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Java-集合

课程目标

1.集合的概念

2.Collection接口

3.List接口与实现类

4.泛型和工具类

5.Set接口与实现类

6.Map接口与实现类

1.集合的概念

概念：对象的容器，定义了对多个对象进行操作的常用方法。可实现数组的功能。

和数组的区别：

数组长度固定，集合长度不固定；
数组可以存储基本类型和引用类型，集合只能存储引用类型。

位置：java.util.*;

2.Collection接口

2.1 Collection体系集合

2.2 Collection父接口

特点：Collection是集合的根接口。Collection表示一组对象，这些对象也称为collection的元素。一些collection允许有重复的元素，而另一些则不允许。一些collection是有序的，而另一些则是无序的。JDK不提供接口的任何直接实现：它提供更具体的子接口（如Set和List）实现。此接口通常用来传递collection，并在需要最大普遍性的地方操作这些collection。

方法：

boolean add(Object obj) //添加一个对象
boolean addAll(Collection c) //将一个集合中的所有对象添加到此集合中。
void clear() //清空刺激和中的所有对象。
boolean contains(Object o) //检查此集合中是否包含o对象。
boolean equals(Object o) //比较此集合中是否与指定对象相等。
boolean isEmpty() //判断此集合是否为空
boolean remove(Object o) //在此集合中移除o对象
is size() //返回此集合中的元素个数。
Object[] toArray() //将此集合和转换成数组。

对于方法的演示，这里就不操作了，你可以用其具体实现类操作，比如ArrayList等。

但是这里对遍历的重点知识说明以下：第一种就是用增强for循环遍历，第二种就是用Collection接口的Iterator接口遍历。

对于Iterator接口，有三个重要的方法：hasNext();next()和remove()。其实就遍历而言用前两个方法配合就可以了，那为什么还需要第三个方法呢？这是因为在用Iterator遍历过程中是不能用Collection接口的remove方法删除元素的，如果这样做会报错。

3.List接口与实现类

3.1 List接口的使用

特点：有序（是添加顺序和获取顺序一致，并非排序）、有下标（可以通过下标访问，但是我们用Collection接口时，就未必可以用下标访问，因为还有Set接口的元素集合，因此这里遍历就又多了个普通for循环）、元素可以重复。

方法：（除去Collection的方法，新增了一些因角标而特有的方法）

void add(int index,Object o) //在index位置插入对象o。
boolean addAll(int index, Collection c) //将一个集合中的元素添加到此集合中的index位置。
Object get(int index) //返回集合中指定位置的元素。
List subList(int fromIndex, int toIndex) //返回fromIndex和toIndex之间的集合元素。

遍历：上面对于Collection接口有两种遍历方式，这里对于List接口共有四种遍历方式（其实也算三种）：普通for循环（借用角标）；增强for循环；通过Iterator迭代器；通过ListIterator

对于第四种方法，我这里特别说明以下，这个迭代器是在原有Iterator（三个方法）的基础上进行了增强

ListIterator接口允许程序沿任一方向进行迭代遍历，在迭代期间修改列表，并获取列表中迭代器的当前位置。ListIterator不指向任何元素，其光标始终位于通过调用previous()返回的元素和通过next()返回的元素之间。长度为n的列表的迭代器具有n+1可能的光标位置。

对于反向遍历，需要注意的是，刚开始遍历List时，光标时位于开始的，时不能反向遍历的，只有移动一些位置后才可以反向遍历。

List方法：

3.2 List接口的实现类

ArrayList【重点】

数组结构实现（内部维护的是数组）。查询快（为什么）、增删慢（为什么）；
JDK1.2版本加入的，运行效率快、线程不安全。

Vector：

数组结构实现（和ArrayList一样维护的是数组结构），查询快、增删慢；
JDK1.0版本，运行效率慢（为什么）、线程安全。

LinkedList【重点】

链表结构实现（内部维护的是双向链表），增删快（为什么），查询慢（为什么）。

3.2.1 ArrayList

package com.yuncong.java_collection;
import java.util.ArrayList;
//ArrayList:查询遍历快，增加删除慢
public class ArrayListDemo01 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建集合
        ArrayList arrayList = new ArrayList<>();
        // 1.添加元素
        Student s1 = new Student(22,"张三丰");
        Student s2 = new Student(18, "张无忌");
        Student s3 = new Student(17, "苦无");
        arrayList.add(s1);
        arrayList.add(s2);
        arrayList.add(s3);
        arrayList.add(s3);
        System.out.println("元素个数:"+arrayList.size());
        System.out.println(arrayList.toString());
        //2.删除元素
        arrayList.remove(s3);
        System.out.println("删除之后元素个数：" + arrayList.size());
        //注意：此时是无法删除s2的，因为这个删除比较的是equals方法，在没有重写前底层是equals(this==obj)，即比较的地址。
        arrayList.remove(new Student(18, "张无忌")); 
        System.out.println("再次删除之后元素个数：" + arrayList.size());
    }
}

