【读书笔记】《java从小白到大牛》对象容器——集合

集合本质是基于某种数据结构数据容器。常见的数据结构：数组（Array）、集（Set）、队列（Queue）、链表（Linkedlist）、树（Tree）、堆（Heap）、栈（Stack）和映射（Map）等结构。

Java中提供了丰富的集合接口和类，它们来自于java.util包。Java主要的集合接口和类,Java集合类型分为：Collection和Map，Collection子接口有：Set、Queue和List等接口。每一种集合接口描述了一种数据结构。

List集合

List集合中的元素是有序的，可以重复出现。

List接口的实现类有：ArrayList 和 LinkedList。ArrayList是基于动态数组数据结构的实现，LinkedList是基于链表数据结构的实现。

ArrayList访问元素速度优于LinkedList，LinkedList占用的内存空间比较大，但LinkedList在批量插入或删除数据时优于ArrayList。不同的结构对应于不同的算法，有的考虑节省占用空间，有的考虑提高运行效率，对于程序员而言，它们就像是“熊掌”和“鱼肉”，不可兼得！提高运行速度往往是以牺牲空间为代价的，而节省占用空间往往是以牺牲运行速度为代价的。

常用方法

List接口继承自Collection接口，List接口中的很多方法都继承自Collection接口的。List接口中常用方法如下

操作元素

• get(int index)：返回List集合中指定位置的元素。
• set(int index, Object element)：用指定元素替换List集合中指定位置的元素。
• add(Object element)：在List集合的尾部添加指定的元素。该方法是从Collection集合继承过来的。add(int index, Object element)：在List集合的指定位置插入指定元素。
• remove(int index)：移除List集合中指定位置的元素。
• remove(Object element)：如果List集合中存在指定元素，则从List集合中移除第一次出现的指定元素。该方法是从Collection集合继承过来的。
• clear()：从List集合中移除所有元素。该方法是从Collection集合继承过来的。

判断元素

• isEmpty()：判断List集合中是否有元素，没有返回true，有返回false。该方法是从Collection集合继承过来的。
• contains(Object element)：判断List集合中是否包含指定元素，包含返回true，不包含返回false。该方法是从Collection集合继承过来的。

查询元素

• indexOf(Object o)：从前往后查找List集合元素，返回第一次出现指定元素的索引，如果此列表不包含该元素，则返回-1。
• lastIndexOf(Object o)：从后往前查找List集合元素，返回第一次出现指定元素的索引，如果此列表不包含该元素，则返回-1。

其他

• iterator()：返回迭代器（Iterator）对象，迭代器对象用于遍历集合。该方法是从Collection集合继承过来的。
• size()：返回List集合中的元素数，返回值是int类型。该方法是从Collection集合继承过来的。
• subList(int fromIndex, int toIndex)：返回List集合中指定的 fromIndex（包括）和toIndex（不包括）之间的元素集合，返回值为List集合。

遍历集合

集合最常用的操作之一是遍历，遍历就是将集合中的每一个元素取出来，进行操作或计算。List集合遍历有三种方法：

• 01. 使用for循环遍历：List集合可以使用for循环进行遍历，for循环中有循环变量，通过循环变量可以访问List集合中的元素。
• 02. 使用for-each循环遍历：for-each循环是针对遍历各种类型集合而推出的，笔者推荐使用这种遍历方法。
• 03. 使用迭代器遍历：Java提供了多种迭代器，List集合可以使用Iterator和ListIterator迭代器。

Set集合

Set集合是由一串无序的，不能重复的相同类型元素构成的集合。

List集合强调的是有序，Set集合强调的是不重复。当不考虑顺序，且没有重复元素时，Set集合和List集合可以互相替换的。

Set接口直接实现类主要是HashSet，HashSet是基于散列表数据结构的实现。

常用方法

Set接口也继承自Collection接口，Set接口中大部分都是继承自Collection接口，这些方法如下。

操作元素

• add(Object element)：在Set集合的尾部添加指定的元素。该方法是从Collection集合继承过来的。
• remove(Object element)：如果Set集合中存在指定元素，则从Set集合中移除该元素。该方法是从Collection集合继承过来的。
• clear()：从Set集合中移除所有元素。该方法是从Collection集合继承过来的。

判断元素

• isEmpty()：判断Set集合中是否有元素，没有返回true，有返回false。该方法是从Collection集合继承过来的。
• contains(Object element)：判断Set集合中是否包含指定元素，包含返回true，不包含返回false。该方法是从Collection集合继承过来的。

其他

• iterator()：返回迭代器（Iterator）对象，迭代器对象用于遍历集合。该方法是从Collection集合继承过来的。
• size()：返回Set集合中的元素数，返回值是int类型。该方法是从Collection集合继承过来的。

遍历集合

Set集合中的元素由于没有序号，所以不能使用for循环进行遍历，但可以使用for-each循环和迭代器进行遍历。事实上这两种遍历方法也是继承自Collection集合，也就是说所有的Collection集合类型都有这两种遍历方式。

Map集合

Map（映射）集合表示一种非常复杂的集合，允许按照某个键来访问元素。Map集合是由两个集合构成的，一个是键（key）集合，一个是值（value）集合。键集合是Set类型，因此不能有重复的元素。而值集合是Collection类型，可以有重复的元素。Map集合中的键和值是成对出现的。

Map集合更适合通过键快速访问值，就像查英文字典一样，键就是要查的英文单词，而值是英文单词的翻译和解释等。有的时候，一个英文单词会对应多个翻译和解释，这是与Map集合特性对应的。

Map接口直接实现类主要是HashMap，HashMap是基于散列表数据结构的实现。

常用方法

Map集合中包含两个集合（键和值），所以操作起来比较麻烦，Map接口提供很多方法用来管理和操作集合。主要的方法如下。

操作元素

• get(Object key)：返回指定键所对应的值；如果Map集合中不包含该键值对，则返回null。
• put(Object key, Object value)：指定键值对添加到集合中。

• remove(Object key)：移除键值对。
• clear()：移除Map集合中所有键值对。

判断元素

• isEmpty()：判断Map集合中是否有键值对，没有返回true，有返回false。
• containsKey(Object key)：判断键集合中是否包含指定元素，包含返回true，不包含返回false。
• containsValue(Object value)：判断值集合中是否包含指定元素，包含返回true，不包含返回false。

查看集合

• keySet()：返回Map中的所有键集合，返回值是Set类型。
• values()：返回Map中的所有值集合，返回值是Collection类型。size()：返回Map集合中键值对数。

Map集合遍历与List和Set集合不同，Map有两个集合，因此遍历时可以只遍历值的集合，也可以只遍历键的集合，也可以同时遍历。这些遍历过程都可以使用for-each循环和迭代器进行遍历。