Java集合

集合分为两类：

• 以Collection及其子类为代表的的单个元素存储集合，称为Collection体系
• 以Map及其子类为代表的的键值对存储集合，称为Map体系

特点：

1. List：存储元素有序（输入顺序）；存储元素可重复
2. Set：存储元素无序（输入顺序）；存储元素不可重复
3. Map：以键值对为存储结构。

ArrayList：以数组为底层基础。

LinkedList：以链表为底层基础。

Vector：以数组为底层基础，线程安全（因为sygnoized关键字的存在）

HashSet：是以Hash表为底层基础，算法通过hashmap进行底层实现的，作为hashmap中的key存在。

SortedSet；TreeSet：是进行排序存在的（从小到大进行存储），以二叉树为底层基础

Hashmap：以哈希表为底层基础，通过key和value对应实现，key键不能重复。

HashTable：安全的，其他同hashmap。

TreeMap：是进行排序存在的（从小到大进行存储），以二叉树为底层基础，通过key和value对应实现，key键不能重复。

1. Collection

存储的元素类型

没有使用“泛型”之前，Collection中可以存储Object的所有子类型。

使用“泛型”之后，Collection中只能存储某个具体的类型。

集合中不能直接存储基本数据类型，需要转换为包装类型才可以。集合中存储的不是对象，而是java对象的内存地址。

Collection c = new ArrayList();没有使用泛型，能够存储Object所有子类型

Collection c = new ArrayList<>();使用泛型，只能存储Integer类型

常用方法

• boolean add(Object e)：向集合中添加元素
• void clear()：清除集合
• boolean contains(Object e)：判断集合中是否包含此元素，底层调用了equals方法（注意元素是否重写equals方法）。
• boolean isEmpty()：判断集合是否为空
• boolean remove(Object e)：移除元素，底层调用的equals方法（注意元素是否重写equals方法）。
• int size()：获得集合中元素个数
• Object[] toArray()：将集合转换为数组

2.迭代器Interator

所有的Collection都能够使用迭代器。

创建迭代器：

• Interator i= c.Interator();
• Interator i= c.Interator();

迭代器的常用方法：

• hasNext()：判断是否具有下一个元素
• Next()：获取下一个元素
• Next

3.List集合

存储元素特点：有序且可重复

常用方法：

• void add(int index,Object element)：在指定位置添加元素
• Object get(int index)：获得指定位置的元素
• int indexof(Object o)：获得指定元素的首次出现的位置
• int lastIndextOf(Object o)：获得指定元素的最后一次出现的位置
• Object remove(int index)：移除指定位置的元素
• Object set(int index,Object element)：替换某个位置的元素

ArrayList

LinkedList

Vector

底层通过数组实现。线程安全的。

所有的Collection类可以通过方法Collections.synchronizedList()输出为安全的。

4.Set集合

HashSet

特点：

• 存储时顺序和取出顺序不同
• 不可重复
• 放到HashSet集合中的元素实际上是放到HashMap集合的key部分。

TreeSet

特点：

• 存储时顺序和取出顺序不同
• 不可重复
• 读取顺序从小到大。

5.Map集合

Map和Collection之间没有继承关系。Map集合是以key和value（即键值对）的方式存储数据的。

特点：

1. key和value是引用类型
2. key和value都是存储对象的内存地址。
3. key起到主导作用，value是它附属的值。

常用方法：

• V put(K key,V value)：想Map集合中添加键值对
• V get(Object key)：通过key获取value
• void clear()：清空Map集合
• boolean containsKey(Object key)：判断Map中是否包含某个key
• boolean containsValue(Object value)：判断Map中是否包含某个value
• boolean isEmpty()：判断Map中的元素个数是否为0
• Set keySet()：获取所有的key
• V remove(Object key)：删除Map集合中的某个键值对
• int size()：获取map集合中的键值对的个数
• Collection values()：获取Map集合中所有的value，返回一个Collection
• Set<Map.Entry<K,V>> entrySet()：将所有的map集合转变为set集合。

遍历方法：

1. keySet()方法获取map中所有的key生成set，通过遍历set，获得所有的value。
2. entrySet()方法获取map中的Map.Entry生成set，通过遍历set，获取所有的value。

HashMap

特点：

1.HashMap集合底层是哈希表/散列表的数据结构

2.哈希表是一个数组和单向链表的结合体。

数组：在查询方面效率很高，增删效率很低。

单向链表：在增删方面效率较高，在查询方面效率很低。

哈希表将以上两种数据结构融合在一起，充分发挥各自的优点。

3.源代码：

“

public class HashMap<K,V>  {
    private static final long serialVersionUID = 362498820763181265L;
    //HashMap底层实际上就是一个数组（一维数组）。
    transient Node<K,V>[] table;
    //静态的内部类HashMap.Node
    static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
        final int hash;//哈希表（哈希表是key的hashCode()方法的执行结果，hash值通过哈希函数/算法，可获得哈希码）
        final K key;//存储到Map集合中的key
        V value;//存储到Map集合中的value
        Node<K,V> next;//下一个节点的内存地址
    } 