运行结果：

下面这个代码是Student类重写equals方法（要记住这五步走战略）：此外需要注意的是，重写这个equals方法后，不仅remove方法可以删除同名同龄的新对象，用contains方法判断是否存在也可以（没有重写前返回是false）

还有其它方法，比如indexOf，也可以传入一个新new的同名同龄的对象。因此可以得出结论，但凡是该方法传入了对象，那么我重写equals方法后，传入新new的对象，就会使用该新的equals方法，当然前提是该方法用到了equals。

    //重写equals方法的五步走战略
    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        // 判断是不是同一个对象
        if (this == obj) {
            return true;
        }
        //2. 判断是否为空
        if (obj == null) {
            return false;
        }
        //3.判断是否是Student类型
        if (obj instanceof Student) {
            Student s = (Student) obj;
            // 4.比较属性
            if (this.name.equals(s.getName()) && this.age == s.getAge()) {
                return true;
            }
        }
        //5.不满足条件返回false
        return false;
    }

此时再次运行则删除成功：

package com.yuncong.java_collection;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.ListIterator;
//ArrayList:查询遍历快，增加删除慢
public class ArrayListDemo01 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建集合
        ArrayList arrayList = new ArrayList<>();
        // 1.添加元素
        Student s1 = new Student(22,"张三丰");
        Student s2 = new Student(18, "张无忌");
        Student s3 = new Student(17, "苦无");
        arrayList.add(s1);
        arrayList.add(s2);
        arrayList.add(s3);
        arrayList.add(s3);
        System.out.println("元素个数:"+arrayList.size());
        System.out.println(arrayList.toString());
        //2.删除元素
        arrayList.remove(s3);
        System.out.println("删除之后元素个数：" + arrayList.size());
        //注意：此时是无法删除s2的，因为这个删除比较的是equals方法，在没有重写前底层是equals(this==obj)，即比较的地址。
        arrayList.remove(new Student(18, "张无忌"));
        System.out.println("重写Student类中的equals方法后再次删除之后元素个数：" + arrayList.size());
        //3.遍历元素【重点】
        //3.1使用普通for循环
        //3.2使用增强for循环
        //3.3使用Iterator迭代器
        System.out.println("==========使用Iterator迭代器遍历========");
        Iterator iterator = arrayList.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            Student next = (Student) iterator.next();
            System.out.println(next);
        }
        //3.4使用ListIterator迭代器
        System.out.println("==========使用ListIterator迭代器遍历========");
        ListIterator listIterator = arrayList.listIterator();
        while (listIterator.hasNext()) {
            Student next = (Student) listIterator.next();
            System.out.println(next);
        }
        System.out.println("==========使用ListIterator迭代器逆序遍历========");
        while (listIterator.hasPrevious()) {
            Student previous = (Student) listIterator.previous();
            System.out.println(previous);
        }
        //4.判断
        System.out.println(arrayList.contains(s1));
        System.out.println(arrayList.contains(new Student(22,"张三丰")));
        System.out.println(arrayList.isEmpty());
        //5.查找
        System.out.println(arrayList.indexOf(s1));
        System.out.println(arrayList.indexOf(new Student(22,"张三丰")));
    }
}

