15.集合框架的学习

一、简介

集合框架（Collection Framework） 是 Java 提供的一套用于存储、操作和处理数据集合的标准化架构。它主要位于
java.util 包中，提供了一组接口和 实现类，用于操作不同类型的数据集合，如列表（List）、集合（Set）和映射（Map）等。

Java集合框架位于java.util包中
Collection是Set和List的父类，Collections是工具类，提供了对集合进行排序、遍历等多种算法的实现。
ArrayList: 有序(放进去顺序和拿出来顺序一致)，可重复
HashSet: 无序(放进去顺序和拿出来顺序不一定一致)，不可重复

1. 集合框架的核心组件

Java 集合框架主要由接口、 实现类 和算法组成。

（1）核心接口

Java 集合框架中最重要的接口有：

Collection 接口（顶级接口，List 和 Set 继承自它）
- List（列表）：有序，可重复（如 ArrayList、LinkedList）
- Set（集合）：无序，元素唯一（如 HashSet、TreeSet）
- Queue（队列）：按特定顺序处理元素（如 LinkedList、PriorityQueue）
Map（映射）：键值对存储，不允许键重复（如 HashMap、TreeMap）

（2）主要实现类

|-----------|-----------------------------------|------------------|
| 接口 | 主要实现类 | 特点 |
| List | ArrayList 、 LinkedList 、 Vector | 有序，可重复 |
| Set | HashSet 、 LinkedHashSet 、 TreeSet | 无序（或排序），不重复 |
| Queue | PriorityQueue 、 ArrayDeque | 先进先出（FIFO）或优先级处理 |
| Map | HashMap 、 LinkedHashMap 、 TreeMap | 键值对存储，不允许键重复 |

java 复制代码

@Test
public void test1() {
    //数组最大问题是长度固定，而且要操作下标
    Student[] array = new Student[3];

    ArrayList<Student> list = new ArrayList<>();
    Student student1 = new Student();
    Student student2 = new Student();
    Student student3 = new Student();
    Student student4 = new Student();
    list.add(student1);
    list.add(student2);
    list.add(student3);
    list.add(student4);
    list.add(student1);

    //有序可重复
    //有序：你放进去的顺序和拿出来的顺序一致
    //ArrayList<String> list1 = new ArrayList<>();
    List<String> list1 = new ArrayList<>();
    list1.add("Java");
    list1.add("UI");
    list1.add("H5");
    list1.add("H5");
    list1.add("aa");
    for (String str : list1) {
        System.out.println(str);
    }
    System.out.println("-------------------");
    //无序不重复
    //无序：放进去顺序和拿出来的顺序可能是不一致的
    //HashSet<String> set = new HashSet<String>();
    Set<String> set = new HashSet<>();
    set.add("Java");
    set.add("UI");
    set.add("H5");
    set.add("H5");
    set.add("aa");
    for (String str : set) {
        System.out.println(str);
    }
}

注意：

jdk1.7版本之前创建集合对象必须把前后的泛型都写上

ArrayList list = new ArrayList();

jdk1.7版本之后，=号后面的泛型可以省略，后面的泛型可以根据前面的泛型推导出来

ArrayList list = new ArrayList<>();

二、ArrayList和LinkedList区别

队列

java 复制代码

LinkedList linkedList = new LinkedList();
linkedList.addFirst("A");
linkedList.removeFirst();
linkedList.addLast("B");
linkedList.removeLast();

ArrayList和LinkedList的大致区别如下:

ArrayList是实现了基于动态数组的数据结构，LinkedList基于链表的数据结构。

对于随机访问get和set，ArrayList觉得优于LinkedList，因为LinkedList要移动指针。

对于新增和删除操作add和remove，LinedList比较占优势，因为ArrayList要移动数据。

ArrayList内部是使用可増长数组实现的，所以是用get和set方法是花费常数时间的，但是如果插入元素和删除元素，

除非插入和删除的位置都在表末尾，否则代码开销会很大，因为里面需要数组的移动。

LinkedList是使用双链表实现的，所以get会非常消耗资源，除非位置离头部很近。但是插入和删除元素花费常数时间。

三、队列

Queue先进先出 FIFO Firt In First Out

客服电话、12306排队买票、滴滴打车

java 复制代码

LinkedList linkedList = new LinkedList();
linkedList.addLast("A");
linkedList.addLast("B");
linkedList.addLast("C");
linkedList.removeFirst();

