JAVA基础之（十三）“集合”
一、集合接口
设计意义：数据类型的一种（源于数据结构），一般语言所必须具备的；
1.集合的接口与实现分离（与普通的数据结构类似），也就是每一个实现的集合都有一个相应的接口，示例如下：
/*接口例子*/ interface Queue<E> { void add(E element); E remove(); int size(); } /*对应实现的例子*/ class CirularArrayQueue<E> implements Queue<E> { CircularrArrayQueue(int capacity){......}; public void add(E element){......}; public E remove(){......}; ...... }
接口与实现分离目的：使用多态减少代码的修改量（“增加内聚，降低耦合”思想）；示例如下：
/*结合中使用接口的意义*/ Queue<Customer> expressLane = new CirularArrayQueue<>(100); expressLane.add(new Customer("Harry")); /*多态随时替换子类*/ Queue<Customer> expressLane = new LinkedListQueue<>(); expressLane.add(new Customer("Harry"));
2.java类库的集合接口和迭代器接口
迭代器：用于访问对应集合的每个元素的一个工具；
迭代器有自己的接口，使用其中的方法可以有效遍历元素，且有一种简写方法：如下：
1 /*迭代器接口中的方法*/ 2 public interface Iterator<E> 3 { 4 E next(); //通过反复使用next可以访问集合中的每个元素 5 boolean hasNext(); 6 void remove(); 7 } 8 9 /*经典迭代器遍历元素方法*/ 10 Collection<String> c = ...; 11 Iterator<String> iter = c.itertor(); 12 while(iter.hasNext()){ 13 String element = iter.next(); 14 ... 15 } 16 17 /*Iterator简写的for each方法*/ 18 for(String elements : c){ 19 /*做一些对每个元素的处理*/ 20 }
关于for each使用的解释：for each可以在任何实现了Iterable接口的对象中使用，而Iterable接口中调用了泛型的Iterator方法，而所有集合类的基础接口Collection则扩展了Iterable接口，所以标准类库中的任何接口都可以使用“for each”循环；
需要注意一点：集合分为了有序集合和无序集合，所以遍历的时候，有序集合会根据相应顺序遍历，而无序集合则是随机的；但是都可以遍历到所有的元素；
关于迭代器的细节：游标是如何移动，如何取值，待研究；
iterator元素的方法：删除：示例：删除的remove方法与next的关联性非常大，想要remove前必须使用next定位到下一个元素；
/*删除数组集合中的第一个元素的方法*/ Iterator<String> it = c.iterator(); it.next(); it.remove();
注意：Collection接口（集合类的基础接口）中有许多的泛型方法，这些方法都比较实用，但是如果以后需要使用，就必须要把这些方法全部实现一遍，比较繁琐；解决办法就是用一个AbstractCollection抽象类来实现这个接口，以后如果有需要就直接可以继承该抽象类。
二、具体集合的特征的对比
部分常见集合：
ArrayList（数组有序表）；
LinkeList（链表有序集合）；
HashSet（散列无序集合）；
TreeSet（树有序集合-存无序取有序）；
HashMap（散列键值对有序集合）；
TreeMap（树有序键的映射的结合）；
1.链表：LinkedList（实现了List接口，元素有序）
链表特点：双向链接，删除/增加元素方便，但是因为没有索引，导致只能遍历来查找元素，在随机访问（也就是有目的的访问个别元素）的时候不建议使用这种集合，可以使用ArrayList（可以存储对象）或者数组（只能存基础类型）；
常用方法：List-add();Iterator-next()-迭代器后向遍历;Iterator-previous()-迭代器前向遍历;Iterator-remove()-迭代器删除;Iterator-add()-迭代器增加;
设计类时容易出现的问题，两个迭代器对同一个集合进行并发修改，导致数据错误；解决方法：创建容器类的时候，可以给类增加一个"多个迭代器"读取的方法，另外增加一个只有一个迭代器且可以“读”与“写”的方法；