运行结果：

源码分析：

DEFAULT_CAPACITY=10;默认容量

注意：如果没有向集合中添加任何元素时，容量0，添加一个元素之后，容量10

每次扩容大小是原来的1.5倍。

elementData存放元素的数组

size实际元素个数

add{}添加元素

3.2.2 Vector

该类的用法和ArrayList相似，这里就不再说了。面试可能用到，平时很少使用，至于为什么很少使用？百度一下

3.2.3 LinkedList

package com.yuncong.java_collection;
import java.util.Iterator;
import java.util.LinkedList;
import java.util.ListIterator;
public class LinkedListDemo01 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合
        LinkedList<Object> linkedList = new LinkedList<>();
        //1.添加元素
        Student s1 = new Student(22,"张三丰");
        Student s2 = new Student(18, "张无忌");
        Student s3 = new Student(17, "苦无");
        linkedList.add(s1);
        linkedList.add(s2);
        linkedList.add(s3);
        linkedList.add(s3);
        System.out.println("元素个数：" + linkedList.size());
        System.out.println(linkedList.toString());
        //2.删除
        linkedList.remove(s3);
        System.out.println("用remove直接传引用删除后个数：" + linkedList.size());
        linkedList.remove(new Student(17, "苦无"));
        System.out.println("重写equals方法后，用new对象删除后个数：" + linkedList.size());
        //3.遍历
        //3.1普通for循环
        System.out.println("普通for循环遍历");
        for (int i = 0; i < linkedList.size(); i++) {
            System.out.println(linkedList.get(i));
        }
        //3.2增强for循环
        System.out.println("利用增强for循环遍历");
        for (Object o : linkedList) {
            System.out.println(o);
        }
        //3.3利用Iterator迭代器遍历
        System.out.println("利用迭代器遍历");
        Iterator<Object> iterator = linkedList.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            Student next = (Student) iterator.next();
            System.out.println(next);
        }
        //3.4利用ListIterator
        System.out.println("利用列表迭代器");
        ListIterator<Object> objectListIterator = linkedList.listIterator();
        while (objectListIterator.hasNext()) {
            System.out.println(objectListIterator.next());
        }
        //4.判断
        System.out.println(linkedList.contains(s1));
        System.out.println(linkedList.isEmpty());
        //5.获取
        System.out.println(linkedList.indexOf(s1));
    }
}

运行结果：

源码分析：

4.泛型和工具类

Java泛型是JDK1。5中引入的一个新特性，其本质是参数化类型，把类型作为参数传递。（其实也就是说用这个类、接口或方法可以传入一个类型参数，可以使用该泛型（表示类型）创建变量等操作，但是不能用来创建对象，如T t = new T();为什么不能？？因为你不知道是什么类型，万一这个类型没有无参构造，或者该公祖奥方法是私有的怎么办？？）

常见形式有泛型类、泛型接口、泛型方法。

语法：<T,...> T称为类型占位符，表示一种引用类型。（不能是基本类型）

好处：

提高代码的重用性；（演示后才会理解，如用泛型方法的时候，一个方法搞定所有类型数据，其实我这里就有疑问，那平时我们用的print、println方法为什么不用泛型呢，以后我可以研究一下）
放置类型转换异常，提高代码的安全性。（演示后才会理解，在）

泛型类

package com.yuncong.java_collection;
//泛型类
//语法：类名<T>，如果添加多个泛型，用逗号隔开<T,K,E,V>
public class GenericDemo01<T> {
    //使用泛型可以创建变量，但无法实例化
    T t;
    //泛型作为方法的参数
    public void show(T t) {
        System.out.println(t);
    }
    //3泛型作为方法的返回值
    public T getT() {
        return t;
    }
    public static void main(String[] args) {
        //使用泛型创建对象（此时就不能使用泛型了，要传递给他具体的类型，且必须是引用类型,如果要用基本类型，必须是包装类）
        GenericDemo01<String> genericDemo01 = new GenericDemo01<>();
        genericDemo01.t = "我和你";
        genericDemo01.show("大家好");
        System.out.println(genericDemo01.getT());
        //不同泛型类型对象之间不能相互赋值,这是错误的，为什么也特意提醒一下，因为其它类型之间都可以正常赋值
        //GenericDemo01<Integer> my = genericDemo01;
    }
}

