集合的好处

之前保存多个数据的时候一直都是用的数组，但是数组

  1. 长度开始时必须指定，而且一旦指定，不能更改
  2. 保存的必须为同一类型的元素
  3. 使用数组进行增加/删除元素时比较麻烦

但是集合避免了这些缺点，可以动态保存任意多个对象。

常用的集合主要可以分为两类

  1. 单列集合Collection
    • List：ArrayList、LinkedList、Vector
    • Set：HashSet、TreeSet
  2. 双列集合Map：HashMap、TreeMap、Hashtable、Properties

Collection

Collection是一个接口，不可以实例化。该类提供了一些通用方法，供实现该接口的类使用。

  1. size：集合中元素个数
  2. isEmpty：检查集合是否为空
  3. clear：清空集合

List

List实现了Collection接口，除了通用方法外，还含有：

  1. add（i,b)：把b元素添加到集合的i位置
  2. addAll(i,b)：从i位置开始，把b中所有元素添加进来
  3. get(i)：得到i位置上的元素
  4. indexOf(a)/lastIndexOf(a)：返回a在List中第一次/最后一次出现的位置
  5. remove(i)：移除并返回i位置上的元素
  6. set(i,a)：将位置i上的元素替换成a
  7. subList(i,j)：返回集合下标[i,j)的子集

ArrayList的扩容机制：当实例化对象时，可以指定大小。如果使用的无参构造器，则初始化大小为0，添加元素时，扩容为10。无论是否指定了初始大小，如果需要再次扩容，则每次扩充为原大小的1.5倍。

Vector的扩容机制：当实例化对象时，可以指定大小。如果使用无参构造器，则初始化大小为10。如果需要扩容则按照两倍扩容。

Vector相比于ArrayList效率较低，但是Vector在源码中添加了synchronized修饰，保证了线程安全，因此在开发中，需要线程同步安全时，要考虑Vector。

LinkedList：本质是双向链表，具有双向链表的一切特性，头尾部增删很快，改查很慢，不适合改查操作多的环境。

Set

集合内元素唯一，且不能通过索引查找，遍历顺序不能保证与插入顺序一致。可以使用add、remove方法。

HashSet

  • HashSet的底层是HashMap
  • 添加一个元素时，先得到hash值，使用hash值转化成索引值
  • 找到存储数据表table，看这个索引位置是否有已经存放的元素，如果没有就加入，如果有并且元素不同（使用equals比较），就添加到最后
  • 在jdk8中，如果一条链表长度超过TREEIFY_THRESHOLD（默认是8），并且table大小≥MIN_TREEIFY_CAPACITY（默认是64），就会变成红黑树。
  • 第一次添加元素时，table数组扩容到16，临界值=threShold*loadFactor=最大长度*0.75=16*0.75=12
  • 如果数组长度到了临界值，就会再次进行扩容，容量=当前最大长度*2，直到达到了树化条件，新的临界值=最大长度*0.75
  • 如果想保证元素的遍历顺序等于插入顺序，可以使用LinkedHashSet。

TreeSet

TreeSet是即有序集合，底层基于红黑树，能够确保集合元素按照升序或降序排列。

相比于HashSet新增的方法有：

  1. firse/last：获取第一个/最后一个元素
  2. floor(a)/ceiling(a)：获取小于等于/大于等于a的最大/最小元素

Map

Map与Collection并列存在，用于保存具有映射关系的数据：键值对。Map中的key和value可以是任何引用类型的数据，会封装到HashMap$Node对象中。

Map接口常用方法：

  1. put(key, value)：添加键值对
  2. remove()：根据键删除映射关系
  3. get(key)：根据键获取值
  4. size：获取元素个数
  5. isEmpty：判断Map是否为空
  6. clear：清空
  7. containsKey：查找键是否存在
  8. keySet：返回所有键的集合

HashMap键值对的两种遍历方法：

public class Test{
    public Map<String, Integer> hashMap = new HashMap<>();
    public static void main(String[] args){
        // 1.遍历键，找到值
        for (String key: hashMap.keySet()){
            int value = hashMap.get(key);
            System.out.println(key + ": " + value);
        }
        // 2.使用entrySet获取键值对
        for (Map.Entry<String, Integer> entry : hashMap.entrySet()) {
            String key = entry.getKey();
            int value = entry.getValue();
            System.out.println(key + ": " + value);
        }
    }
}

HashMap没有实现同步，不保证线程安全。

HashTable与HashMap使用的方法基本一致，区别在于：

  1. HashTable的键和值都不能为null，否则会报空指针异常
  2. HashTable是线程安全的，多个线程不能同时修改HashTable中的内容
  3. HashTable在性能上比HashMap略差

Properties类是用于处理属性文件的类，继承自HashTable类，并实现了Map接口，特点与HashTable类似。Properties主要用于从properties文件中加载数据到Properties类对象，并进行读取和修改。

方法：

  1. setProperty(key, value)：添加属性
  2. getProperty(key)：获取属性
  3. load：加载属性文件
  4. store：保存属性文件

TreeMap即有序键值对，可以保证插入的键有序排列，方法与HashMap大致相同，但是TreeMap不允许键为null，只允许值接null。

Collections工具类

Collections是一个操作Set、List、Map等集合的工具类，其中提供了一系列的static方法对元素进行排序、查询和修改等操作。

主要方法：

  1. sort：对List进行升序排序，其中可以编写比较器对List指定排序方法
  2. shuffle：打乱List中元素的顺序
  3. reverse：对List进行翻转
  4. swap：交换List中两个元素的位置
  5. max/min：返回集合中最大/最小的元素
  6. frequency(Collection, Object)：返回Collection集合中Object的出现次数