashMap概述
①HashMap是Map接口使用频率最高的实现类。
②允许使用null键和null值，与HashSet一样，不保证映射的顺序。
③所有的key构成的集合是Set：无序的、不可重复的。所以，key所在的类要重写equals()和hashCode（）
④所有的value构成的集合是Collection：无序的、可以重复的。所以，value所在的类要重写equals()
⑤一个key-value构成一个entry
⑥所有的entry构成的集合是Set:无序的、不可重复的
⑦HashMap 判断两个key相等的标准是：两个key通过equals()方法返回true，hashCode值也相等。
⑧HashMap 判断两个value相等的标准是：两个value通过equals()方法返回true。
（2）HashMap的存储结构
4.Map实现类之二：LinkedHashMap
（1） LinkedHashMap概述
①LinkedHashMap是HashMap的子类
②在HashMap存储结构的基础上，使用了一堆双向链表来记录添加元素的顺序
③与LinkedHashSet类似，LinkedHashMap可以维护Map的迭代顺序：迭代顺序与Key-Value对的插入顺序一致
（2）LinkedHashMap中的内部类
static class Entry<K,V> extends HashMap.Node<K,V> {
Entry<K,V> before, after;
Entry(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {
super(hash, key,value, next);
}
}HashMap中的内部类
static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
final int hash;
final K key;
V value;
Node<K,V> next;
}5.Map实现类之三：TreeMap
（1）TreeMap存储 Key-Value 对时，需要根据 key-value 对进行排序。 TreeMap 可以保证所有的 Key-Value 对处于有序状态。
（2）TreeSet底层使用红黑树结构存储数据
（3）TreeMap 的 Key 的排序：
>自然排序：TreeMap 的所有的 Key 必须实现 Comparable 接口，而且所有 的 Key 应该是同一个类的对象，否则将会抛出 ClasssCastException
>定制排序：创建 TreeMap 时，传入一个 Comparator 对象，该对象负责对 TreeMap 中的所有 key 进行排序。此时不需要 Map 的 Key 实现 Comparable 接口
（4） TreeMap判断两个key相等的标准：两个key通过compareTo()方法或 者compare()方法返回0。
6.Map实现类之四：Hashtable
（1）Hashtable是个古老的 Map 实现类，JDK1.0就提供了。不同于HashMap， Hashtable是线程安全的。
（2） Hashtable实现原理和HashMap相同，功能相同。底层都使用哈希表结构，查询 速度快，很多情况下可以互用。
（3） 与HashMap不同，Hashtable 不允许使用 null 作为 key 和 value
（4）与HashMap一样，Hashtable 也不能保证其中 Key-Value 对的顺序
（5）Hashtable判断两个key相等、两个value相等的标准，与HashMap一致。
7.Map实现类之五：Properties
（1）Properties 类是 Hashtable 的子类，该对象用于处理属性文件 由于属性文件里的 key、value 都是字符串类型，所以 Properties 里的 key 和 value 都是字符串类型
（2）存取数据时，建议使用setProperty(String key,String value)方法和 getProperty(String key)方法
Properties pros = new Properties();
pros.load(new FileInputStream("jdbc.properties"));
String user = pros.getProperty("user");
System.out.println(user);