运行结果：

泛型接口：

这是使用泛型接口的其中一种方法，也就是某类实现该接口时，就在接口右边明确这个泛型。

还有一种方式是，某类实现该接口，但是接口右侧还是泛型，且类的右侧也是泛型（和接口一样的泛型），然后这个泛型什么时候明确呢？由创建该类的对象时创建。

泛型方法：

package com.yuncong.java_collection;
//泛型方法
//语法：<T> 返回值类型
//这里需要解释一下：泛型方法和泛型类与泛型接口不同，泛型放在方法的返回值前面
// //然后这个方法中可以在参数，返回值，方法内（如声明变量，但不能创建对象）使用。
public class GenericDemo03 {
    //泛型方法
    public <T> void show(T t) {
        System.out.println("泛型方法执行，传入参数是："+t+"类型为"+t.getClass());
        return;
    }
    public <T> T read(T t) {
        System.out.println("泛型方法执行，传入参数是："+t+"类型为"+t.getClass());
        return t;
    }
    public static void main(String[] args) {
        //注意：泛型方法的时候不需要你特意声明泛型的类型，他会根据你传入的方法的类型决定
        GenericDemo03 genericDemo03 = new GenericDemo03();
        genericDemo03.show(3.14);//其实这里就体现了提高代码重用性的作用
        genericDemo03.show(1);
        genericDemo03.show(new Student(18,"高"));
        System.out.println(genericDemo03.read(true));
    }
}

运行结果：

泛型集合

概念：参数化类型、类型安全的集合（可以避免类型转换失败的情况，如果你不设置类型，默认object，你又放了各种类型，万一你失误转错了），强制集合元素的类型必须一致。（这句话有点迷茫哎）

特点：

编译时即可检查，而非运行时排除异常。（不太理解）
访问时，不必类型转换（拆箱）。（其实我们平时用集合都是确定了泛型，如果没有确定，比如上面我们的代码，此时就默认是Object类型，这时候也有个好处，就是你放什么类型都可以，但好像这样没什么用）
不同泛型之间引用不能相互赋值，泛型不存在多态。（这个上面已经提到过）

5.Set接口与实现类

Set子接口

特点：无序、无下标、元素不可重复。

方法：全部继承自Collection中的方法。（也就是说没有自定义方法，因此其遍历方式也只有两种）

HashSet【重点】

基于HashCode计算元素存放位置。（基于Hash算法实现位置存放）
当存入元素的哈希码相同时，会调用equals进行确认，如果为true，则拒绝后者存入。（在没有重写的情况下，这里equals比较的是引用）
存储结果是哈希表，什么是哈希表（数组+链表），其实在JDK1.8后变为（数组+链表+红黑树）

package com.yuncong.java_collection;
import java.util.HashSet;
//HashSet集合的使用
//存储结构：哈希表（数组+链表），JDK1.8后（数组+链表+红黑树）
public class HashSetDemo01 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合
        HashSet<Student> students = new HashSet<>();
        //1.添加数据
        Student s1 = new Student(22,"张三丰");
        Student s2 = new Student(18, "张无忌");
        Student s3 = new Student(17, "苦无");
        students.add(s1);
        students.add(s2);
        students.add(s3);
        students.add(s3);//重复，添加失败
        System.out.println("元素个数："+students.size());
        //如果想同名同龄的新new的对象为同一对象，则student类中重写equals方法
        students.add(new Student(17, "苦无"));//不同对象，添加成功，但这里是失败的，因为重写了equals方法
        //但是当你看到结果的时候，打脸了，已经重写了equals方法，按道理已经是一样了，怎么还添加了？？？
        System.out.println("元素个数："+students.size());
        System.out.println(students);
    }
}

运行结果：

HashSet存储过程：

下面通过存储过程来解决这个疑问

（1）根据hashCode计算保存的位置，如果此位置为空，则直接保存，如果不为空执行第二步。

（2）再执行equals方法，如果equals方法为true，则认为重复，否则，形成链表。

因此为了解决上一个同名同龄也存入进去的问题，需要重写hashcode方法。（即既要重写hashcode方法，也要重写equals方法）

package com.yuncong.java_collection;
import java.util.HashSet;
//HashSet集合的使用
//存储结构：哈希表（数组+链表），JDK1.8后（数组+链表+红黑树）
public class HashSetDemo01 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合
        HashSet<Student> students = new HashSet<>();
        //1.添加数据
        Student s1 = new Student(22,"张三丰");
        Student s2 = new Student(18, "张无忌");
        Student s3 = new Student(17, "苦无");
        students.add(s1);
        students.add(s2);
        students.add(s3);
        students.add(s3);//重复，添加失败
        System.out.println("元素个数："+students.size());
        //如果想同名同龄的新new的对象为同一对象，则student类中重写equals方法
        students.add(new Student(17, "苦无"));//不同对象，添加成功，但这里是失败的，因为重写了equals方法
        //但是当你看到结果的时候，打脸了，已经重写了equals方法，按道理已经是一样了，怎么还添加了？？？
        System.out.println("元素个数："+students.size());
        System.out.println(students);
        //2.删除操作
        students.remove(s1);
        //这个也会调用hashcode和equals进行删除，最终成功
        students.remove(new Student(17, "苦无"));
        System.out.println(students);
        //3.遍历【重点】
        //3.1使用增强for
        //3.2使用迭代器
        //4.判断
        //这个一样会调用hashcode和equals方法
        System.out.println(students.contains(new Student(18, "张无忌")));
    }
}

