Java中的集合框架大总结

Posted 2021-03-11 1994jinnan

直接上图：

 

从上面的集合框架图可以看到：Java集合框架主要包括两种类型的容器，一种是集合（Collection），存储一个元素集合；另一种是图（Map），存储键/值对映射。Collection接口又有两个子接口，List和Set，再下面是一些抽象类，最后是具体实现类，常用的有ArrayList、LinkedList、HashSet、LinkedHashSet、HashMap、LinkedHashMap等等。

集合框架是一个用来代表和操纵集合的统一框架。所有的集合框架都包含如下内容：

接口：是代表集合的抽象数据类型。例如：Collection、List、Set、Map等。之所以定义多个接口，是为了以不同的方式操作集合对象。

实现（类）：是集合接口的具体实现。从本质上讲，它们是可重复使用的数据结构，例如：ArrayList、LinkedList、HashSet、HashMap。

除了集合，该框架也定义了几个Map接口和类。Map里存储的是键/值对。尽管Map不是集合，但是它们完全整合在集合中。Java集合框架提供了一套性能优良，使用方便的接口和类，Java集合框架位于java.util包中，所以当使用集合框架的时候需要进行导包。

一、集合接口：

1.Collection

Collection是最基本的集合接口，一个Collection代表一组Object，即Collection的元素，Java不提供直接继承自Collection的类，只提供继承于Collection的子接口（如List和Set），Collection接口存储一组不唯一，没有顺序的对象。

2.List

List接口是一个有顺序的Collection，使用此接口能够精确地控制每个元素插入的位置，能够通过索引（元素在List中的位置，类似于数组的下标）来访问List 中的元素，第一个元素的索引为0，而且允许有相同的元素。List接口存储一组不唯一，有序（插入顺序）的对象。

3.Set

Set具有与List完全一样的接口，只是行为上不同，Set不保存重复的元素。Set接口存储一组唯一，无序的对象。

4.Map

Map接口存储一组键值对对象，提供key（键）到value（值）的映射。

5.Map.Entry

Map.Entry描述在一个Map中的一个元素（键/值对），是一个Map的内部接口。

二、Set和List的区别：

1.Set接口实例存储的是无序的，不重复的数据。List接口实例存储的是有序的，可以重复的元素。

2.Set检索效率低下，删除和插入效率高，插入和删除不会引起元素位置的改变，实现类有HashSet，TreeSet。

3.List和数组类似，可以动态增长，根据实际存储的数据的长度自动增长List的长度。查找元素效率高，插入删除效率低，因为会引起其他元素位置改变，实现类有ArrayList，LinkedList，Vector。

三、集合实现类

1.AbstractCollection：实现了大部分的集合接口。

2.AbstractList：继承于AbstractCollection并且实现了大部分List接口。

3.LinkedList：该类实现了List接口，允许有null元素。主要用于创建链表数据结构，LinkedList查找效率低。

4.ArrayList：该类也是实现了List的接口，实现了可变大小的数组，随机访问和遍历元素时，提供更好地性能。

5.AbstractSet：继承于AbstractCollection并且实现了大部分Set接口。

6.HashSet：该类实现了Set接口，不允许出现重复元素，不保证集合中元素的顺序，允许包含值为null的元素，但最多只能有一个。

7.LinkedHashSet：具有可预知迭代顺序的Set接口的哈希表和链表列表实现。

8.TreeSet：该类实现了Set接口，可以实现排序等功能。

9.AbstractMap：实现了大部分的Map接口。

10.HashMap：HashMap是一个散列表，它存储的内容是键值对（key-value）映射。该类实现了Map接口，根据键的HashCode值存储数据，具有很快的访问速度，最多允许一条记录的键为null，不支持线程同步。

11.TreeMap：继承了AbstractMap，并且使用一棵树。

12.LinkedHashMap：继承于HashMap，使用元素的自然顺序对元素进行排序。

13.Vector：该类和ArrayList非常相似，但是该类是同步的，可以用在多线程的情况，该类允许设置默认的增长长度，默认扩容方式为原来的2倍。

14.HashTable：HashTable是Dictionary（字典）类的子类，位于java.util包中。

四、迭代器的使用（遍历集合）

1、遍历ArrayList

/**
 * 采用不同的方法遍历ArrayList集合
 * 其中采用迭代器的方法可以不用担心在遍历的过程中会超出集合的长度
 *
 */
public class TestArrayList {
 public static void main(String[] args) {
 List<String> list = new ArrayList<>();
 list.add("吴永吉");
 list.add("吴宇涛");
 list.add("吴旭东");
 
