JAVA集合一之集合简介（Collection,List,Set）
在编写JAVA程序中，我们经常会遇到需要保存一组数据对象，此时，我们可以采用对象数组来进行多个对象的保存，但对象数组存在一个最大的问题即在于长度上的限制，如果说我们现在要保存一组对象，但是我们并知道数组对象到底有多少个的时候，那么此时就遇到了困难，因此为了解决此问题，在JDK1.2中，提出了类集框架的概念，并在JDK1.5中对此框架进行了修改，加入了泛型的支持，从而保证了操作的安全性。而在整个集合中，提供了几个集合核心操作的接口，分别为：Collection、Set、List、Enumeration、Iterator、ListIterator等。
1）单值保存的最大父接口：Collection
所谓的单值保存指的是每次操作只保存一个对象，每次增加只增加一个对象，而在Collection接口之中定义了如下几个常用的方法：
package com.njupt.study.collection; import java.util.Iterator; public interface Collection<E> extends Iterable<E>{ /** * 增加数据 * @param e * @return */ boolean add(E e); /** * 删除指定的元素 * @param o * @return */ boolean remove(Object o); /** * 清除数据 */ void clear(); /** * 判断集合是否为空 * @return */ boolean isEmpty(); /** * 获取元素的个数 * @return */ int size(); /** * 查找一个数据是否存在 * @param o * @return */ boolean contains(Object o); /** * 将集合变为对象数组后返回 * @return */ Object[] toArray(); /** * 将集合变为指定类型的对象数组 * @param <T> * @param a * @return */ <T> T[] toArray(T[] a); /** * 为Iterator接口实例化,来源于父类接口Iterable */ Iterator<E> iterator(); }
Collection接口本身在开发之中并不会直接的去使用，而在开发之中往往会使用两个子接口：List、Set。
2）允许重复的子接口：List
List接口是Collection接口的子接口，是有序的 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。
public interface List<E>extends Collection<E>
List接口对Collection接口进行了大量的扩充操作，而主要的扩充方法有如下几个：
public interface List<E> extends Collection<E> { /** * 返回指定位置上的数据 * @param index * @return */ E get(int index); /** * 修改指定位置上的数据 * @param index * @param element * @return */ E set(int index, E element); /** * 为ListIterator接口实例化 * @return */ ListIterator<E> listIterator(); }
List本身也是一个接口，所以如果要想使用这个接口就必须有子类，实现List接口的集合主要有：ArrayList、LinkedList、Vector、Stack。
- ArrayList：
在List接口里面ArrayList子类的使用几率是最高的，一般List接口实例化，一般想到的为ArrayList。
1 package com.njupt.study.collection; 2 3 import java.util.ArrayList; 4 import java.util.List; 5 6 class Student 7 { 8 private String name; 9 10 private int age; 11 12 public Student(){}; 13 14 public Student(String n,int a) 15 { 16 this.name = n; 17 this.age = a; 18 } 19 20 public String getName() { 21 return name; 22 } 23 24 public void setName(String name) { 25 this.name = name; 26 } 27 28 public int getAge() { 29 return age; 30 } 31 32 public void setAge(int age) { 33 this.age = age; 34 } 35 36 } 37 38 39 public class Demo02 { 40 41 public static void main(String[] args) { 42 List<Student> list = new ArrayList<Student>(); 43 44 list.add(new Student("zhangsan",18)); 45 46 list.add(new Student("lisi",19)); 47 48 list.add(new Student("wangwu",17)); 49 50 System.out.println(list); 51 52 System.out.println("******************"); 53 54 for(int i=0;i<list.size();i++) 55 { 56 System.out.println(list.get(i)); 57 } 58 } 59 }
输出结果为：
[com.njupt.study.collection.Student@1fc4bec, com.njupt.study.collection.Student@dc8569, com.njupt.study.collection.Student@1bab50a]
******************
com.njupt.study.collection.Student@1fc4bec
com.njupt.study.collection.Student@dc8569
com.njupt.study.collection.Student@1bab50a
为了显示更加明显的信息，因此增加重写toString()方法，
public String toString()
{
return this.name+"---->"+this.age;
}
显示结果为：
[zhangsan---->18, lisi---->19, wangwu---->17]
******************
zhangsan---->18
