黑马程序员——java基础---集合框架
一、集合框架
概念：集合框架是Java中为了方便对集合进行存储、操作而形成的体系。集合是针对对象最常见的一种存储形式。
数组和集合类同是容器，区别在哪里？
相同点：
集合和数组都是容器，都可一存储对象(对象引用)。
不同点：
数组长度固定，集合长度可变。
数组可以存储基本数据类型，集合却只能存储对象；
集合类的特点：集合只用于存储对象，集合长度是可变的，集合可以存储不同类型的对象。
集合框架常用类关系图：
为什么会有这么多容器？
答：因为每个容器对数据的存储方式都有所不同，这个存储方式就是常说的数据结构。
二、Collection接口 Collection 接口是集合框架中的顶层接口，所以其所有共性在其子接口中都可以得到体现。
集合类中常用的方法：
1、添加
add(E e): 向集合中添加该元素。
addAll(Collection<? extends E> c): 将指定集合中的所有元素都添加到此集合中。
2、删除
remove(Object o)：从此集合中移除指定元素的单个实例，如果存在的话。
removeAll(Collection<?> c)：移除此集合中那些也包含在指定集合中的所有元素
clear();清空集合中所有元素。
3、判断
contains(Object o)： 判断集合中是否包含某个元素。
containsAll(Collection<?> c)：判断该集合是否包含另一集合中的所有元素。
isEmpty()：判断集合是否为空。
4、获取
iterator()：返回在此集合的元素上进行迭代的迭代器。
size()：获取集合长度。
5、取交集
retainAll(Collection<?> c)：保留本集合与另一集合的交集。
6、集合变数组
toArray(T[] a) ：返回包含此 collection 中所有元素的数组。
注意：toArray(T[] a)返回数组的运行时类型与指定数组的运行时类型相同。此方法充当了基于数组的 API 与基于 collection 的 API 之间的桥梁。如果指定的数组能容纳该 collection，则返回包含此 collection 元素的数组；否则，将分配一个具有指定数组的运行时类型和此 collection 大小的新数组；如果指定的数组能容纳 collection，并有剩余空间(即数组的元素比 collection 的元素多)，那么会将数组中紧接 collection 尾部的元素设置为 null。所以数组长度与集合长度刚刚好最合适。
因为Collection中有iterator()方法，所以每一个子类集合对象都具备迭代器。每个集合都具备取出的方式，而这个方式不足以用一个方法来描述，所以把取出动作封装成一个对象。因为数据结构不同，每个取出对象中取出的实现方式也不一样。取出的方式就通过类被描述。
迭代器中的方法：
next()：返回迭代的下一个元素。
hasNext()：如果仍有元素可以迭代，则返回 true。
remove()：从迭代器指向的 Collection 中移除迭代器返回的最后一个元素。
注意：
1、迭代器在Collcection接口中是通用的，它替代了Vector类中的Enumeration。迭代器的next方法是自动向下取元素，要避免出现NoSuchElementException异常。迭代器的next方法返回值类型是Object，所以要记得类型转换。
2、在迭代时循环中next调用一次，就要hasNext判断一次。next连续调用两次可能会发生NoSuchElementException异常。
三、List接口
List接口是Collection的子接口。所以它在具备Collection共性的基础上，还有其自个儿的特性。它可以通过角标获取元素，也可以通过for循环获取元素。
List特有方法：
1、添加
add(int index,E element)：在列表的指定位置插入指定元素。
addAll(int index, Collection<? extends E> c) ：将指定 集合中的所有元素都插入到列表中的指定位置。
2、删除
remove(int index)： 移除列表中指定位置的元素。
3、修改
set(int index, E element)：用指定元素替换列表中指定位置的元素，返回以前在指定位置的元素。
4、查找
get(int index) ：返回列表中指定位置的元素。
subList(int fromIndex, int toIndex)： 返回列表中指定的范围内的部分列表，含头不含尾。
listIterator()：返回此列表元素的列表迭代器。
listIterator(int index)：从列表的指定位置开始返回列表中元素的列表迭代器。
ListIterator特有的方法：
add(E e)：将指定的元素插入列表。
previous()：返回列表中的前一个元素。
hasPrevious()：如果逆向遍历列表，列表迭代器有多个元素，就返回 true。
set(E e)：用指定元素替换 next 或 previous 返回的最后一个元素。
四、Vector类和Enumeration接口
Enumeration特有的方法：
hasMoreElements()：测试此枚举是否包含更多的元素。
nextElement()：如果此枚举对象至少还有一个可提供的元素，则返回此枚举的下一个元素。
可见其性能相当于迭代器，只不过方法比较少。
Vector特有方法：
elements() ：返回此向量的组件的枚举。 返回的类型是Enumernation类型的。
所以对于Vector来说有以下取出元素方式：
1、for循环
2、迭代器
3、列表迭代器
4、get方法，遍历for循环
