前言：
要想学习java的集合体系，就必须先了解java的集合框架，总的来说，分为Collection和Map体系。
Collection集合框架：
Map集合框架：
一、 Collection接口
Collection是最基本的集合接口，一个Collection代表一组Object，即Collection的元素（Elements）。一些 Collection允许相同的元素而另一些不行。一些能排序而另一些不行。
Java SDK不提供直接继承自Collection的类，Java SDK提供的类都是继承自Collection的“子接口”如List和Set。
所有实现Collection接口的类都必须提供两个标准的构造函数：无参数的构造函数用于创建一个空的Collection，有一个 Collection参数的构造函数用于创建一个新的Collection，这个新的Collection与传入的Collection有相同的元素。后 一个构造函数允许用户复制一个Collection。
如何遍历Collection中的每一个元素？不论Collection的实际类型如何，它都支持一个iterator()的方法，该方法返回一个迭代子，使用该迭代子即可逐一访问Collection中每一个元素。典型的用法如下：
Iterator it = collection.iterator(); // 获得一个迭代子
while(it.hasNext()) {
Object obj = it.next(); // 得到下一个元素
}
Collection接口中对集合元素的操作方法可查JDK文档，此处不再陈述，由Collection接口派生的两个接口是List和Set。
二、 List接口
List是有序的Collection，使用此接口能够精确的控制每个元素插入的位置。用户能够使用索引（元素在List中的位置，类似于数组下标）来访问List中的元素，这类似于Java的数组。
和下面要提到的Set不同，List允许有相同的元素。
除了具有Collection接口必备的iterator()方法外，List还提供一个listIterator()方法，返回一个 ListIterator接口，和标准的Iterator接口相比，ListIterator多了一些add()之类的方法，允许添加，删除，设定元素， 还能向前或向后遍历。
实现List接口的常用类有LinkedList，ArrayList，Vector和Stack。
三、 LinkedList类
LinkedList实现了List接口，允许null元素。此外LinkedList提供额外的get，remove，insert方法在 LinkedList的首部或尾部。这些操作使LinkedList可被用作堆栈（stack），队列（queue）或双向队列（deque）。
注意LinkedList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。一种解决方法是在创建List时构造一个同步的List：
List list = Collections.synchronizedList(new LinkedList(...));
public class LinkedListTest
{
public static void main(String[] args)
{
LinkedList books = new LinkedList();
//将字符串元素加入队列的尾部
books.offer("疯狂Java讲义");
//将一个字符串元素加入栈的顶部
books.push("轻量级Java EE企业应用实战");
//将字符串元素添加到队列的头部（相当于栈的顶部）
books.offerFirst("疯狂Android讲义");
for (int i = 0; i < books.size() ; i++ )
{
System.out.println(books.get(i));
}
//访问、并不删除栈顶的元素
System.out.println(books.peekFirst());
//访问、并不删除队列的最后一个元素
System.out.println(books.peekLast());
//将栈顶的元素弹出“栈”
System.out.println(books.pop());
//下面输出将看到队列中第一个元素被删除
System.out.println(books);
//访问、并删除队列的最后一个元素
System.out.println(books.pollLast());
//下面输出将看到队列中只剩下中间一个元素：
//轻量级Java EE企业应用实战
System.out.println(books);
}
}四、 ArrayList类ArrayList实现了可变大小的数组。它允许所有元素，包括null。ArrayList没有同步。
ArrayList提供的size，isEmpty，get，set方法运行结果为常数。但是add方法开销为分摊的常数，添加n个元素需要O(n)的时间。其他的方法运行时间为线性。
每个ArrayList实例都有一个容量（Capacity），即用于存储元素的数组的大小。这个容量可随着不断添加新元素而自动增加，但是增长算法 并没有定义。当需要插入大量元素时，在插入前可以调用ensureCapacity方法来增加ArrayList的容量以提高插入效率。
和LinkedList一样，ArrayList也是非同步的（unsynchronized）。
class A
{
public boolean equals(Object obj)
{
return true;
}
}
public class ListTest2
{
public static void main(String[] args)
{
List books = new ArrayList();
books.add(new String("轻量级Java EE企业应用实战"));
books.add(new String("疯狂Java讲义"));
books.add(new String("疯狂Android讲义"));
System.out.println(books);
//删除集合中A对象，将导致第一个元素被删除
books.remove(new A()); //①
System.out.println(books);
//删除集合中A对象，再次删除集合中第一个元素
books.remove(new A()); //②
System.out.println(books);
}