四、Map

1、Map

Map key,value

Set> set = map.entrySet();

map.keySet();

Map接口

1、Collection中的集合，元素是孤立存在的（理解为单身），向集合中存储元素采用一个个元素的方式存储。

2、Map中的集合，元素是成对存在的(理解为夫妻)。每个元素由键与值两部分组成，通过键可以找对所对应的值。

3、Collection中的集合称为单列集合，Map中的集合称为双列集合。

4、需要注意的是，Map中的集合不能包含重复的键，值可以重复；每个键只能对应一个值。

5、Map中常用的集合为HashMap集合、LinkedHashMap集合。

Map接口中的常用方法

java 复制代码

public static void main(String[] args) {
    // 创建Map对象
    Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();
    // 给map中添加元素
    map.put("星期一", "Monday");
    map.put("星期日", "Sunday");
    System.out.println(map); // {星期日=Sunday, 星期一=Monday}
    // 根据指定的key获取对应的value
    String en = map.get("星期日");
    System.out.println(en); // Sunday
    // 根据key删除元素,会返回key对应的value值
    String value = map.remove("星期日");
    System.out.println(value); // Sunday
    System.out.println(map); // {星期一=Monday}
}

2、Map集合遍历键找值方式：

1、keySet

键找值方式：即通过元素中的键，获取键所对应的值

1.获取Map集合中所有的键，由于键是唯一的，所以返回一个Set集合存储所有的键

2.遍历键的Set集合，得到每一个键

3.根据键，获取键所对应的值

java 复制代码

public void test1() {
    // 创建Map对象
    Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();
    // 给map中添加元素
    map.put("邓超", "孙俪");
    map.put("李晨", "范冰冰");
    map.put("刘德华", "柳岩");
    // 获取Map中的所有key
    Set<String> keySet = map.keySet();
    // 遍历存放所有key的Set集合
    Iterator<String> it = keySet.iterator();
    while (it.hasNext()) {
        // 得到每一个key
        String key = it.next();
        // 通过key获取对应的value
        String value = map.get(key);
        System.out.println(key + "=" + value);
    }
}

2、entrySet

Map集合遍历键值对方式

键值对方式：即通过集合中每个键值对(Entry)对象，获取键值对(Entry)对象中的键与值。

操作步骤与图解：

1.获取Map集合中，所有的键值对(Entry)对象，以Set集合形式返回。

2.遍历包含键值对(Entry)对象的Set集合，得到每一个键值对(Entry)对象

3.通过键值对(Entry)对象，获取Entry对象中的键与值。

注意：Map集合不能直接使用迭代器或者foreach进行遍历。但是转成Set之后就可以使用了**↓**

java 复制代码

@Test
public void test1() {
    Map<String, String> map = new HashMap<>();
    map.put("cn", "中国");
    map.put("us", "美国");
    map.put("uk", "英国");
    Set<Map.Entry<String, String>> entrySet = map.entrySet();
    for (Map.Entry<String, String> entry : entrySet) {
        System.out.println(entry.getKey() + " : " + entry.getValue());
    }
    System.out.println("-----------");
    String country = map.get("cn");
    System.out.println(country);
    System.out.println("-----------");
    Set<String> keySet = map.keySet();
    for (String key : keySet) {
        System.out.println(key + " : " + map.get(key));
    }
}

@Test
public void test2() {
    // 创建Map对象
    Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();
    // 给map中添加元素
    map.put("邓超", "孙俪");
    map.put("李晨", "范冰冰");
    map.put("刘德华", "柳岩");
    // 获取Map中的所有key与value的对应关系
    Set<Map.Entry<String, String>> entrySet = map.entrySet();
    // 遍历Set集合
    Iterator<Map.Entry<String, String>> it = entrySet.iterator();
    while (it.hasNext()) {
        // 得到每一对对应关系
        Map.Entry<String, String> entry = it.next();
        // 通过每一对对应关系获取对应的key
        String key = entry.getKey();
        // 通过每一对对应关系获取对应的value
        String value = entry.getValue();
        System.out.println(key + "=" + value);
    }
}