3.1 JAVA集合框架以及区别

涉及的参考链接：https://www.runoob.com/java/java-collections.html，http://how2j.cn/k/collection/collection-arraylist/363.html

• 一、为什么常用集合而不用数组？

引用集合代替数组，数组初始化必须声明长度，容易引起资源浪费以及资源占用不足，常常数组下边越界。

ArrayList不用定义长度，每增加一个元素都会增加长度，避免了数组下标越界的问题。

• 二、集合是什么？

Java集合类存放于 java.util 包中，是一个用来存放对象的容器。

注意：1、集合只能存放对象。比如你存一个 int 型数据 1放入集合中，其实它是自动转换成 Integer 类后存入的，Java中每一种基本类型都有对应的引用类型。

　　　2、集合存放的是多个对象的引用，对象本身还是放在堆内存中。

　　　3、集合可以存放不同类型，不限数量的数据类型。

• 三、集合框架的原则和目标

1、该框架必须是高性能的。基本集合（动态数组，链表，树，哈希表）的实现也必须是高效的。

2、该框架允许不同类型的集合，以类似的方式工作，具有高度的互操作性。

3、对一个集合的扩展和适应必须是简单的。

JAVA集合框架图如下所示：

            

接口：是代表集合的抽象数据类型。例如 Collection、List、Set、Map 等。之所以定义多个接口，是为了以不同的方式操作集合对象

实现（类）：是集合接口的具体实现。从本质上讲，它们是可重复使用的数据结构，例如：ArrayList、LinkedList、HashSet、HashMap。

算法：Collections是算法实现的帮助类，实现集合接口的对象里的方法执行的一些有用的计算，例如：搜索和排序。这些算法被称为多态，那是因为相同的方法可以在相似的接口上有着不同的实现。

java集合框架位于java.util包中。

    集合接口概述：

1. Collection 接口：是最基本的集合接口 ，Java不提供直接继承自Collection的类，只提供继承于的子接口(如List和set)。Collection 接口存储一组不唯一，无序的对象。
2. List 接口： 是一个有序的 Collection，能够通过索引(元素在List中位置，类似于数组的下标)来访问List中的元素，第一个元素的索引为 0，而且允许有相同的元素。
3. Set 具有与 Collection 完全一样的接口，只是行为上不同，Set 不保存重复的元素。Set 接口存储一组唯一，无序的对象。
4. SortedSet 继承于Set保存有序的集合。
5. Map 接口存储一组键值对象，提供key（键）到value（值）的映射。
6. Map.Entry 描述在一个Map中的一个元素（键/值对）。是一个Map的内部类。
7. SortedMap继承于 Map，使 Key 保持在升序排列。
8. Enumeration这是一个传统的接口和定义的方法，通过它可以枚举（一次获得一个）对象集合中的元素。这个传统接口已被迭代器取代。

    集合实现类概述：

1. AbstractCollection 实现了大部分的集合接口。
2. AbstractList 继承于AbstractCollection 并且实现了大部分List接口。
3. AbstractSequentialList 继承于 AbstractList ，提供了对数据元素的链式访问而不是随机访问。
4. LinkedList该类实现了List接口，允许有null（空）元素。主要用于创建链表数据结构，该类没有同步方法，如果多个线程同时访问一个List，则必须自己实现访问同步，解决方法就是在创建List时候构造一个同步的List。Listlist=Collections.synchronizedList(newLinkedList(...)); LinkedList 查找效率低。
5. ArrayList该类也是实现了List的接口，实现了可变大小的数组，随机访问和遍历元素时，提供更好的性能。该类也是非同步的,在多线程的情况下不要使用。ArrayList 增长当前长度的50%，插入删除效率低。
6. AbstractSet继承于AbstractCollection 并且实现了大部分Set接口。
7. HashSet该类实现了Set接口，不允许出现重复元素，不保证集合中元素的顺序，允许包含值为null的元素，但最多只能一个。
8. LinkedHashSet具有可预知迭代顺序的 Set 接口的哈希表和链接列表实现。
9. TreeSet该类实现了Set接口，可以实现排序等功能。
10. AbstractMap 实现了大部分的Map接口。
11. HashMap 是一个散列表，它存储的内容是键值对(key-value)映射。该类实现了Map接口，根据键的HashCode值存储数据，具有很快的访问速度，最多允许一条记录的键为null，不支持线程同步。
12. TreeMap 继承了AbstractMap，并且使用一颗树。
13. WeakHashMap 继承AbstractMap类，使用弱密钥的哈希表。
14. LinkedHashMap继承于HashMap，使用元素的自然顺序对元素进行排序.
15. IdentityHashMap 继承AbstractMap类，比较文档时使用引用相等。

    java.util包中定义的类：

1.   Vector 该类和ArrayList非常相似，但是该类是同步的，可以用在多线程的情况，该类允许设置默认的增长长度，默认扩容方式为原来的2倍。
2. Stack栈是Vector的一个子类，它实现了一个标准的后进先出的栈。
3. Dictionary类是一个抽象类，用来存储键/值对，作用和Map类相似。
4. Hashtable 是 Dictionary(字典) 类的子类，位于 java.util 包中
5. Properties 继承于 Hashtable，表示一个持久的属性集，属性列表中每个键及其对应值都是一个字符串。
6. 一个Bitset类创建一种特殊类型的数组来保存位值。BitSet中数组大小会随需要增加。

• 四、遍历方法

　　　　1.Array的遍历

    public static void main(String[]args){
        List<String> it = new ArrayList();
        it.add("I");
        it.add("want");
        it.add("you");
        //第一种遍历方法使用 For-Each 遍历 List
        System.out.println("ArrayList的第一种遍历的方式");
        for(String str: it){
            System.out.println(str);
        }

        //第二种遍历，把链表变为数组相关的内容进行遍历
        System.out.println("ArrayList的第二种遍历的方式");
        String[] str = new String[it.size()];
        it.toArray(str);
        // 或者for(int i=0;i<strArray.length;i++)
        for(String st: str){
            System.out.println(st);
        }

        //第三种遍历 使用迭代器进行相关遍历
        System.out.println("ArrayList的第三种遍历的方式");
        Iterator<String> ite = it.iterator();
        while (ite.hasNext()){
            System.out.println(ite.next());
        }
    }

　　　　2.Map的遍历方式

　

   public static void main(String[]args){
        Map<String,String> map = new HashMap<>();
        map.put("1","you");
        map.put("2","love");
        map.put("3","me");
        
        //第一种：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("keys"+ key + "Values" + map.get(key));
        }

        //第二种
        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> key = it.next();
            System.out.println("keys"+ key + "Values" + map.get(key));
        }

        //第三种：推荐，尤其是容量大时
        System.out.println("通过Map.entrySet遍历key和value");
        for(Map.Entry<String,String> str: map.entrySet()){
            System.out.println("keys"+ str.getKey() + "Values" + str.getValue());
        }

        //第四种,只遍历value
        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);
        }
    }