2.数组列表-常见集合：ArrayList
类似集合：Vector；与ArrayList区别：Vector是线程安全的，同步的，可以多个线程同时访问，但是ArrayList是线程不安全的，不同步的，多个线程同时访问可能会出现问题；
3.散列集：散列表一般用于实现几个重要的数据结构：最简单的是set类型，set是没有任何重复元素类型的集合；
散列表：一种常见的数据结构，散列表为每个对象计算一个整数，作为散列码，而散列表使用链表数组实现，每个列表成为桶，每个同种存放相同散列码的对象索引；所以在查找的时候，可以先定位到桶，再定位到同种的元素，加快了查询的速度；
设计中的注意点：
1.将桶数设置为一个素数，防止键的聚集；（素数定义：素数也叫质数，即在正整数中，除了1与本身之外没有其他约数的数（1除外））
2.如果可以预计元素个数，一般桶数设置为元素个数的75%-150%，如果散列表过满，会根据“装填因子”再次进行散列，例如，装填因子为0.75，那么如果散列表中的元素达到了75%，那么就会用双倍的桶数再次进行散列
3.散列表的散列都是分布在散列表中的各个部分上的，所以散列表的访问是不能进行“指定索引的随机访问”的，所以只有不关心集合中元素的顺序才会用常见的散列集合，如：“HashSet”；
4.树集：树集是个有序的集合，可以将元素无序得插入到集合中，对集合遍历时，将每个值按照一定的顺序检索出；《出自：数据结构和算法导论》；
集合特点：
1.树集中添加元素的速度，比添加到散列中慢（因为需要进行一定计算），但是比添加到数组或链表中要快；
2.查找元素需要进行log2N次比较，[x=logaN对数定义：如果a的x次方等于N（a>0,且a不等于1），那么树x叫做以a为底N的对数]
5.对象的比较：树集有一个默认的比较器，实现了Comparable接口，可以进行平普通的树集元素比较，也可以进行特殊规则的比较，树集有个带有比较器的构造器，对象可以根据这个比较器规则进行比较；实现步骤如下：
1 /*编写自己的比较器*/ 2 class ItemComparator implements Comparator<Iterm> 3 { 4 public int compare(Item a,Item b) 5 String descrA = a.getDescription(); 6 String descrB = b.getDescription(); 7 return descrA.compareTo(descrB); 8 } 9 /*新建一个比较器对象*/ 10 ItemComparator comp = new ItemComparator()； 11 /*使用带比较器的构造器构造对象*/ 12 SortedSet<Item> sortByDescription = new TreeSet<>(comp); 13 14 /*下面为简化写法，用“匿名内部类”*/ 15 SortedSet<Item> sortByDescription = new TreeSet<>( 16 new Comparator<Iterm>(){ 17 String descrA = a.getDescription(); 18 String descrB = b.getDescription(); 19 return descrA.compareTo(descrB); 20 } 21 );
注意：树集和散列集具体使用哪种需要根据其特点使用；
6.双端队列：有两个端头的队列，可以同时从头部和尾部添加/删除元素，不支持从中间插入/删除元素，特征接口：Deque，实现类：ArrayDeque、LinkedList；
7.优先级队列：同Treeset类似，可以不按照顺序插入，但是按照顺序检出；
8.映射表：用于存放键值对
两个具体的实现例子为：HashMap（散列映射）、TreeMap（树结构映射），散列映射对键进行散列，树映射用键的顺序进行排列
映射表不是一个集合，但是映射表有对应的键集、值集合、键/值对集；
9.专用集与映射表类：具体需要研究
弱散列映射表
链接散列集与链接映射表
枚举集与映射表
标识散列映射表
三、集合的框架
基本概念：
框架：一个类的集，包含很多超类，具有很多有用的功能、策略和机制，框架的使用者可以直接使用子类继承框架来实现基本的功能；
集合框架的所有类：
集合框架的接口：
1.视图与包装器：
视图概念：生成一个类，对原表进行操作，这种集合叫做视图；
视图应用：
a.轻量级包装器:
b.子范围：
c.不可修改的视图：
d.同部视图
e.检查视图
f.可选操作
2.批操作：常用方法：待补充
3.集合与数组之间的转换方式：待补充
四、算法（只介绍部分处理集合的算法）
1.排序与混排（待补充）
2.二分查找（待补充）
3.简单算法（待补充）
4.编写自己的算法（待补充）
五、遗留的集合
1.Hashtable类（待补充）
2.枚举（待补充）
3.属性映射表（待补充）
4.栈（待补充）
5.位集（待补充）
