Java 集合：（一）集合框架概述

一、集合框架概述

　　1、为什么要使用集合？

　　　　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，可以动态地把多个对象的引用放入容器中。

　　　　不管是哪一种数据结构，其实本质上都是容器来着，就是用来装对象的。因此，我们就要搞清楚两点：（1）如何存储（2）存储特点

　　2、数组

　　　　（1）数组结构

• 　逻辑结构：线性的
•     物理结构：顺序的存储结构
•     申请内存：一次申请一大段连续的空间，一旦申请到了，内存就固定了
•     存储特点：所有数据存储在这个连续的空间中，数组中的每一个元素都是一个具体的数据（或对象），所有数据都紧密排布，不能有间隔。

　　　　（2）如图所示：

　　　　　　

　　　　　　

　　　　（3）常用操作

　　　　　　　　a、查询：每一个元素都有一个数值下标，可以通过下标瞬间定位到某个元素

　　　　　　 b、增加：

• • • • 　先使用 total 变量辅助记录实际存储元素个数
      •    从尾部增加：数组名[total++]=新元素
      •    从其他位置插入：先把index位置开始所有元素后移，然后数组名[index]=新元素

　　　　　　c、删除：先把index后面的元素前移，然后数组名[total--]=null

　　　　　　d、修改： 直接数组名[index]=新元素

　　　　（4）优缺点：

　　　　　　优点：按索引查询效率高

　　　　　　缺点：添加/删除效率低，因为都涉及到移动元素；无法直接获取有效元素的个数，需要total来辅助

　　　　　　如图所示：

　　　　　　

　　　　　　

　　3、数组和集合对比

　　　　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时的类型

　　　　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，不便于扩展

　　　　　　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

　　　　　　④ 数组中提供的方法非常有限，对于添加、删除、插入数据等操作，非常不便，同时效率不高

　　　　　　⑤  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。

　　　　Java 集合类可以用于存储数量不等的多个对象，还可用于保存具有映射关系的关联数组。

 

二、集合的使用场景

　　1、使用场景

　　　

三、集合框架

　　1、集合框架

　　　　为了可以满足用户数据更多种的逻辑关系，而设计的一系列的不同于数组的可变的聚合的抽象数据类型。这些接口和类在java.util包中，因为类型很丰富，因此我们通常称为集合框架集。

　　2、分类

　　　　Java 集合可分为 Collection 和 Map 两种体系

　　　　　　Collection接口：单列数据，定义了存取一组对象的方法的集合

　　　　　　　　List：元素有序、可重复的集合

　　　　　　　　Set：元素无序、不可重复的集合

　　　　　　Map接口：双列数据，保存具有映射关系“key-value对”的集合

　　　　Collection 接口继承树：

　　　　　　

 

　　　　　　

 

　　　　Map 接口继承树：

　　　　

　　　　

 

 

　　3、集合系列框架

　　　　

 

四、结构说明

 　　1、Collection接口：层次结构中的根接口。Collection 表示一组对象，这些对象也称为 Collection 的元素。一些 Collection 允许有重复的元素，而另一些则不允许。一些 Collection 是有序的，而另一些则是无序的。JDK 不提供此接口的任何直接实现：它提供更具体的子接口（如 Set 和 List、Queue）实现。此接口通常用来传递 Collection，并在需要最大普遍性的地方操作这些 Collection。

　　　　（1）List：有序的 collection（也称为序列）。此接口的用户可以对列表中每个元素的插入位置进行精确地控制。用户可以根据元素的整数索引（在列表中的位置）访问元素，并搜索列表中的元素。

　　　（2）Queue：队列通常（但并非一定）以 FIFO（先进先出）的方式排序各个元素。不过优先级队列和 LIFO 队列（或堆栈）例外，前者根据提供的比较器或元素的自然顺序对元素进行排序，后者按 LIFO（后进先出）的方式对元素进行排序。

　　　（3）Set：一个不包含重复元素的 collection。更确切地讲，set 不包含满足 e1.equals(e2) 的元素对 e1 和 e2，并且最多包含一个 null 元素。正如其名称所暗示的，此接口模仿了数学上的 set 抽象。

　　　　　　　SortedSet 进一步提供关于元素的总体排序 的 Set。这些元素使用其自然顺序进行排序，或者根据通常在创建有序 set 时提供的 Comparator进行排序。该 set 的迭代器将按元素升序遍历 set。提供了一些附加的操作来利用这种排序。

　　2、Map接口：将键映射到值(key,value)的对象。一个映射不能包含重复的键；每个键最多只能映射到一个值。 Map 接口提供三种collection 视图，允许以键集、值集或键-值映射关系集的形式查看某个映射的内容。映射顺序 定义为迭代器在映射的 collection 视图上返回其元素的顺序。某些映射实现可明确保证其顺序，如 TreeMap 类；另一些映射实现则不保证顺序，如 HashMap 类。

　　　　　SortedMap接口：进一步提供关于键的总体排序 的 Map。该映射是根据其键的自然顺序进行排序的，或者根据通常在创建有序映射时提供的 Comparator 进行排序。

五、