哈希表/散列表：一维数组，这个数组中每个元素是一个单向链表。

​ 4.为什么哈希表查询和增删效率都高？

增删是在链表上进行的，查询只需要查询某一部分

​ 5.为什么要重写hashCode方法和equals方法？

hashCode方法返回每个node的hash值，确定元素的数组下标位置。equals方法是判断key内容是否相同，不是内存地址。

​ 6.我们需要保证哈希结构分布均匀，才能够发挥更好的性能，所以在重写hashCode方法时有一定的技巧。

7.HashMap集合的默认初始化容量是16，默认加载因子为0.75，就是HashMap底层数组的容量达到75％的时候，数组开始扩容。

HashMap集合初始化容量必须是2的倍数，这是官方推荐，这是因为达到散列均匀，为了能够提高HashMap集合的存取效率。

8.重写hashCode方法和equals方法

（1）向Map集合中存储，和Map集合中取，都是先调用key的hashCode方法，然后再调用equals 方法。

put(k，v)，什么时候equals不会调用？

k.hashCode()方法返回哈希值。

哈希值经过哈希算法转换为数组下标

数组下标位置上如果是null，equals不需要执行。

拿get(k)举例，什么时候equals方法不会调用？

k.hashCode()方法返回哈希值

哈希值经过哈希算法转换为数组下标

数组下标位置上如果是null，equals不需要执行。

（2）注意：如果一个类的equals方法重写，那么hashCode方法必须重写。并且equals方法返回如果是true，hashCode()方法返回的值必须一样。equals方法返回true表示两个对象相同，在同一个单向链表上比较，那么对于同一个单向链表的结点来说，他们的哈希值都是相同的，所以hashCode()方法的返回值也应该相同。

9.Jdk8之后，哈希表单向链表中元素超过8之后，单向链表会变成红黑树。当红黑树上的结点小于6时，会重新将红黑树转为单向链表

结论：放在HashMap集合key部分的，以及放在HashSet集合中的元素，需要同时重写hashCode()方法和equals方法。

Hashtable

hashtable和hashmap基本上差不多，底层结构都是哈希表。

hashtable和hashmap之间的区别：

• hashtable集合中key和value都不能为null；hashmap集合中key和value都可以为null；
• hashtable集合中方法是synchronized的，线程安全的；而hashmap集合中方法是非synchronized的，线程不安全。
• hashtable因为线程安全，所以效率低；hashmap效率较高。
• hashtable初始容量为11，默认加载因子为0.75，扩容：newsize＝oldsize2+1；hashmap初始容量为16，默认加载因子为0.75，扩容：newsize = oldsize2+1

Properties

Properties集合是一个Map集合，继承hashtable，Properties中的key和value都是String类型。

Properties被称为属性类对象。

常用方法：

• setProperty(String key,String value)：设置集合中的键值对
• getProperty(String key)：提取集合中的value

TreeMap

特点：

1. TreeMap中的底层是一个二叉树。
2. TreeMap集合中的元素是无序不重复的。但是会按照key的大小顺序自动排序，成为可排序集合。

对于自定义的类型，来说TreeMap是不能够进行自动排序的。如果我们需要排序，有两种方法：

方法一：

我们可以使自定义的类实现java.lang.Comparable接口。需要重写compareTo()方法，比较规则可以按照自己定的规则。

compareTo()返回值为int类型，结果大于0，在右子树找。结果小于0，在左子树找。

方法二：

创建自定义对象的比较器xxxComparator，实现java.util.Comparator，要使用泛型结构Comparator，创建一个compare方法。

两种方法的选择：

如果不需要经常改变比较规则，就选择实现Comparable接口。

如果需要经常改变比较规则，就选择创建comparator。

6.集合工具类Collections

常用方法：

• synchronizedList(List list)：将list集合变为安全的
• sort(List list)：将list变成可排序的，但是需要元素类型继承Comparable接口。

List、Set和Map集合之间的转换方法

List转Set：new Set(list);

List转数组：list.toArray();

Set转List：new List(set)

Set转数组：set.toArray(arr);

Map转List：key：new List(map.keySet())；value：new List(map.values())。

Map转Set：key：map.keySet()；value：new Set(map.values())

数组转List：Arrays.asList(arr);

数组转Set：new Set(Arrays.asList(arr));

读取集合中的方法

1. 迭代器方法
2. 普通遍历
3. foreach方法