Student重写方法即运行结果：

如果每次这种情况都重写hashcode和equals方法是不是太麻烦？？altr+insert重写（IDEA）

当你用IDEA去重写这两个方法时，可以看到hashcode方法中出现了31，为什么用这个数？？1.31是一个质数，减少散列冲突；（2）31提高执行效率 31*i=(i<<5)-i

当然网上也有质疑这个31的，大家了解一下即可。

TreeSet：【基于红黑树数据结构】

基于排列顺序实现元素不重复。
实现了SortedSet接口，对集合元素自动排序。
元素对象的类型必须实现Comparable接口，指定排序规则。
通过CompareTo方法确定是否为重复元素。

package com.yuncong.java_collection;
import java.util.TreeSet;
public class TreeSetDemo01 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合
        TreeSet<String> treeSet = new TreeSet<>();
        //1.添加元素
        treeSet.add("你好");
        treeSet.add("我好");
        treeSet.add("大家好");
        System.out.println(treeSet.toString());
        System.out.println("元素个数："+treeSet.size());
    }
}

运行结果：

这里插入String是成功了，现在我们插入其它引用类型试试。

package com.yuncong.java_collection;
import java.util.TreeSet;
public class TreeSetDemo02 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合
        TreeSet<Student> treeSet = new TreeSet<>();
        //1.添加元素
        Student s1 = new Student(22,"张三丰");
        Student s2 = new Student(18, "张无忌");
        Student s3 = new Student(17, "苦无");
        treeSet.add(s1);
        treeSet.add(s2);
        treeSet.add(s3);
        System.out.println(treeSet.toString());
        System.out.println("元素个数："+treeSet.size());
    }
}

运行结果：

结果显示：类型转换异常，说Student类不能转换成Comparable类型，这是什么鬼？？这是说Student必须实现Comparable接口。这是为什么呢？因为TreeSet的数据结构是红黑树，什么是红黑树？

红黑树=二叉排序树（二叉查找树、二叉搜索树）+有红黑两种颜色的标记

二叉排序树：它或者是一棵空树；或者是具有下列性质的二叉树；

若左子树不空，则左子树上所有的节点的值均小于它的根节点的值；
若右子树不空，则右子树上所有节点的值均大于它的根节点的值；
左、右子树也分别为二叉排序树；

当给你一组数据的时候【3，5，2，1，6】，如何实现二叉排序树？？3为第一个元素；然后取出5，5大于3，则放在右子树；取出2，2小于3，则放在左子树；取出1，1小于3，放在左子树，又小于2，放在其左子树；取出6，6大于3，放在右子树，又大于5，放在5的右子树。

而红黑树是二叉排序树+有颜色的标记（为了平衡，防止一边元素过重），因此要实现排序，对于String类型而言，里面已经实现了排序，即实现了Comparable接口（该接口是泛型的，里面仅有一个方法），但是Student类没有，请问用他来排序，是拿什么排序？拿内存地址？年龄？姓名？不确定，因此要让其实现Comparable接口后才能放入TreeSet集合中。

package com.yuncong.java_collection;
import java.util.TreeSet;
//使用TreeSet保存数据
//存储结果：红黑树
//要求：元素必须要实现Comparable接口，compareTo()方法返回值为0，认为是重复元素，则不能添加
public class TreeSetDemo02 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合
        TreeSet<Student> treeSet = new TreeSet<>();
        //1.添加元素
        Student s1 = new Student(22,"张三丰");
        Student s2 = new Student(18, "张无忌");
        Student s3 = new Student(17, "苦无");
        treeSet.add(s1);
        treeSet.add(s2);
        treeSet.add(s3);
        treeSet.add(new Student(17, "苦无"));
        System.out.println(treeSet.toString());
        System.out.println("元素个数："+treeSet.size());
        //2.删除
        treeSet.remove(s3);
        //这个删除就是一句compareTo方法去做的
        treeSet.remove(new Student(18, "张无忌"));
        System.out.println("删除后元素个数："+treeSet.size());
        //3.遍历（对于Set接口，只有两种遍历方式）
        //3.1增强for循环
        //3.2使用迭代器
        //4.判断
        //也是根据comparableTo来比较
        System.out.println(treeSet.contains(new Student(22,"张三丰")));
    }
}