 //第一种遍历：使用普通for
 System.out.println("第一种遍历：");
 for(int i=0;i<list.size();i++) {
 System.out.println(list.get(i));
 }
 
 //第二种遍历：使用foreach
 System.out.println("第二种遍历：");
 for(String str:list) {
 System.out.println(str);
 }
 
 //第三种遍历：将list转换为数组相关的内容进行遍历
 System.out.println("第三种遍历：");
 String[] strArray = new String[list.size()];
 list.toArray(strArray);
 for(String str:strArray) {
 System.out.println(str);
 }
 
 //第四种遍历：使用迭代器进行遍历
 System.out.println("第四种遍历：");
 Iterator<String> iter = list.iterator();
 while(iter.hasNext()) { //判断下一个元素之后是否有值
 System.out.println(iter.next());
 }
 }
}

2、遍历HashSet

/**
 * 采用不同的方法遍历HashSet集合
 *
 */
public class TestHashSet {
 public static void main(String[] args) {
 Set<String> set = new HashSet<>();
 set.add("吴永吉");
 set.add("吴宇涛");
 set.add("吴旭东");
 
 //第一种遍历：使用foreach
 System.out.println("第一种遍历：");
 for(String str:set) {
 System.out.println(str);
 }
 
 //第二种遍历：将set转换为数组相关的内容进行遍历
 System.out.println("第二种遍历：");
 String[] strArray = new String[set.size()];
 set.toArray(strArray);
 for(String str:strArray) {
 System.out.println(str);
 }
 
 //第三种遍历：使用迭代器进行遍历
 System.out.println("第三种遍历：");
 Iterator<String> iter = set.iterator();
 while(iter.hasNext()) { //判断下一个元素之后是否有值
 System.out.println(iter.next());
 }
 }
}

　3、遍历HashMap

/**
 * 采用不同的方式遍历HashMap集合
 *
 */
public class TestHashMap {
 public static void main(String[] args) {
 Map<Integer,String> map = new HashMap<>();
 map.put(1, "吴永吉");
 map.put(2, "吴宇涛");
 map.put(3, "吴旭东");
 
 //第一种遍历：使用Map.keySet遍历key和value
 System.out.println("第一种遍历：");
 for(Integer key:map.keySet()) {
 System.out.println("key:"+key+",value:"+map.get(key));
 }
 
 //第二种遍历：通过Map.entrySet使用iterator遍历key和value
 System.out.println("第二种遍历：");
 Iterator<Map.Entry<Integer, String>> iter = map.entrySet().iterator();
 while(iter.hasNext()) {
 Map.Entry<Integer,String> entry = iter.next();
 System.out.println("key:"+entry.getKey()+",value:"+entry.getValue());
 }
 
 //第三种遍历：通过Map.entrySet遍历key和value
 System.out.println("第三种遍历：");
 for(Map.Entry<Integer,String> entry:map.entrySet()) {
 System.out.println("key:"+entry.getKey()+",value:"+entry.getValue());
 }
 
 //第四种遍历：通过Map.values()遍历所有的value，但不能遍历key
 System.out.println("第四种遍历：");
 for(String str:map.values()) {
 System.out.println("value:"+str);
 }
 }
}

五、总结：

Java集合框架为程序员提供了预先包装的数据结构来操纵它们，集合是一个对象，可容纳其它对象的引用。集合接口声明对每一种类型的集合可以执行相应的操作。集合框架的类和接口均在java.util包中。在使用泛型的情况下，泛型中的数据类型会限制集合中相应的数据类型，所以在取出时就是泛型中规定的数据类型；当没有使用泛型时，有任何对象加入集合类后，会自动转变为Object类型，所以在取出的时候，需要进行强制类型转换。

来源：http://www.1994july.club/