5、枚举
五、linkedList类
概念：底层数据结构是链表，查询慢，增删快，线程不安全，效率高。
特有的方法：
addFirst(E e)：将指定元素插入此列表的开头。
addLast(E e)：将指定元素添加到此列表的结尾。
getFirst()：返回此列表的第一个元素。
getLast()：返回此列表的最后一个元素。
removeFirst()：移除并返回此列表的第一个元素。
removeLast()：移除并返回此列表的最后一个元素。
注意：获取元素的这些方法。如果集合中没有元素，会出现 NoSuchElementException异常。
JDK1.6出现的新特性：
offerFirst(E e)
offerLast(E e)
peekFirst()
peekLast()
pollFirst()
pollLast()
用法与上面方法一致，但获取元素时，如果集合中没有元素，则会返回 null 。
LinkedList模拟队列代码：
1 import java.util.LinkedList; 2 3 public class LinkedListDemo { 4 /* 5 * 链表模队列，先进先出 6 */ 7 public static void main(String[] args) { 8 DuiLie dl = new DuiLie(); 9 dl.myAdd("aa"); 10 dl.myAdd("bb"); 11 dl.myAdd("cc"); 12 dl.myAdd("dd"); 13 14 System.out.println(dl.myGet()); 15 } 16 17 } 18 19 class DuiLie{ 20 private LinkedList link; 21 22 DuiLie(){ 23 link = new LinkedList(); 24 } 25 26 public void myAdd(Object obj){ 27 link.addFirst(obj); 28 } 29 30 public Object myGet(){ 31 return link.removeLast(); 32 } 33 34 public boolean isNull(){ 35 return link.isEmpty(); 36 } 37 }
六、ArrayList类
概念：底层数据结构是数组，查询快，增删慢，线程不安全，效率高。是List 接口的大小可变数组的实现。实现了所有可选列表操作，并允许包括 null在内的所有元素。除了实现 List 接口外，此类还提供一些方法来操作内部用来存储列表的数组的大小。
ArrayList去除重复对象代码：
1 import java.util.ArrayList; 2 import java.util.Iterator; 3 4 public class ArrayListDemo { 5 6 /** 7 * 去除ArrayList的重复对象 8 */ 9 public static void main(String[] args) { 10 ArrayList al = new ArrayList(); 11 al.add("AA"); 12 al.add("BB"); 13 al.add("AA"); 14 al.add("BB"); 15 al.add("CC"); 16 17 System.out.println(getSingle(al)); 18 } 19 public static ArrayList getSingle(ArrayList al){ 20 ArrayList myAl = new ArrayList(); 21 Iterator it = al.iterator(); 22 while(it.hasNext()){ 23 Object obj = it.next(); 24 if(!myAl.contains(obj)) 25 myAl.add(obj); 26 } 27 return myAl; 28 } 29 } 30 /** 31 * 运行结果：[AA, BB, CC] 32 */
上面比较的是字符串，所以可以成功。如果比较自定义对象时，那么就会失败。这是因为contains()方法底层是由equals()方法实现的，而Object类中的equals()方法比的是内存地址，所以我们如果相比较自定义对象，就需要复写equals()方法。
七、Set接口
概念:一个不包含重复元素的 collection
特点:
1、无序(存入与取出的顺序不一致)
2、唯一(存入集合的元素唯一)
八、HashSet类
概念:不保证 set 的迭代顺序，特别是它不保证该顺序恒久不变。此类允许使用 null 元素。
遍历HashSet代码：
1 public class HashSetDemo 2 2 { 3 3 public static void main(String[] args) 4 4 { 5 5 HashSet<String> hs = new HashSet<String>(); 6 6 hs.add("AA"); 7 7 hs.add("BB"); 8 8 hs.add("CC"); 9 9 hs.add("BB"); 10 10 11 11 for (String s : hs) 12 12 { 13 13 System.out.println(s); 14 14 } 15 15 } 16 16 } 17 /* 18 *运行结果： 19 * BB 20 * AA 21 * CC 22 */
HashSet中存储自定义对象代码：