lisi---->19
wangwu---->17
可以看见ArrayList采用的为数组方式保存元素对象。
add 为添加元素，那么remove 可以删除元素，那么我们试试删除元素：
1 package com.njupt.study.collection; 2 3 import java.util.ArrayList; 4 import java.util.List; 5 6 class Student 7 { 8 private String name; 9 10 private int age; 11 12 public Student(){}; 13 14 public Student(String n,int a) 15 { 16 this.name = n; 17 this.age = a; 18 } 19 20 public String getName() { 21 return name; 22 } 23 24 public void setName(String name) { 25 this.name = name; 26 } 27 28 public int getAge() { 29 return age; 30 } 31 32 public void setAge(int age) { 33 this.age = age; 34 } 35 36 public String toString() 37 { 38 return this.name+"---->"+this.age; 39 } 40 } 41 42 43 public class Demo02 { 44 45 public static void main(String[] args) { 46 List<Student> list = new ArrayList<Student>(); 47 48 list.add(new Student("zhangsan",18)); 49 50 list.add(new Student("lisi",19)); 51 52 list.add(new Student("wangwu",17)); 53 54 System.out.println(list); 55 56 System.out.println("******************"); 57 58 for(int i=0;i<list.size();i++) 59 { 60 System.out.println(list.get(i)); 61 } 62 63 System.out.println("*********删除元素*************"); 64 65 list.remove(new Student("wangwu",17)); 66 for(int i=0;i<list.size();i++) 67 { 68 System.out.println(list.get(i)); 69 } 70 71 } 72 }
输出结果为：
[zhangsan---->18, lisi---->19, wangwu---->17]
******************
zhangsan---->18
lisi---->19
wangwu---->17
*********删除元素*************
zhangsan---->18
lisi---->19
wangwu---->17
可以看见元素并没有被删除，为什么呢？ 那我们试试非自定义对象是否可以删除呢？
1 package com.njupt.study.collection; 2 3 import java.util.ArrayList; 4 5 public class Demo01 { 6 7 /** 8 * @param args 9 */ 10 public static void main(String[] args) { 11 java.util.List<String> list = new ArrayList<String>(); 12 13 list.add("a"); 14 15 list.add("b"); 16 17 list.add("c"); 18 19 System.out.println(list); 20 21 for (int x = 0; x < list.size(); x++) { 22 System.out.println(list.get(x)); 23 } 24 25 list.remove("c"); 26 27 System.out.println("**********************"); 28 29 for (int x = 0; x < list.size(); x++) { 30 System.out.println(list.get(x)); 31 } 32 } 33 34 }
显示结果为：
[a, b, c]
a
b
c
**********************
a
b
我们发现是可以删除的，为什么我们自己定义的不能删除呢？我们看下String的源码有什么不同？
public boolean equals(Object anObject) {
if (this == anObject) {
return true;
}
if (anObject instanceof String) {
String anotherString = (String)anObject;
int n = count;
if (n == anotherString.count) {
char v1[] = value;
char v2[] = anotherString.value;
int i = offset;
int j = anotherString.offset;
while (n-- != 0) {
if (v1[i++] != v2[j++])
return false;
}
return true;
}
}
return false;
}
原因应该就是上面的，因为对象在删除的时候，需要判断集合中的对象和要删除的对象是否一致，然后才能删除，但我们自定义对象中，并没有重写equals方法所以，删除的时候没有成功，为此，我们增加equals方法试试如何？
1 public boolean equals(Object obj) 2 { 3 if(this == obj) 4 { 5 return true; 6 } 7 8 if(obj == null) 9 { 10 return false; 11 } 12 13 if( ! (obj instanceof Student) ) 14 { 15 return false; 16 } 17 18 Student other = (Student) obj; 19 20 if(this.name.equals(other.name) && this.age == other.age) 21 { 22 return true; 23 } 24 return false; 25 }
显示结果为：
[zhangsan---->18, lisi---->19, wangwu---->17]
