集合
前言
集合：集合是java中提供的一种容器，可以用来存储多个数据。集合和数组既然都是容器，它们有啥区别呢？
集合和数组的区别：
数组的长度是固定的。集合的长度是可变的。
数组中存储的是同一类型的元素，可以存储基本数据类型值。集合存储的都是对象。而且对象的类型可以不一致。在开发中一般当对象多的时候，使用集合进行存储。
集合概述
（1）集合是存储其他对象的特殊对象。可以将集合当做一个容器。
（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。
集合框架
Collection：单列集合类的根接口，用于存储一系列符合某种规则的元素，它有两个重要的子接口，分别是java.util.List和java.util.Set。
List的特点是元素有序、元素可重复。
Set的特点是元素无序，而且不可重复。
List接口的主要实现类有java.util.ArrayList和java.util.LinkedList，
Set接口的主要实现类有java.util.HashSet和java.util.TreeSet。
12.2 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（功能）。
集合框架定义了一些接口，它们决定了集合类的本质特性。具体的集合类只是提供了标准接口的不同实现。
| 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(对象列表) |
| Set | 扩展Collection，以处理组，组中的元素必须唯一 |
注意：
Set类型的集合（实现Set接口的类）称为集，有些资料称为组，其特点是组中的元素必须唯一。
12.2.1 Collection接口
Collection接口是构建集合框架的基础，Collection是泛型接口，其声明如下：
interface Collection，
其中，E指定了集合将存储的对象类型。
提示：
l 集合中只能存储对象，不能存基本类型。
l 使用泛型的优点是在编译时可以检查元素的类型，从而更加安全。
Collection接口扩展了Iterable接口。这意味着所有集合都可以使用for-each风格的for循环进行遍历。
| 方 法 | 描 述 |
| boolean add(E obj) | 将obj添加到调用集合。 |
| boolean addAll(Collection 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 iterator() | 返回调用集合的一个迭代器 |
| containAll(Collection c) |
提示：
1、Collection接口中没有提供修改元素的方法。
2、Collection接口的父接口是Iterable接口，实现了Iterable接口的类是可以迭代的。
Collection 常用功能
Collection是所有单列集合的父接口，因此在Collection中定义了单列集合(List和Set)通用的一些方法，这些方法可用于操作所有的单列集合。方法如下：
public boolean add(E e)： 把给定的对象添加到当前集合中 。 public void clear() :清空集合中所有的元素。 public boolean remove(E e): 把给定的对象在当前集合中删除。 public boolean contains(E e): 判断当前集合中是否包含给定的对象。 public boolean isEmpty(): 判断当前集合是否为空。 public int size(): 返回集合中元素的个数。 public Object[] toArray(): 把集合中的元素，存储到数组中。
import java.util.ArrayList; import java.util.Collection; public class Demo1Collection { public static void main(String[] args) { // 创建集合对象 // 使用多态形式 Collection<String> coll = new ArrayList<String>(); // 使用方法 // 添加功能 boolean add(String s) coll.add("小李广"); coll.add("扫地僧"); coll.add("石破天"); System.out.println(coll); // boolean contains(E e) 判断o是否在集合中存在 System.out.println("判断 扫地僧 是否在集合中"+coll.contains("扫地僧")); //boolean remove(E e) 删除在集合中的o元素 System.out.println("删除石破天："+coll.remove("石破天")); System.out.println("操作之后集合中元素:"+coll); // size() 集合中有几个元素 System.out.println("集合中有"+coll.size()+"个元素"); // Object[] toArray()转换成一个Object数组 Object[] objects = coll.toArray(); // 遍历数组 for (int i = 0; i < objects.length; i++) { System.out.println(objects[i]); } // void clear() 清空集合 coll.clear(); System.out.println("集合中内容为："+coll); // boolean isEmpty() 判断是否为空 System.out.println(coll.isEmpty()); } }
12.2.2 List接口
List作为Collection集合的子接口，不但继承了Collection接口中的全部方法，而且还增加了一些根据元素索引来操作集合的特有方法，如下：
public void add(int index, E element): 将指定的元素，添加到该集合中的指定位置上。
public E get(int index):返回集合中指定位置的元素。
public E remove(int index): 移除列表中指定位置的元素, 返回的是被移除的元素。
public E set(int index, E element):用指定元素替换集合中指定位置的元素,返回值的更新前的元素。
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。列表可以包含重复的元素。其声明如下：
interface List
| 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 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 listIterator() | 返回一个迭代器，该迭代器从列表的开头开始 |
| ListsubList(int start,int end) | 返回一个子列表。 |
注意：
List接口中操作元素的方法许多都提供了index参数，这是与Collection接口中所提供相关方法的主要区别。
12.2.4 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。如果为集合添加重复的元素，add()方法会返回false。声明如下：
interface Set
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。
Set集合有多个子类，主要使用java.util.HashSet、java.util.LinkedHashSet这两个集合。
// Set集合取出元素的方式可以采用：迭代器、增强for。
// 不能用普通的for循环，因为是无序的，没有U索引/下标。
interface SortedSet
SortedSet定义了一些便于进行集合处理的方法。例如，为了获得集合中的第一个对象，可以调用first()方法。为了得到最后一个元素，可以使用last()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。
