Java集合超详细整理——Onjava8

java.util包中提供了一套相当完整的集合类，来储存复杂的对象，且只能存放对象，即时它保存的是基本数据类型，也会将它自动转换成Integer包装类型之后再存入集合中。集合中存放的都是对象的引用而非对象那个本身。

数组和集合的区别：

1. 数组长度固定，集合长度可变
2. 数组可以存值也可以存对象的引用，但集合只能存对象的引用。

集合中的泛型和类型安全

import java.util.*;

class Apple {
  private static long counter;
  private final long id = counter++;
  public long id() { return id; }
}

class Orange {}

public class ApplesAndOrangesWithoutGenerics {
  public static void main(String[] args) {
    ArrayList apples = new ArrayList();
    for(int i = 0; i < 3; i++)
      apples.add(new Apple());
    apples.add(new Orange());
    for(Object apple : apples) {
      ((Apple) apple).id();

    }
  }
}

在这个例子中，Apple和Orange都被添加到了集合当中，两个截然不同的类为什么可以被添加到同一个集合中，答案就是他们的父类都是Object类而List保存的是Object类对象，所以不论是编译期还是执行期都可以将Orange放入List中，不会出现任何问题。但是当你调用get()方法想要取出你认为是Apple的对象时必须将Object向下强制转换成Apple。但是在将Orange对象转换到Apple对象时会报ClassCastExcption转换异常。

为了防止这种错误我们采用了泛型在 apples 定义的右侧，可以看到 new ArrayList<>() 。这有时被称为“菱形语法”（diamond syntax）。在 Java 7 之前，必须要在两端都进行类型声明，如下所示：

ArrayList<Apple> apples = new ArrayList<Apple>();

随着类型变得越来越复杂，这种重复产生的代码非常混乱且难以阅读。程序员发现所有类型信息都可以从左侧获得，因此，编译器没有理由强迫右侧再重复这些。虽然类型推断（type inference）只是个很小的请求，Java 语言团队仍然欣然接受并进行了改进。有了 ArrayList 声明中的类型指定，编译器会阻止将 Orange 放入 apples ，因此，这会成为一个编译期错误而不是运行时错误。使用泛型，从 List 中获取元素不需要强制类型转换。因为 List 知道它持有什么类型，因此当调用 get() 时，它会替你执行转型。因此，使用泛型，你不仅知道编译器将检查放入集合的对象类型，而且在使用集合中的对象时也可以获得更清晰的语法。通过使用泛型我们可以更加规范插入集合的元素类型。

集合的基本组成

集合包含两大基本概念，表现为两大接口：Collection，Map

1. **Collection：**一个独立元素的序列，这些元素都服从一条或多条规则。List 必须以插入的顺序保存元素， Set 不能包含重复元素， Queue 按照排队规则来确定对象产生的顺序（通常与它们被插入的顺序相同）。
2. Map： 一组成对的“键值对”对象，允许使用键来查找值。 ArrayList 使用数字来查找对象，因此在某种意义上讲，它是将数字和对象关联在一起。 map 允许我们使用一个对象来查找另一个对象，它也被称作关联数组（associative array），因为它将对象和其它对象关联在一起；或者称作字典（dictionary），因为可以使用一个键对象来查找值对象，就像在字典中使用单词查找定义一样。

Iterators迭代器

迭代器（也是一种设计模式）的概念实现了这种抽象。迭代器是一个对象，它在一个序列中移动并选择该序列中的每个对象，而客户端程序员不知道或不关心该序列的底层结构。另外，迭代器通常被称为轻量级对象（lightweight object）：创建它的代价小。因此，经常可以看到一些对迭代器有些奇怪的约束。例如，Java 的 Iterator 只能单向移动。这个 Iterator 只能用来：

1. 使用 iterator() 方法要求集合返回一个 Iterator。 Iterator 将准备好返回序列中的第一个元素。
2. 使用 next() 方法获得序列中的下一个元素。
3. 使用 hasNext() 方法检查序列中是否还有元素。
4. 使用 remove() 方法将迭代器最近返回的那个元素删除。

List集合

List承诺将元素保存在特定的序列中，基本的List的实现类有两种，ArrayList和LinkedList；ArrayList和LinkedList都同时实现了List接口并且继承了AbstractList类。

• ArrayList擅长随机访问元素，但在进行中间插入和删除元素时较慢。
• LinkedList再进行中间插入和删除操作时代价更小，并且提供了优化的顺序访问；但它在随机访问中速度是较慢的。

Set集合

Set 不保存重复的元素。 如果试图将相同对象的多个实例添加到 Set 中，那么它会阻止这种重复行为。 Set 最常见的用途是测试归属性，可以很轻松地询问某个对象是否在一个 Set 中。因此，查找通常是 Set 最重要的操作，因此通常会选择 HashSet 实现，该实现针对快速查找进行了优化。Set 具有与 Collection 相同的接口，因此没有任何额外的功能，不像前面两种不同类型的 List 那样。实际上， Set 就是一个 Collection ，只是行为不同。

Set接口的子类有HashSet，TreeSet，LinkedHashSet。HashSet使用了散列表，TreeSet使用了红黑树的数据结构来储存，而LinkedHashSet则是在使用散列表的基础上使用了链表来维护元素的插入顺序。

映射Map（双列集合）

元素包含两个值（key,value）即键值对， key不允许重复，value可以重复, key与value是一一对应的。元素无序；

Map不是继承的Collection，Map 是一组成对的“键值对”对象，允许使用键来查找值。map 允许我们使用一个对象来查找另一个对象，它也被称作关联数组（associative array），因为它将对象和其它对象关联在一起；或者称作字典（dictionary），因为可以使用一个键对象来查找值对象，就像在字典中使用单词查找定义一样。

Map的四种遍历方式

1. 普遍使用，二次取值

System.out.println("通过Map.keySet遍历key和value：");
  for (String key : map.keySet()) {
   System.out.println("key= "+ key + " and value= " + map.get(key));
  }

2. 通过Map.entrySet使用iterator遍历key和value

System.out.println("通过Map.entrySet使用iterator遍历key和value：");
  Iterator<Map.Entry<String, String>> it = map.entrySet().iterator();
  while (it.hasNext()) {
   Map.Entry<String, String> entry = it.next();
   System.out.println("key= " + entry.getKey() + " and value= " + entry.getValue());
  }

3. 通过Map.entrySet使用iterator遍历key和value

 System.out.println("通过Map.entrySet遍历key和value");
  for (Map.Entry<String, String> entry : map.entrySet()) {
   System.out.println("key= " + entry.getKey() + " and value= " + entry.getValue());
  }

4. 通过Map.values()遍历所有的value，但不能遍历key

System.out.println("通过Map.values()遍历所有的value，但不能遍历key");
  for (String v : map.values()) {
   System.out.println("value= " + v);
  }
 }

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