1 import java.util.*; 2 public class HashSetDemo 3 { 4 public static void sop(Object obj) 5 { 6 System.out.println(obj); 7 } 8 public static void main(String[] args) 9 { 10 HashSet hs = new HashSet(); 11 //向HashSet集合中添加元素 12 hs.add(new Person("a1",11)); 13 hs.add(new Person("a2",12)); 14 hs.add(new Person("a3",13)); 15 hs.add(new Person("a2",12)); 16 //对集合进行迭代 17 Iterator it = hs.iterator(); 18 while(it.hasNext()) 19 { 20 Person p = (Person)it.next(); 21 22 sop(p.getName()+"::"+p.getAge()); 23 } 24 } 25 } 26 //定义一个Person类 27 class Person 28 { 29 private String name; 30 private int age; 31 public String getName() 32 { 33 return name; 34 } 35 public int getAge() 36 { 37 return age; 38 } 39 Person(String name,int age) 40 { 41 this.name = name; 42 this.age = age; 43 } 44 //覆盖hashCode方法 45 public int hashCode() 46 { 47 return name.hashCode()+age*3; 48 } 49 //这里的equals是复写Object类里的equals方法 50 public boolean equals(Object obj) 51 { 52 if(!(obj instanceof Person)) 53 return false; 54 Person p = (Person)obj; 55 return this.name.equals(p.name) && this.age == p.age; 56 } 57 58 }
判断元素唯一性的方式:通过对象的hashCode和equals方法来完成元素唯一性
如果对象的hashCode值不同，那么不用判断equals方法，就直接存储到哈希表中。
如果对象的hashCode值相同，那么要再次判断对象的equals方法是否为true。
如果为true，视为相同元素，不存。如果为false，那么视为不同元素，就进行存储。
九、TreeSet类
概念：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。
遍历TreeSet代码：
1 public class TreSetDemo 2 { 3 public static void main(String[] args) 4 { 5 TreeSet<Integer> ts = new TreeSet<Integer>(); 6 ts.add(22); 7 ts.add(17); 8 ts.add(24); 9 ts.add(19); 10 ts.add(18); 11 ts.add(20); 12 ts.add(18); 13 ts.add(23); 14 15 16 for(Integer i : ts) 17 { 18 System.out.print(i+" "); 19 } 20 } 21 } 22 //运行结果：17 18 19 20 22 23 24
TreeSet中对自定义对象进行排序：
1 package filetools; 2 3 import java.util.*; 4 /** 5 * 定义一个学生类，使可以按照姓名和年龄排序。 6 * 7 */ 8 public class TreeSetDemo 9 { 10 public static void main(String[] args) 11 { 12 //定义一个TreeSet集合并添加元素 13 TreeSet ts = new TreeSet(new MyCompare()); 14 15 ts.add(new Student("sa01",22)); 16 ts.add(new Student("sb01",21)); 17 ts.add(new Student("sc09",20)); 18 ts.add(new Student("sc09",19)); 19 ts.add(new Student("sc06",18)); 20 ts.add(new Student("sb06",18)); 21 ts.add(new Student("sd07",29)); 22 Iterator it = ts.iterator(); 23 while(it.hasNext()) 24 { 25 Student stu = (Student)it.next(); 26 System.out.println(stu.getName()+"..."