运行结果：

补充Compatator接口的使用

package com.yuncong.java_collection;
import java.util.Comparator;
import java.util.TreeSet;
//使用TreeSet保存数据
//Comparator:是按定制比较（比较器）
//优势，或者说作用，其实与上一个Comparable相比，都是比较，那什么还要又这个？
public class TreeSetDemo03 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合
        TreeSet<Student> treeSet = new TreeSet<>(new Comparator<Student>() {
            @Override
            public int compare(Student o1, Student o2) {
                int n1 = o1.getAge() - o2.getAge();
                int n2 = o1.getName().compareTo(o2.getName());
                return n1 == 0? n2:n1;
            }
        });
    }
}

上面的实现Comparable接口不就可以实现比较了吗？为什么这里还要有这个接口？？不是多此一举吗？？

当然不是的，这个接口是用在原有类不能更改，或者说无法更改的情况下，自己在创建TreeSet对象时传入比较方法。你可能会问，类不都是我自己写的吗？还有不能改的，骚年，是你年龄太小，以后就知道了。

案例：

用过TreeSet集合实现字符串按照长度进行排序。

package com.yuncong.java_collection;
import java.util.Comparator;
import java.util.TreeSet;
//要求：使用TreeSet集合实现字符串按照长度进行排序
public class TestForTreeSet {
    public static void main(String[] args) {
        String[] res = sortByLengthForStringArray(new String[]{"he","h","hello1","111","11"});
        for (String re : res) {
            System.out.println(re);
        }
    }
    public static String[] sortByLengthForStringArray(String[] arrs){
        TreeSet<String> set = new TreeSet<>(new Comparator<String>() {
            @Override
            public int compare(String o1, String o2) {
                int n1 = o1.length() - o2.length();
                int n2 = o1.compareTo(o2);
                return n1==0?n2:n1;
            }
        });
        for (String arr : arrs) {
            set.add(arr);
        }
        int index = 0;
        for (String s : set) {
            arrs[index++] = s;
        }
        return arrs;
    }
}

运行结果：

这道题同样也说明了Comparator接口的优先级更高，什么意思呢？如果一个类实现了Comparable接口，将其放入TreeSet集合时又传入了Comparator接口，则会按后者执行。

6.Map接口与实现类

Map父接口（遍历方法有两种，一种是keySet，一种是EntrySet）

特点：村粗一堆数据。无序、无下标，键不可重复。

方法：

V put(K key,V value); //将对象存入到集合中，关联键值。key重复则覆盖原值。
Object get(Object key); //根据键获取对应的值
keySet(K); //返回所有key。
Collection<V> values(); //返回包含所有值的Collection集合。
Set<Map,Entry<K,V>>; //键值匹配的Set集合。

Map集合的实现类

HashMap【重点】

JDK1.2版本，线程不安全，运行效率快；允许用null作为key或是value。

Hashtable：

JDK1.0版本，线程安全，运行效率慢，不允许null作为key或是value。

Properties：

Hashtable的子类，要求key和value都是String。通常用于配置文件的读取。

TreeMap:

实现了SortedMap接口（是Map的子接口），可以对key自动排序。

HashMap

package com.yuncong.java_collection;
import java.util.HashMap;
//HashMap集合的使用
//存储结果：哈希表（数组+链表），在JDK1.8之后为（数组+链表+红黑树）
//使用key的hashcode和equals方法作为重复的依据
public class HashMapDemo01 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合
        HashMap<Person,String> hashMap = new HashMap<>();
        //1.添加元素
        Person p1 = new Person("唐僧", 13);
        Person p2 = new Person("猪八戒", 14);
        Person p3 = new Person("悟空", 18);
        hashMap.put(p1,"北京");
        hashMap.put(p2,"上海");
        hashMap.put(p3,"杭州");
        hashMap.put(p3,"驻马店");
        hashMap.put(new Person("悟空", 18),"扬州");
        System.out.println("元素个数："+hashMap.size());
    }
}

运行结果：元素个数：4

这说明添加new的对象成功，这是为什么呢？其是使用key值的hashcode和equals作为重复依据，如果想让new出来的新同名同龄对象一样，则要重写这两个方法（可以用IDEA的快捷键重写）

