java的collection集合

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1.集合的由来

数组的长度是固定的，当需要增加或减少元素时需要对数组重新定义，太麻烦了。java内部给我们提供了集合类，能存储任意对象，长度可以改变的，随着元素的增加而增加，随着元素的减少而减少。

2.数组和集合的区别

（1）数组既可以存储基本数据类型，又可以存储引用数据类型（存储基本数据类型时存储的是值，存储引用数据类型的是地址值）。集合只能存储引用数据类型，但是实际用的时候可以存储基本数据类型，为什么呢？（是因为在存储的时候进行了自动装箱，例如 int 自动装箱为integer）

（2）数组长度是固定的，不能自动增长。集合的长度是可变的，根据元素的增加而增长。

3.数组和集合什么时候用

（1）如果元素个数是固定的推荐用数组（为什么不一直用集合呢？举个例子，你要存储固定的50个元素，用数组直接划分50个空间就可以存储了。但是用集合的话，例如，某些集合的底层原理是使用数组做的[ArrayList]，他会先创建10个空间，不够再增长到1.5倍，到15，再不够再增长，效率低。）

（2）如果元素个数不是固定的推荐用集合

4.集合继承体系

看API文档可以知道Collection是接口。

而且还有两大子类接口List和Set。

List和Set下会有各种实现类。如下图：

5.各个接口或类常用方法

• Collection接口

Collection是一个接口，所以不能实例化，即不能创建对象。

Collection有几个常见的接口方法，可以体验一下：

boolean add(E e)  添加元素

boolean remove(Object o)   删除元素

void clear()  清除集合

boolean contains(Object o)  是否包含

boolean isEmpty()  是否为空集合

int size()  集合元素的个数

object[] toArray  把集合转换为对象数组

boolean addAll(Collection<? extends E> c)    把另一个集合的元素添加到该集合

boolean removeAll(Collection<?> c)    删除指定集合中包含的所有此集合的元素

boolean containsAll(Collection<?> c)    如果此集合包含指定 集合中的所有元素，则返回true

boolean retainAll(Collection<?> c)   仅保留此集合中包含在指定集合中的元素(注意这个返回值比较反人类，后面示例2验证)

Iterator<E> iterator()    返回集合的迭代器

示例1：(toArray方法)

public static void main(String[] args) {
        Collection c = new ArrayList();
        c.add(new Students("张三",13));  // 这里其实实现了自动装箱，Object o = new Students("张三",13),因为add的参数是Object对象
        c.add(new Students("李四",14));
        c.add(new Students("王五",15));

        //遍历集合，先把集合转化为数组，然后遍历
        Object[] arr= c.toArray();   // 注意返回值是Object对象，不是Students对象
        for (int i = 0;i < arr.length;i++){
            // 如果要用到子类的特有的属性或者方法，比较向下转型为子类对象
            Students s = (Students) arr[i];
            System.out.println(s.getName() + "---" + s.getAge());  // 当然，你也可以重写toString方法直接输出,就不用向下转型了
        }
    }

示例2：(retainAll方法)

 public static void main(String[] args) {
        Collection c = new ArrayList();
        c.add(100);
        c.add(200);
        c.add(300);
        Collection c2 = new ArrayList();
        c2.add(100);
        c2.add(200);
        c2.add(300);
//        c2.add(400);
        Boolean flag = c.retainAll(c2);   // 返回值有点古怪！c如果变化了，就是true。如果没变化就是false
        System.out.println(c);
        System.out.println(flag);

    }

• List接口

List是一个接口，不能实例化。

List有几个Collection没有的接口方法。

void add(int index,E element)    在指定索引添加元素

E remove(int index)    删除指定索引的元素

E get(int index)    获取指定索引的元素

E set(int index,E element)    修改指定索引的值

易错点：(remove方法)

public static void main(String[] args) {
        List l = new ArrayList();
        l.add(100);
        l.add(200);
        l.add(300);
        /*IndexOutOfBoundsException.注意，虽然Colletion有这个remove(Object o)接口方法，
        但是remove([如果是int类型])不会自动装包，所以输入数字的时候默认是index。但是如果是其他类型是可以的。*/
        l.remove(100);
        System.out.println(l);

    }

• ArrayList、LinkedList、Vetor类

ArrayList类底层是数组实现的。线程不安全，效率高。查询修改快，增删慢。

Vetor类底层是数组实现的。线程安全，效率低。查询修改快，增删慢。(基本已经被ArrayList取代了)

LinkList类底层是链表实现的。线程不安全，效率高。增删快，查询修改慢。

* 如果增删多用LinkedList，如果查询修改多用ArrayList

• Set接口

打开API文档看了下，set接口的接口方法基本上和Collection的接口一样，所以可以set接口方法的使用可以参考上面的Collection接口方法。

• HashSet类

HashSet类是Set接口的实现类。HashSet只能存储不同的元素、

boolean add(E e)    将指定的元素添加到此集合（如果尚未存在）

但是add对象的时候出现了问题：

public static void main(String[] args) {
        HashSet<Students> hs = new HashSet<>();
        hs.add(new Students("张三",13));
        hs.add(new Students("张三",13));
        hs.add(new Students("李四",14));
        hs.add(new Students("李四",14));
        hs.add(new Students("李四",14));
        for (Students s:hs) {
            System.out.println(s);
        }
    }

// 输出结果：
Students{name='张三', age=13}
Students{name='李四', age=14}
Students{name='李四', age=14}
Students{name='张三', age=13}
Students{name='李四', age=14}

如果我们把同名与同年龄的看做同一个对象，希望输出结果只有张三，李四呢？

根据ArrayList遇到这种情况的时候，第一时间想到了equals方法，重写equals方法试试：

@Override
public boolean equals(Object obj) {
    Students s = (Students)obj;
    return this.name.equals(s.name)  && this.age == s.age;
}

运行，发现并不可行，输出结果还是那个。问题出在哪里？

其实HashSet的判断方式是这样的，先判断hashCode，如果hashCode一样，才会判断equals方法。如果hashCode不一样，那么直接认为他们是不一样的。

我们先让Students对象的hashCode都是一个数，尝试一下：

@Override
public int hashCode() {
    return 10;
}

发现结果符合我们的预期了，返回的是张三、李四两个对象。是因为大家的hashCode都一样，然后就运行equals方法进行比较。

但是这样的话，hashCode的方法就完全没有意义了。而且每次都会运行equals方法，效率很低。设想这么一个场景，每个对象都是不一样的，然而返回的哈希值一样，然后每一个都运行equals方法进行比较，效率十分低。

最理想的状态就是运行hashCode方法时相同的对象就是相同的值，不同的对象就是不同的值。这样才是最高效率的。而equals方法只是一个后备，万一不同的对象算出来的哈希值一样，equals方法才用的上。所以必须hashCode方法与equals方法都必须重写！

比较重要的是要想办法重写一个漂亮的hashCode方法。但是IDE已经帮我们完成了这个- -

IDEA下Alt+Insert选择equals and hashCode就行了。

• LinkedHashSet类（上面的图没有画出来）

LinkedHashSet是HashSet的子类，用法基本和HashSet一样。LinkedHashSet底层是用链表与哈希表实现。LinkedHashSet最大的特点就是它是Set族中唯一一个能怎么存怎么取的。

• TreeSet集合

TreeSet集合可以对元素进行排序，当然也可以保证元素的唯一。

关于TreeSet要注意的内容比较多，可以见我的另一篇博文：