+stu.getAge()); 27 } 28 } 29 } 30 //定义学生类 31 class Student implements Comparable 32 { 33 private String name; 34 private int age; 35 36 public String getName() 37 { 38 return name; 39 } 40 public int getAge() 41 { 42 return age; 43 } 44 Student(String name,int age) 45 { 46 this.name = name; 47 this.age = age; 48 } 49 public int compareTo(Object obj) 50 { 51 if(!(obj instanceof Student)) 52 throw new RuntimeException("不是学生对象"); 53 Student s = (Student)obj; 54 55 if(this.age>s.age) 56 return 1; 57 if(this.age==s.age) 58 { 59 return this.name.compareTo(s.name); 60 } 61 return -1; 62 } 63 64 } 65 66 //定义一个比较器 67 class MyCompare implements Comparator 68 { 69 //覆盖compare方法 70 public int compare(Object o1,Object o2) 71 { 72 Student s1 = (Student)o1; 73 Student s2 = (Student)o2; 74 75 int num = s1.getName().compareTo(s2.getName()); 76 //当name相同时，再判断age 77 if(num==0) 78 { 79 return new Integer(s1.getAge()).compareTo(new Integer(s2.getAge())); 80 } 81 return num; 82 } 83 }
十、Map接口
Map存储键值对。同时要保证键的唯一性。当数据之间存在这映射关系时，就应该先想通过Map来实现。
Map与Collection的区别：
1、Map存储的是键值对，是双列。Collection中是单列。
2、Map存储元素使用put方法。Collection使用add方法。
3、Map集合没有直接取出元素的方法，而是先转成Set集合，在通过迭代获取元素。
4、Map集合中键要保证键值唯一性。Collection中只有Set中有元素唯一性。
常用方法：
1、添加
put(K key, V value)：返回这个键对应的原来的那个值。当存入一个新的键值时返回null，当存入一个已有键和不同的值时，新值会替换原来的值。返回原来的值
putAll(Map<? extends K,? extends V> m): 从指定映射中将所有映射关系复制到此映射中。
2、删除
clear() ：从此映射中移除所有映射关系。
remove(Object key)：如果存在一个键的映射关系，则将其从此映射中移除。
3、判断
containsValue(Object value)：如果此映射将一个或多个键映射到指定值，则返回true。
containsKey(Object key) ：如果此映射包含指定键的映射关系，则返回true。
isEmpty() ：如果此映射未包含键-值映射关系，则返回true。
4、获取
get(Object key) ：返回指定键所映射的值；如果此映射不包含该键的映射关系，则返回null。
size() ：返回此映射中的键-值映射关系数。
values() ：返回此映射中包含的值的Collection视图
因为Map中无迭代器，所以如果要遍历，需先转换成Set：
keySet()：返回此映射中包含的键的Set视图。
entrySet()：返回此映射中包含的映射关系的Set视图。
十一、HashMap、TreeSet类
区别：HashMap通过hashcode对其内容进行快速查找，排序不固定。而TreeMap中所有的元素都保持着某种固定的顺序。
HashMap单键简单遍历：
1 mport java.util.HashMap; 2 import java.util.Map; 3 import java.util.Set; 4 5 public class HashMapTest { 6 7 public static void main(String[] args) { 8 Map<String, String> map = new HashMap<String, String>(); 9 map.put("001", "小明"); 10 map.put("002", "小天"); 11 map.put("003", "小强"); 12 13 //获取所有的键 14 Set<String> set = map.keySet(); 15 for(String key : set) 16 { 17 String value = map.get(key); 18 System.out.println(key+":"+value); 19 } 20 } 21 22 }
HashMap键-值遍历：