重写后：

package com.yuncong.java_collection;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
//HashMap集合的使用
//存储结果：哈希表（数组+链表），在JDK1.8之后为（数组+链表+红黑树）
//使用key的hashcode和equals方法作为重复的依据
public class HashMapDemo01 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合
        HashMap<Person,String> hashMap = new HashMap<>();
        //1.添加元素
        Person p1 = new Person("唐僧", 13);
        Person p2 = new Person("猪八戒", 14);
        Person p3 = new Person("悟空", 18);
        hashMap.put(p1,"北京");
        hashMap.put(p2,"上海");
        hashMap.put(p3,"杭州");
        hashMap.put(p3,"驻马店");
        hashMap.put(new Person("悟空", 18),"扬州");
        System.out.println("元素个数："+hashMap.size());
        //2.删除
        hashMap.remove(p3);
        System.out.println("删除之后元素个数："+hashMap.size());
        //3.遍历
        //3.1使用keySet
        for (Person key : hashMap.keySet()) {
            System.out.println(key.toString()+"========="+hashMap.get(key));
        }
        //3.2使用entrySet
        for (Map.Entry<Person, String> entry : hashMap.entrySet()) {
            System.out.println(entry.getKey()+"=========="+entry.getValue());
        }
        //4.判断
        System.out.println(hashMap.containsKey(new Person("唐僧", 13)));
        System.out.println(hashMap.containsValue("上海"));
    }
}

运行结果：

源码分析

之前没有讲HashSet的源码，其实其底层用的就是HashMap的key。

Hashtable

其底层还是哈希表，即数组+链表，没有像HashMap一样在JDK1.8后修改为数组+链表+红黑树的形式。因为这个类不怎么用了。

这个类是在JDK1.0版本就有的，线程安全，效率慢，我们已经不用了，但是这个类有一个子类Properties（这个类和流有着紧密关系），我们还是会用的。

Properties：

Hashtable的子类，要求key和value都是String。通常用于配置文件的读取。这个在流之后更加详细的讲解。

TreeMap（底层是红黑树结构）

package com.yuncong.java_collection;
import java.util.TreeMap;
//底层是红黑树，因此要排序
public class TreeMapDemo01 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合
        TreeMap<Person, String> treeMap = new TreeMap<>();
        //1.添加元素
        Person p1 = new Person("唐僧", 13);
        Person p2 = new Person("猪八戒", 14);
        Person p3 = new Person("悟空", 18);
        treeMap.put(p1,"北京");
        treeMap.put(p2,"上海");
        treeMap.put(p3,"杭州");
        treeMap.put(p3,"驻马店");
        System.out.println("元素个数："+treeMap.size());
        System.out.println(treeMap.toString());
    }
}

运行结果：

因此运用TreeMap和TreeSet时，如果存放自定义类型，要实现Comparable接口，或者传入比较对象。

package com.yuncong.java_collection;
import java.util.Comparator;
import java.util.Map;
import java.util.TreeMap;
//底层是红黑树，因此要排序
public class TreeMapDemo01 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合
        TreeMap<Person, String> treeMap = new TreeMap<>(new Comparator<Person>() {
            @Override
            public int compare(Person o1, Person o2) {
                int n1 = o1.getName().compareTo(o2.getName());
                int n2 = o1.getAge() - o2.getAge();
                return n1==0?n2:n1;
            }
        });
        //1.添加元素
        Person p1 = new Person("唐僧", 13);
        Person p2 = new Person("猪八戒", 14);
        Person p3 = new Person("悟空", 18);
        treeMap.put(p1,"北京");
        treeMap.put(p2,"上海");
        treeMap.put(p3,"杭州");
        treeMap.put(p3,"驻马店");
        System.out.println("元素个数："+treeMap.size());
        System.out.println(treeMap.toString());
        //2.删除
        treeMap.remove(new Person("悟空", 18));
        treeMap.remove(p2);
        System.out.println("删除后元素个数："+treeMap.size());
        //3.遍历
        //3.1使用keyset
        for (Person person : treeMap.keySet()) {
            System.out.println(person+"========="+treeMap.get(person));
        }
        //3.2使用entrySet
        for (Map.Entry<Person, String> entry : treeMap.entrySet()) {
            System.out.println(entry.getKey()+"========"+entry.getValue());
        }
        //4.判断
        System.out.println(treeMap.containsKey(p1));
        System.out.println(treeMap.containsKey(new Person("唐僧", 13)));
    }
}

