集合框架--集合框架體系概述

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 Java集合框架

集合框架體系主要如上圖所示，集合類主要分為兩大類：Collection和Map。

先簡單概述幾個相關問題。

1、先說明下什麼是集合？

      當資料多了需要儲存，需要容器，但是資料的個數又不確定的時候，無法使用陣列（陣列長度是固定的，集合長度是可變的），這時便使用了Java中的另一個容器--集合。

2、陣列與集合有哪些不同？

      陣列中儲存的是同一型別的元素，可以儲存基本資料型別值。

      集合儲存的是物件，而且物件的型別可以不一致。

3、什麼時候使用集合呢？

      當物件多的時候，先進行儲存。

  在實際的使用中，我們有了更多的需求，於是出現了集合框架，有了更多的容器（每個容器有自己的資料結構，因此其功能也不同），在不斷向上抽取的過程中，出現了體系，最終形成了集合框架.

細節：1 集合中儲存的都是物件的地址（引用）

           2 集合中是否可以儲存基本數值？不可以，但在jdk1.5後可以這麼寫，但是儲存的還是物件（基本資料型別包裝類物件）

           3 儲存的時候自動提升為Object型別，取出的時候如果需要使用元素的特有內容，必須進行向下轉型

接下來，簡單談談Collection，collection是List、Set等集合高度抽象出來的介面，它包含了這些集合的基本操作。主要分為：List和Set。

一、List介面：

通常表示一個列表（陣列、佇列、連結串列、棧等），有序的，

元素是可以重複的，通過索引就可以精確的操作集合中的元素，List介面的特有方法，都是圍繞索引定義的。

List獲取元素的方式有兩種：一種是迭代，還有一種是遍歷+get

List介面是支援對元素進行增刪改查動作的（add,set,get,remove）

常用的實現類為ArrayList和LinkedList，還有不常用的Vector（已過時）。

1、ArrayList：是陣列結構，長度是可變的，原理是（建立新陣列+複製陣列），查詢速度快，增刪較慢，不同步。ArrayList不是執行緒安全的，只能用在單執行緒環境下，多執行緒環境下可以考慮使用Collections.synchronizedList（List i）函式返回一個執行緒安全的ArrayList類，或者使用Concurrent併發包下對應的集合類。

2、LinkedList：是基於雙向迴圈連結串列實現的，是連結串列結構，不同步的，增刪速度快，查詢較慢。由於實現了Queue介面，因此也可以用於實現堆疊、佇列。

3、Vector：可以增長的陣列結構，同步的，效率很低，查詢增刪湊慢，已過時。

二、Set集合：不允許包含重複的元素（通過hashcode和equals函式保證），不保證順序，而且方法和Collection一致，set集合取出元素的方式只有一種：迭代器。

常用的實現類為HashSet和TreeSet。

1、HashSet：基於HashMap實現，雜湊表結構，不同步，保證元素的唯一性依賴於hashCode()，equals()方法。

     Hash概述：雜湊演算法hash也稱雜湊，結果叫雜湊值。陣列中儲存的都是（元素與雜湊值的）對應關係，該陣列稱為雜湊表，查詢速度比陣列快，重複元素存不進去，保證元素的唯一性。

     雜湊衝突怎麼解決？元素的雜湊值（hashcode()）一致了，這是會再次判斷元素的內容是否相同（equals()）,如果equlas返回true，意味著兩個元素相同，如果返回的是false，意味著兩個元素不相同，繼續通過演算法算出位置進行儲存（拉鍊法）。

2、TreeSet：基於TreeMap實現，實現了SortedSet介面，是有序的，新增到TreeSet中的元素要實現Comparable介面，以便使用元素的自然排序對元素進行排序，或者根據建立set時提供的Comparator進行排序。

comparable和comparator的區別：

Comparable：此介面強行對實現它的每個類的物件進行整體排序。這種排序被稱為類的自然排序，類的 compareTo 方法被稱為它的自然比較方法。

他們都是用來實現集合中元素的比較、排序的，只是comparable是在集合內部定義的方法實現的排序，而comparator是在集合外部實現的排序。

comparator位於包java.util下，而comparable位於包java.lang下。

  元素的排序比較有兩種方式：

a，元素自身具備的自然排序，其實就是實現了Comparable介面，重寫了compareTo方法。如果元素自身不具備自然排序，或者具備的自然排序不是所需要的，這時使用第二種方式。

b，比較器排序，其實就是在建立TreeSet集合時，在建構函式中指定具體的比較方式，需要定義一個類實現Comparator介面，重寫compare方法。

  到此為止，在往集合中儲存物件時，通常該物件都需要覆蓋hashcode(),equals()，同時實現Comparable介面，建立物件的自然排序。

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三、Map：抽象類AbstractMap通過介面卡模式實現了Map介面中大部分的函式，TreeMap、HashMap等實現類都是通過繼承AbstractMap來實現，另外，不常用的HashTable直接實現了Map介面，他和Vector都是JDK1.0就引入的集合類。

1、內部儲存的都是key-value鍵值對

2、必須保證鍵的唯一性，value可以有多個相同的

Map

  |--Hashtable：資料結構為雜湊表，同步的，不允許null作為鍵和值，被hashmap所替代

      |--Properties：屬性集，鍵和值都是字串，可結合流進行鍵值的操作

  |--HashMap：資料結構為雜湊表，不同步，允許null作為鍵和值，無序的

  |--TreeMap：資料結構是二叉樹，不同步，可對map集合中給的鍵進行排序

四、Iterator：是遍歷集合的迭代器（不能遍歷Map，只能遍歷Collection），Collection的實現類都實現了iterator()函式，它返回一個Iterator物件，用來遍歷集合，ListIterator則專門用來遍歷List。其中，列舉Emumeration和迭代器Iterator功能重複，Iterator多一個刪除操作，由於其名字太長，被棄用。

五、Arrays和Collections

Collections：集合框架中用於操作集合物件的工具類，都是靜態方法。

1、獲取Collection最值

2、對List集合排序，也可以二分查詢

3、對排序逆序

4、可以將非同步的集合轉成同步的集合

Arrays：用於運算元組的工具類，類中定義的都是靜態工具方法。

1、對陣列排序

2、二分查詢

3、陣列複製

4、將兩個陣列進行元素的比較，判斷兩個陣列是否相同

5、將陣列轉成字串

6、將陣列轉成list集合（asList方法），為了使用集合的方法運算元組中的元素

    注意：陣列長度是固定的，在轉成集合後，長度也是固定的，所以不要使用集合的增刪功能；如果陣列中儲存的是基本資料型別，那麼轉成集合後，陣列物件作為集合中的元素存在；如果陣列中元素是引用資料型別時，轉成集合後，陣列元素作為集合元素存在。