Java中的集合框架（JCF）

Posted 2021-06-01 SSimeng

Java中的集合

• 一、容器框图
• 二、集合的的基本概念
• 三、集合
• • 1、List集合(有序、可重复)
  • • (1) ArrayList类
    • (2) LinkedList类
    • (3) Vector类
    • (4) Stack（栈）后进先出
  • 2、Queue集合
  • 3、Set集合（无序且不重复）
  • 4、Map集合

一、容器框图

二、集合的的基本概念

Java中集合类被定义在Java.util包中,可以存储数据和对象，因此也被称为“容器”。
常见的有四种集合：List、Queue、Set、Map。

三、集合

1、List集合(有序、可重复)

(1) ArrayList类

（1）ArrayList是使用最广泛的List实现类，内部数据结构是基于数组实现的，提供了对List的增加（add）、删除（remove）和访问（get）操作。
（2）由于ArrayList是基于数组实现的，因此元素必须连续存储，当需要在中间位置插入或删除远古三时，需要将待插入的位置后面的元素全部移动。
（3）因此ArrayList不适合随机插入和删除的操作，更适合随机查找和遍历。

特点：基于数组实现，增删慢，查询快，线程不安全。

ArrayList源码细节：
（1）初始集合大小为0，第一次添加数据时变成10。
（2）当即将超过容量时（size+1>length）就扩容当前容量的1.5倍。
（3）最大长度（size): Integer.Max_Value-8。

代码示例：

import java.util.ArrayList;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;//List集合是在util工具包下

public class ArrayListDemo {
	public static void main(String[] args) {
		List<Integer> list=new ArrayList<Integer>();//创建ArrayList对象
		List<Integer> list2=new LinkedList<Integer>();//创建LinkedList对象
		//测试ArrayList的常用API：
		//往集合1中添加元素
		list.add(1);
		list.add(2);
		//往集合2中添加元素
		list2.add(3);
		list2.add(4);
		//arraylist中addAll方法可以添加其他类型的对象，在这里我添加了LinkedList对象
		list.addAll(list2);
		System.out.println(list.contains(1));//list1中是否包含这个对象
		list.set(0, 99);//将list中第一个元素的值改成99
		list.remove(0);//删除list中的第0个元素
		list.get(0);//通过下标来返回集合中的元素
		list.isEmpty();//判断list是否为空
		list.clear();//清空list中的元素
	}
}

(2) LinkedList类

（1）LinkedList采用双向链表结构存储元素。
（2）在插入和删除操作时，对数据的修改较小，因此随机插入和删除效率高。
（3）但在对其遍历时，需要从链表的头部遍历到该链表尾部，因此随机访问速度很慢。
（4）因此LinkedList不适合遍历和访问的操作，更适合随机插入和删除的操作。

特点：基于双向链表实现，增删快，查询慢，线程不安全。

import java.util.ArrayList;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;//List集合是在util工具包下

public class ArrayListDemo {
	public static void main(String[] args) {
		List<Integer> list=new ArrayList<Integer>();//创建ArrayList对象
		List<Integer> list2=new LinkedList<Integer>();//创建LinkedList对象
		list.add(1); 
	    list.add(2); 
		list2.add(1);
		list2.add(2);//添加元素
		list2.addAll(list);//将list容器添加到list2 中
		Iterator<Integer> iterator=list2.iterator();//得到lsit2的迭代器，指向list2
		while(iterator.hasNext()) {
			System.out.print(iterator.next()+" ");//遍历输出list2中的元素          
			//结果：1,2,1,2
		}
	
		list2.get(0);//得到下标为0的元素
		list2.remove(0);//移除0这个元素
		list2.set(1, 99);//修改元素，1，为下标
		list2.clear();//清除
	}
}

(3) Vector类

（1）Vector和ArrayList一样，基于数组实现。
（2）Vector支持线程同步（即同一时刻只允许一个线程对Vector进行操作），以保证多线程环境下的安全性。
（3）因为需要不停的对Vector进行加锁和释放锁操作，因此Vector的读写效率在整体上比ArrayList低。

特点：基于数组实现，增删慢，查询快，线程安全。

(4) Stack（栈）后进先出

import java.util.Stack;

public class StackDemo{
	public static void main(String[] args) {
		Stack<Integer> stack=new Stack<Integer>();
		stack.push(1);
		stack.push(2);//入栈
		stack.peek();//返回栈顶元素
		stack.pop();//返回栈顶元素并出栈
		stack.isEmpty();
		stack.size();//栈顶元素个数
	}

}

2、Queue集合

队列（先进先出）：是一种特殊的线性表，只允许在其一端进行插入操作(队尾）在其另一端进行删除操作（队头）。

import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;

public class QueueDemo {
	public static void main(String[] args) {
		Queue<Integer> q= new LinkedList<Integer>() ;
		q.offer(1);
		q.offer(2);//入队列
		q.isEmpty();//为空？
		q.peek();//返回队头的元素
		q.poll();//返回队头元素并出队列
		q.size();//队列的长度
	}
}

3、Set集合（无序且不重复）

（1）Set适用于存储无序且值不相等的元素。对象的相等本质上试对象的hashCode是否相等。
（2）有三种实现：HashSet（HashMap实现）、TreeSet（二叉树实现）、LinkHashSet（继承HashSet，HashMap实现数据存储，双向链表记录顺序）
注意：判断两个对象是否相等，要判断hashCode相等，并且equals()方法返回值为true才能证明两个对象相等。

import java.util.HashSet;
import java.util.Set;

public class SetDemo {
	public static void main(String[] args) {
		Set<Integer> set = new HashSet<Integer>();// 实例化set集合
		set.add(1);
		set.add(2);//[1,2]
		System.out.println(set.contains(1));//true
		System.out.println(set.isEmpty());//set为空？false
		set.remove(1);//删除这个值的元素
		System.out.println(set);//[2]
	}
}

4、Map集合

1. HashMap：数组+链表存储数据，线程不安全。
key和value均可以为null。
HashMap的常用参数：
（1）capacity：当前数组的容量，默认为16。每次扩容2倍。
（2）loadFactor:负载因子，默认为0.75.当超过当前容量的0.75时，map就会自动扩容。
（2）threshold:扩容的阈值。等于capacity*loadFactor。
注意：HashMap的内部是一个数组，数组中的每个元素都是一个单向链表。为了减少链表遍历的次数，Java8进行了优化，将数组结构修改Wie数组+链表或红黑树。当链表中的元素超过8个之后，HashMap会将链表结构转换\\成红黑树来提高查询效率。

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class HashMapDemo {
	public static void main(String[] args) {
		Map<Integer, String> map=new HashMap<Integer,String>();
		map.put(1, "red");
		map.put(2, "green");
		map.put(null, "color");
		map.put(3,null);
		System.out.println(map);
		map.containsKey(1);//包括这个键吗
		map.get(2);//返回key为2的value
		map.isEmpty();
		map.remove(1);//移除key为1的元素
	}
}