运行结果：

TreeMap与TreeSet的关系，通过源码发现，其实TreeSet底层用的就是TreeMap的key。换句话说TreeSet这个类就是在维护一个TreeMap类，用的是该类的key集合。

Collections工具类

概念：集合工具类，定义了除了存取以外的集合常用方法。（之前我们学过Arrays,其是对数组进行操作的，现在这个是对集合进行操作的）

方法：

public static void reverse(List<?> list); //反转集合中元素的顺序
public static void shuffle(List<?> list); //随机重置集合元素的顺序
public static void sort(List<T> list); //升序排序（元素类型必须实现Comparable接口）

package com.yuncong.java_collection;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.List;
//Collections工具类的使用
public class CollectionsDemo01 {
    public static void main(String[] args) {
        //Integer内部实现了Comparable接口
        List<Integer> list =  new ArrayList<>();
        list.add(20);
        list.add(5);
        list.add(12);
        list.add(30);
        list.add(6);
        //sort排序
        System.out.println("排序前："+list.toString());
        Collections.sort(list);//你也可以自定义排序规格
        System.out.println("排序后："+list.toString());
        //binarySearch,二分查找，这个要求该集合必须已经排好序，查到返回下标，找不到返回-4
        System.out.println(Collections.binarySearch(list,12));
        System.out.println(Collections.binarySearch(list,14));
        //copy复制
        List<Integer> dest = new ArrayList<>();
        Collections.copy(dest,list);
    }
}

运行结果：

这个方法设计不是很好，它要求你复制的对象和被复制的对象大小必须一样，这里list长度是5，而dest是新建的，长度是0，因此失败。这设计的岂不是很差，毕竟是不定长，怎么这么设计。

修改后：

package com.yuncong.java_collection;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.Collections;
import java.util.List;
//Collections工具类的使用
public class CollectionsDemo01 {
    public static void main(String[] args) {
        //Integer内部实现了Comparable接口
        List<Integer> list =  new ArrayList<>();
        list.add(20);
        list.add(5);
        list.add(12);
        list.add(30);
        list.add(6);
        //sort排序
        System.out.println("排序前："+list.toString());
        Collections.sort(list);//你也可以自定义排序规格
        System.out.println("排序后："+list.toString());
        //binarySearch,二分查找，这个要求该集合必须已经排好序，查到返回下标，找不到返回-4
        System.out.println(Collections.binarySearch(list,12));
        System.out.println(Collections.binarySearch(list,14));
        //copy复制
        List<Integer> dest = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            dest.add(0);
        }
        Collections.copy(dest,list);
        System.out.println(dest.toString());
        //reverse反转
        Collections.reverse(list);
        System.out.println("反转之后："+list);
        //shuffle 打乱
        Collections.shuffle(list);
        System.out.println("打乱之后："+list);
        //补充！！！！！
        //补充：list转成数组
        System.out.println("-------list转成数组--------");
        //这里传入的参数，0是数组长度，其实你传几都可以，当传入小于长度是，自动变为集合长度，当大于时，后面就是null了
        //因此一般传入0，这样能保证数组长度和集合长度一定相同。
        Integer[] array = list.toArray(new Integer[0]);
        System.out.println(array.length);
        System.out.println(array.toString());
        System.out.println(Arrays.toString(array));
        //数组转成集合
        System.out.println("-------数组转成集合-------");
        String[] names = {"张三","李四","王五","赵六"};
        //但是请注意：数组转成的集合是一个受限的集合，不能添加和删除，会报错
        List<String> asList = Arrays.asList(names);
        System.out.println(asList);
        //这里还有一个小问题，基本类型数据数组转成集合的时候，这个数组可用int定义，也可用Integer，但是写法有点不一样
        int[] nums = {1,2,3,4,5};
        List<int[]> ints = Arrays.asList(nums);//多了[]
        System.out.println(ints);//且list里面的每一个元素都是一个int数组
        Integer[] nums2 = {1,2,3,4,5};//建议
        List<Integer> integers = Arrays.asList(nums2);
        System.out.println(integers);
    }
}

运行结果：

集合总结：

LinkedHashSet具有可预测的迭代顺序，也就是我们插入的顺序，其是线程不安全的。

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