******************
zhangsan---->18
lisi---->19
wangwu---->17
*********删除元素*************
zhangsan---->18
lisi---->19
已成功删除。
注意：
既然ArrayList类可以为List接口实例化，那么也就可以为Collection接口实例化，但是这个时候已经不可以继续使用get()方法操作了，所以此时只能够将Collection变为对象数组后返回。
package com.njupt.study.collection; import java.util.ArrayList; import java.util.Collection; import java.util.List; class Student { private String name; private int age; public Student(){}; public Student(String n,int a) { this.name = n; this.age = a; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { this.age = age; } public boolean equals(Object obj) { if(this == obj) { return true; } if(obj == null) { return false; } if( ! (obj instanceof Student) ) { return false; } Student other = (Student) obj; if(this.name.equals(other.name) && this.age == other.age) { return true; } return false; } /*public boolean equals(Object obj) { if (this == obj) { return true ; } if (obj == null) { return false ; } if (! (obj instanceof Student)) { return false ; } Student t = (Student) obj ; if(this.name.equals(t.name ) && this.age == t.age) { return true ; } return false ; } */ public String toString() { return this.name+"---->"+this.age; } } public class Demo02 { public static void main(String[] args) { Collection<Student> list = new ArrayList<Student>(); list.add(new Student("zhangsan",18)); list.add(new Student("lisi",19)); list.add(new Student("wangwu",17)); System.out.println(list); System.out.println("******************"); Student[] all = list.toArray(new Student[]{}); for(int i=0;i<all.length;i++) { System.out.println(all[i]); } } }
2. LinkedList
同样实现List接口的LinkedList与ArrayList不同，ArrayList是一个动态数组，而LinkedList是一个双向链表。所以它除了有ArrayList的基本操作方法外还额外提供了insert方法在LinkedList的首部或尾部。
由于实现的方式不同，LinkedList不能随机访问，它所有的操作都是要按照双重链表的需要执行。在列表中索引的操作将从开头或结尾遍历列表（从靠近指定索引的一端）。这样做的好处就是可以通过较低的代价在List中进行插入和删除操作。
与ArrayList一样，LinkedList也是非同步的。如果多个线程同时访问一个List，则必须自己实现访问同步。一种解决方法是在创建List时构造一个同步的List：
List list = Collections.synchronizedList(new LinkedList(…));
ArrayList擅长于随机访问。同时ArrayList是非同步的。
3. Vector
Vector类是在JDK 1.0的时候所推出的最早的实现数据结构支持的类，其最早翻译为向量，但是到了JDK 1.2之后，为了使其可以继续使用，所以让这个类多实现了一个List接口，这样一来，就造成了Vector子类的操作方法比ArrayList更多，但是一般这些多的方法很少考虑。
与ArrayList相似，但是Vector是同步的。所以说Vector是线程安全的动态数组。它的操作与ArrayList几乎一样。
4.Stack
Stack继承自Vector，实现一个后进先出的堆栈。Stack提供5个额外的方法使得Vector得以被当作堆栈使用。基本的push和pop 方法，还有peek方法得到栈顶的元素，empty方法测试堆栈是否为空，search方法检测一个元素在堆栈中的位置。Stack刚创建后是空栈。
ArrayList和Vector的区别:
ArrayList和Vector都属于List接口的常用子类，这两者在操作形式以及概念上的区别如下：
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No. |
区别点 |
ArrayList |
Vector |
|
1 |
推出时间 |
JDK 1.2时推出，属于新的类 |
JDK 1.0时推出，属于旧的类 |
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2 |
性能 |
使用异步处理方式，性能较高 |
采用同步处理操作，性能相对较低 |
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3 |
安全性 |
非线程安全 |
线程安全 |
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4 |
输出 |
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因为Java主要从事于网络的开发，所以使用异步的处理操作形式要比使用同步（Synchronized）更多。
3)不允许重复的子接口：Set
Set接口与List接口最大的不同在于里面的数据不允许有重复，那么首先观察一下Set接口的继承结构：
public interface Set<E> extends Collection<E> |