注意：
Set相关接口表示的集合没有索引的概念。
12.3 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。 |
12.3.1 Arraylist类
ArrayList实现了List接口。ArrayList集合数据存储的结构是数组结构。本质上是元素为对象引用的长度可变的数组。
元素增删慢，查找快，由于日常开发中使用最多的功能为查询数据、遍历数据，所以ArrayList是最常用的集合。
构造方法：
l ArrayList( ) //长度取默认值 10
l 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。
12.3.2 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 c)
ArrayList（顺序列表）
List listname = new ArrayList();
LinkedList（链式列表）
List listname = new LinkedList();
ArrayList与LinkedList的区别：
1、ArrayList是基于数组结构的集合，有容量的概念；LinkedList是基于链表结构的集合，没有容量的概念
2、对于随机访问（get和set方法），ArrayList优于LinkedList，因为LinkedList要移动指针。
3、对于新增和删除操作（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。
4、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。
12.3.3 HashSet
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，即使是对于比较大的集合也是如此。
HashSet( ) //默认容量是16
HashSet(int capacity)
HashSet(int capacity, float fillRatio) //填充率：0.0-1.0之间，默认0.75
HashSet(Collection c)
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。
初始容量 倒是好理解，顾名思义，初始容量只是哈希表在创建时的容量，那么** 加载因子** 到底是表示什么意思呢？
如果按术语来讲： 加载因子是哈希表在其容量自动增加之前可以达到多满的一种尺度。如果当哈希表中的条目数超出了加载因子与当前容量的乘积时,则要对该哈希表进行rehash()操作,从而哈希表将具有大约两倍的桶数。
还不是很懂？？？
其实说白了加载因子 就是一个比例值。
例子：
比如说向水桶中装水，此时HashMap就是一个桶， 这个桶的容量就是加载容量，而加载因子就是你要控制向这个桶中倒的水不超过水桶容量的比例，比如加载因子是0.75 ，那么在装水的时候这个桶最多能装到3/4 处，超过这个比例时，桶会自动扩容。因此，这个桶最多能装水 = 桶的容量 * 加载因子。
如果桶的容量是16，加载因子是0.75 那么你的桶最多能装16*0.75 = 12的水，如果你装了12的水还想继续装水，那么就该用大一点的桶，调用rehash就是负责增加桶的容量的方法，当然这个rehash这个方法是内部调用的。
12.3.4 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。
12.3.4 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：
1、Set中的元素无序不能重复，List中的有序元素可以重复。
2、List有索引（下标）的概念，Set没有索引的概念。
3、对于Set表示的集合，通常是遍历操作，没有get()和set()方法。
注意：
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。
注意：
HashSet是无序的，LinkedHashSet和TreeSet是有序的。
集合遍历
12.4.1 Iterable接口
实现了Iterable接口的类是可以遍历的。因为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，所以所有集合类都是可以遍历的。
Iterable接口只定义了一个方法：
Iterator iterator() //返回迭代器对象
既然所有集合都实现了Iterable接口，所以所有集合类都重写了iterator()方法以返回一个迭代器对象。
12.4.2 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，该接口定义了一下方法：
l boolean hasNext() 如果迭代还有更多的元素则返回true
l T next() 返回下一个元素
l void remove() 删除迭代器返回的元素
提示：
从Iterator接口定义的方法不难看出Iterator只能从前向后进行遍历。
12.4.3 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 listIterator() 该迭代器从列表的开头开始
ListIterator 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。
l boolean hasNext()
l Boolean hasPrevious()
l E next()
l int nextIndex()
l E previous()
l int previousIndex()
12.4.1 使用迭代器
通常，为了使用迭代器遍历集合的内容，需要以下步骤：
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。
对于实现了List接口的集合，还可以调用listIterator()获取迭代器。列表迭代器提供了向前和向后两个方向访问集合的能力，并且允许修改元素。
12.4.2 增强的for循环
如果不修改集合的内容，也不以反向获取元素，则使用for-each版的for循环遍历集合通常比使用迭代器更方便。
迭代器与增强的for循环之间的区别：
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。
可以使用增强的for循环遍历数组，但是数组不支持迭代器。
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。
12.5 Collections工具类
12.5.1 Collections类里面包括动态、有序、可变大小的一维数组Vector与ArrayList。
Collections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
12.6 遗留的集合类和接口（选）
在集合之前，Java提供了特定的类，存储和管理对象组，例如Dictionary、Vector、Stack和Properties。
早期版本的java.util包没有包含集合框架。反而，定义了几个类和接口，提供存储对象的专门方法。当添加集合时(由J2SE 1.2添加)，对几个原始类进行了重新设计，以支持集合接口。因此，从技术上讲它们现在是集合框架的组成部分。
前面介绍的所有现代集合类都不是同步的，但是所有遗留类都是同步的。
12.5.1 Vector类
现在Vector类实现了动态数组，与ArrayList类似，也实现List接口。但有如下区别：
l Vector实现同步，线程安全。ArrayList没有实现线程安全。
l Vector性能比ArrayList低。
l 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%.
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