Java集合基礎知識
1、為什麼要使用集合
要談程式語言引入集合的原因，就不得不談到集合與陣列的差別：
（1）長度：陣列是固定長度；集合是可變長度。
（2）元素性質：陣列的元素可以是原生資料型別，也可以是引用型別；集合的元素只能是引用型別，原生資料型別必須裝箱（jdk5.0之後有自動裝箱和拆箱功能）之後才能放入集合之中。
（3）元素型別：資料在定義之初就確定了儲存資料的型別，因此也只能儲存單一一種資料型別；集合則可以儲存不同的資料型別，雖然在實際應用中通常也只用於儲存同一型別的資料。
2、集合的繼承體系結構
Java中的集合主要集中在兩部分—— java.util包和java.util.concurrent中。其中，後者是在前者的基礎上，定義了一些實現了同步功能的集合。這裡主要關注java.util包中的集合，可以簡單地劃分為三類：List、Set和Map。對應的UML圖如下：
常用的ArrayList、LinkedList、Vector、HashSet、TreeSet都是Collection介面的具體實現類；而HashMap、TreeMap、Hashtable都是Map介面的實現類。因此，我們要講集合，必須從Collection介面和Map介面入手。
3、Collection介面
Collection介面定義了集合常見的操作：
- 新增元素：add/addAll
- 刪除元素：clear\remove/removeAll
- 判斷是否包含某元素：contains/containsAll
- 判斷集合是否為空：isEmpty
- 計算集合中元素的個數：size
- 將集合轉換為陣列：toArray
- 獲取迭代器：iterator
集合的遍歷是實際開發過程中常見的需求。這裡我們以Collection的具體實現類ArrayList為例，介紹集合的三種遍歷方法，並在集合遍歷的基礎上將上述主要的集合操作方法進行演示。具體如下：
package test; import java.util.ArrayList; import java.util.Collection; import java.util.Iterator; public class CollectionTest { public static void main(String[] args) { //建立集合物件 Collection<String> list = new ArrayList<String>(); //新增元素 list.add("string1"); list.add("string2"); list.add("string3"); list.add("string4"); list.add("string5"); //方法一：用增強的for迴圈遍歷集合 for(String element :list) { System.out.println(element); } //刪除元素 list.remove("string5"); System.out.println("--------------------"); //判斷集合中是否包含“string5” System.out.println(list.contains("string5")); //判斷集合是否為空 System.out.println(list.isEmpty()); //計算集合中的元素個數 int number = list.size(); System.out.println(number); System.out.println("--------------------"); //方法二：陣列遍歷法，將集合轉化為陣列，基於陣列遍歷集合 //首先，將集合轉化為陣列 Object[] array = list.toArray(); //然後，用普通的for迴圈遍歷集合（當然也可以用增強的for迴圈） for(Object element : array) { System.out.println(element); } System.out.println("--------------------"); //方法三：採用迭代器遍歷陣列 for(Iterator<String> iterator = list.iterator(); iterator.hasNext();) { String string = iterator.next(); System.out.println(string); } } }
4、List子介面
ArrayList、LinkedList、Vector等具體類並不直接實現Collection介面，而是實現Collection的子介面List。List子介面定義了Collection所不具備的功能，其特點是有序、可重複。List的特有功能包括：
- 在指定位置新增元素：add
- 刪除索引元素： remove
- 獲取制定位置的元素：get
- 修改元素：set
- 獲取迭代器：ListIterator
具體實現類及其特點簡單概括如下：
（1）ArrayList：底層資料結構是陣列，查詢快，增刪慢；
（2）Vector ：底層資料結構是陣列，查詢快，增刪慢，執行緒安全，效率低；
（3）LinkedList：底層資料結構是連結串列，查詢慢，增刪快，執行緒不安全，效率高。
5、Set子介面
同樣，HashSet、TreeSet等具體類也並不直接實現Collection介面，而是實現Collection的子介面Set。Set子介面定義了Collection所不具備的功能，其特點是無序、唯一。
Set的具體實現類及其特點簡單概括如下：
（1）HashSet：底層資料結構是雜湊表；依賴hashCode()和equals()兩個方法；
（2）LinkedHashSet：底層資料結構是連結串列和雜湊表，由連結串列保證元素有序，由雜湊表保證元素唯一；
（3）TreeSet：底層資料結構是紅黑樹，保證元素排序的方式自然排序、比較器排序，根據比較的返回值是否是0來決定元素的唯一性。
6、Map介面
Map儲存的是鍵值對形式的元素。鍵唯一，值可以重複。Map的主要功能總結如下：
新增元素：put
刪除元素：clear/remove
判斷是否包含值\鍵：containsValue\ containsKey
判斷是否為空：isEmpty
獲取值\鍵的集合：get\keySet\values
獲取長度：size
在此以HashMap為例演示集合的遍歷：
package test;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Map.Entry;
import java.util.Set;
public class MapTest
{
public static void main(String[] args)
{
Map<Integer, String> map = new HashMap<Integer, String>();
map.put(1, "string1");
map.put(2, "string2");
map.put(3, "string3");
map.put(4, "string4");
map.put(5, "string5");
//遍歷方法一：以鍵找值
Set<Integer> set = map.keySet();
for(Integer key : set)
{
String value = map.get(key);
System.out.println(key + " : " + value);
}
System.out.println("--------------------");
//刪除元素
map.remove(2);
//判斷是否為空
System.out.println(map.isEmpty());
//獲取長度
System.out.println(map.size());
System.out.println("--------------------");
//遍歷方法二：鍵值對物件
Set<Entry<Integer, String>> set2 = map.entrySet();
for(Map.Entry<Integer, String> entry : set2)
{
Integer key = entry.getKey();
String value = entry.getValue();
System.out.println(key + " + " + value);
}
}
}Map的具體實現類及其特點簡單概括如下：
（1）HashMap：基於雜湊表的Map介面實現，雜湊表的作用是用來保證鍵的唯一性的，要保證唯一性必須重寫hashCode()和equals()方法；
（2）LinkedHashMap：基於雜湊表和連結列表實現，具有可預知的迭代順序，由雜湊表保證鍵的唯一性，由連結串列保證鍵的有序性
（3）TreeMap：是基於紅黑樹的Map介面的實現，保證元素排序的方式有自然排序和比較器排序。