Set是一种不包括重复元素的Collection，与List一样，它同样运行null的存在但是仅有一个。由于Set接口的特殊性，所有传入Set集合中的元素都必须不同，同时要注意任何可变对象，如果在对集合中元素进行操作时，导致e1.equals(e2)==true，则必定会产生某些问题。实现了Set接口的集合有：EnumSet、HashSet、TreeSet。
1.EnumSet
是枚举的专用Set。所有的元素都是枚举类型。
2.HashSet
哈希（Hash）是一种数据的排列算法，这种算法的典型操作就是加塞算法，那块有地就保存，所以只要带有hash都是无序的。HashSet堪称查询速度最快的集合，因为其内部是以HashCode来实现的。它内部元素的顺序是由哈希码来决定的，所以它不保证set 的迭代顺序；特别是它不保证该顺序恒久不变。
1 package com.njupt.study.collection; 2 3 import java.util.HashSet; 4 import java.util.Set; 5 6 public class Demo03 { 7 8 /** 9 * @param args 10 */ 11 public static void main(String[] args) { 12 Set<String> all = new HashSet<String>(); 13 all.add("Hello"); 14 all.add("World"); 15 all.add("Hello"); // 重复数据 16 System.out.println(all); 17 } 18 19 }
输出结果为：
[World, Hello]
通过本程序可以发现，里面所保存的顺序改变，而且如果有重复的数据也不能够保存。
3.TreeSet
在TreeSet子类里面所有保存的数据是没有重复的，而且可以为用户自动的进行排序。基于TreeMap，生成一个总是处于排序状态的set，内部以TreeMap来实现。它是使用元素的自然顺序对元素进行排序，或者根据创建Set 时提供的 Comparator 进行排序，具体取决于使用的构造方法。
关于排序的说明:既然在TreeSet中的所有数据都可以排序，而且里面设置的数据也都是对象，那么下面就使用自定义类完成。
但是这个时候必须注意到一点：对于现在的TreeSet子类而言，由于其要对一组对象进行排序，那么这个对象所在的类就一定要实现Comparable接口，用于指定排序规则；
1 package com.njupt.study.collection; 2 3 import java.util.Set; 4 import java.util.TreeSet; 5 6 7 class Student implements Comparable<Student> 8 { 9 private String name; 10 11 private int age; 12 13 public Student(){}; 14 15 public Student(String n,int a) 16 { 17 this.name = n; 18 this.age = a; 19 } 20 21 public String getName() { 22 return name; 23 } 24 25 public void setName(String name) { 26 this.name = name; 27 } 28 29 public int getAge() { 30 return age; 31 } 32 33 public void setAge(int age) { 34 this.age = age; 35 } 36 37 38 public boolean equals(Object obj) 39 { 40 if(this == obj) 41 { 42 return true; 43 } 44 45 if(obj == null) 46 { 47 return false; 48 } 49 50 if( ! (obj instanceof Student) ) 51 { 52 return false; 53 } 54 55 Student other = (Student) obj; 56 57 if(this.name.equals(other.name) && this.age == other.age) 58 { 59 return true; 60 } 61 return false; 62 } 63 64 65 public String toString() 66 { 67 return this.name+"---->"+this.age; 68 } 69 70 @Override 71 public int compareTo(Student o) { 72 if (this.age > o.age) { 73 return 1; 74 } else if (this.age < o.age) { 75 return -1; 76 } else { 77 return this.name.compareTo(o.name); 78 } 79 } 80 } 81 82 public class Demo04 { 83 84 /** 85 * @param args 86 */ 87 public static void main(String[] args) { 88 Set<Student> all = new TreeSet<Student>(); 89 all.add(new Student("张三",20)) ; 90 all.add(new Student("李四",19)) ; 91 all.add(new Student("王五",22)) ; // 年龄一样 92 all.add(new Student("赵六",22)) ; // 年龄一样 93 all.add(new Student("孙七",25)) ; 94 all.add(new Student("孙七",25)) ; // 插入了重复的数据 95 all.remove(new Student("李四",19)) ; // 删除一个数据 96 System.out.println(all); 97 } 98 99 }
显示结果为：[张三---->20, 王五---->22, 赵六---->22, 孙七---->25]
需要注意：
实现了对自定义类对象的排序，并且可以判断重复元素，但是TreeSet类只是利用了Comparable完成了重复元素的判断，可是这种判断并不是真正意义上的重复元素判断。
如果说现在要想判断一个对象是否重复，严格来讲，这个操作是由Object类所提供的，在任何一个子类里面需要覆写Object类中的以下两个方法；
· 对象比较：public boolean equals(Object obj)；
· 对象编码：public int hashCode()；
hashCode()方法是用于进行对象编码计算的操作方法，如果要想进行对象的编码，那么肯定需要一些数学上的支持，这里就不详细讲解了。