1 import java.util.HashMap; 2 import java.util.Map; 3 import java.util.Set; 4 5 public class HashMapTest { 6 7 public static void main(String[] args) { 8 Map<String, String> map = new HashMap<String, String>(); 9 map.put("001", "小明"); 10 map.put("002", "小天"); 11 map.put("003", "小强"); 12 13 //获取所有的键 14 Set<Map.Entry<String,String>> set = map.entrySet(); 15 for(Map.Entry<String,String> me : set) 16 { 17 String id = me.getKey(); 18 String name = me.getValue(); 19 System.out.println(id+":"+name); 20 } 21 } 22 23 }
十二、Collections和Arrays类
两者区别：
Collections:集合框架的工具类。里面定义的都是对集合操作的一系列静态方法。
Arrays:数组的工具类。里面定义的都是对数组操作静态方法。
Collection和Collections 有什么区别？
Collection 是集合框架中的一个顶层接口，它里面定义了单列集合的共性方法。它有两个常用的子接口，List：对元素都有定义索引。有序的。可以含重复元素。Set：不含重复元素。无序。
Collections 是集合框架中的一个工具类。该类中的方法都是静态的。提供的方法中有可以对list集合进行排序，二分查找等方法。通常常用的集合都是线程不安全的。因为要提高效率。如果多线程操作这些集合时，可以通过该工具类中的同步方法，将线程不安全的集合，转换成安全的。
Collections常用方法：
fill(List<? super T> list, T obj)：使用指定元素替换指定列表中的所有元素。
max(Collection<? extends T> coll)：根据元素的自然顺序，返回给定 collection 的最大元素。
max(Collection<? extends T> coll, Comparator<? super T> comp)：根据指定比较器产生的顺序，返回给定 collection 的最大元素。
replaceAll(List<T> list, T oldVal, T newVal)：使用另一个值替换列表中出现的所有某一指定值。
reverse(List<?> list)：反转指定列表中元素的顺序。
reverseOrder()：返回一个比较器，它强行逆转实现了 Comparable 接口的对象 collection 的自然顺序。
reverseOrder(Comparator<T> cmp)：返回一个比较器，它强行逆转指定比较器的顺序。
shuffle(List<?> list)：使用默认随机源对指定列表进行置换。
sort(List<T> list)：根据元素的自然顺序 对指定列表按升序进行排序。
sort(List<T> list, Comparator<? super T> c)：根据指定比较器产生的顺序对指定列表进行排序。
swap(List<?> list, int i, int j)：在指定列表的指定位置处交换元素。
synchronizedCollection(Collection<T> c)：返回指定 Collection 支持的同步(线程安全的) Collection。List Map Set 也都有返回支持同步的方法。
Arrays常用方法：
asList(T... a) ；返回一个受指定数组支持的固定大小的列表。
deepEquals(Object[] a1, Object[] a2)： 如果两个指定数组彼此是深层相等 的，则返回true。
sort(byte[] a)：对指定byte型数组按数字升序进行排序。
sort(byte[] a, int start, int end) ：对指定byte型数组的指定范围按数字升序进行排序。
binarySearch(byte[] a, byte key) ：使用二分搜索法来搜索指定的byte型数组，以获得指定的值。
binarySearch(byte[] a,int start,int end,byte key) ：使用二分搜索法来搜索指定的byte型数组的指定范围，以获得指定的值。
toString(boolean[] a) ：返回指定数组内容的字符串表示形式。
copyOfRange(byte[] bytes, int start, int end)： 将指定数组的指定范围复制到一个新数组。
fill(boolean[] a, boolean val)：将指定的 boolean 值分配给指定boolean型数组的每个元素。
fill(boolean[] a, int start, int end, boolean val) ：将指定的boolean值分配给指定boolean型数组指定范围中的每个元素。
Arrays特殊方法：
asList(T... a)：将数组变成list集合。
这样做的好处就是可以使用集合的思想和方法来操作数组中的元素。将数组变成集合后，不可以使用集合的增删方法。因为数组的长度是固定的。如果增删。会发生 UnsupportedOperationException,变成集合后可以使用的方法有：
contains(Object o)：如果列表包含指定的元素，则返回true。
get(int index)：返回列表中指定位置的元素。
indexOf(Object o)：返回此列表中第一次出现的指定元素的索引；如果此列表不包含该元素，则返回-1。
subList(int fromIndex, int toIndex)：返回列表中指定的范围之间的部分视图，含头不含尾。
注意：
如果数组中的元素都是对象。那么变成集合时，数组中的元素就直接转成集合中的元素。
如果数组中的元素都是基本数据类型，那么会将该数组作为集合中的元素存在。