}五、 Vector类Vector非常类似ArrayList，但是Vector是同步的。由Vector创建的Iterator，虽然和 ArrayList创建的Iterator是同一接口，但是，因为Vector是同步的，当一个Iterator被创建而且正在被使用，另一个线程改变了 Vector的状态（例如，添加或删除了一些元素），这时调用Iterator的方法时将抛出 ConcurrentModificationException，因此必须捕获该异常。
六、 Stack 类
Stack继承自Vector，实现一个后进先出的堆栈。Stack提供5个额外的方法使得Vector得以被当作堆栈使用。基本的push和pop 方法，还有peek方法得到栈顶的元素，empty方法测试堆栈是否为空，search方法检测一个元素在堆栈中的位置。Stack刚创建后是空栈。
public class VectorTest
{
public static void main(String[] args)
{
<strong>Stack v = new Stack();</strong>
//依次将三个元素push入"栈"
v.push("疯狂Java讲义");
v.push("轻量级Java EE企业应用实战");
v.push("疯狂Android讲义");
//输出：[疯狂Java讲义, 轻量级Java EE企业应用实战 , 疯狂Android讲义]
System.out.println(v);
//访问第一个元素，但并不将其pop出"栈"，输出：疯狂Android讲义
System.out.println(v.peek());
//依然输出：[疯狂Java讲义, 轻量级Java EE企业应用实战 , 疯狂Android讲义]
System.out.println(v);
//pop出第一个元素，输出：疯狂Android讲义
System.out.println(v.pop());
//输出：[疯狂Java讲义, 轻量级Java EE企业应用实战]
System.out.println(v);
}
}七、 Set接口Set是一种不包含重复的元素的Collection，即任意的两个元素e1和e2都有e1.equals(e2)=false，Set最多有一个null元素。
很明显，Set的构造函数有一个约束条件，传入的Collection参数不能包含重复的元素。
请注意：必须小心操作可变对象（Mutable Object）。如果一个Set中的可变元素改变了自身状态导致Object.equals(Object)=true将导致一些问题。
八、 HashSet
HashSet判断集合元素是否相等的标准是： 两个对象通过equals方法比较相等，并且两个对象的hashCode（）方法返回值也相等。
HashSet集合中存入一个元素时，HashSet会调用该对象的hashCode（）方法来得到该对象的hashCode值，然后根据该HashCode值决定该对象在HashSet中的存储位置。如果两个对象通过equals方法返回true，但它们的hashCode（）方法返回值不相等，HashSet将会把他们存储在不同的位置，依然可以添加成功。
示例1：
class A
{
public boolean equals(Object obj)
{
return true;
}
}
//类B的hashCode()方法总是返回1,但没有重写其equals()方法
class B
{
public int hashCode()
{
return 1;
}
}
//类C的hashCode()方法总是返回2,且有重写其equals()方法
class C
{
public int hashCode()
{
return 2;
}
public boolean equals(Object obj)
{
return true;
}
}
public class HashSetTest
{
public static void main(String[] args)
{
HashSet books = new HashSet();
//分别向books集合中添加两个A对象，两个B对象，两个C对象
books.add(new A());
books.add(new A());
books.add(new B());
books.add(new B());
books.add(new C());
books.add(new C());
System.out.println(books);
}
}示例2：
class R
{
int count;
public R(int count)
{
this.count = count;
}
public String toString()
{
return "R[count:" + count + "]";
}
public boolean equals(Object obj)
{
if(this == obj)
return true;
if (obj != null && obj.getClass() == R.class)
{
R r = (R)obj;
if (r.count == this.count)
{
return true;
}
}
return false;
}
public int hashCode()
{
return this.count;
}
}
public class HashSetTest2
{
public static void main(String[] args)
{
HashSet hs = new HashSet();
hs.add(new R(5));
hs.add(new R(-3));
hs.add(new R(9));
hs.add(new R(-2));
//打印HashSet集合，集合元素没有重复
System.out.println(hs);
//取出第一个元素
Iterator it = hs.iterator();
R first = (R)it.next();
//为第一个元素的count实例变量赋值
first.count = -3; //①
//再次输出HashSet集合，集合元素有重复元素
System.out.println(hs);
//删除count为-3的R对象
hs.remove(new R(-3)); //
//可以看到被删除了一个R元素
System.out.println(hs);
//输出false
System.out.println("hs是否包含count为-3的R对象？"
+ hs.contains(new R(-3)));
//输出false
System.out.println("hs是否包含count为5的R对象？"
+ hs.contains(new R(5)));
}
}
九、 TreeSet集合
TreeSet是一个可排序的集合类，集合中的元素要求必须实现Comparable接口，该接口里定义了一个compareTo(Object obj)方法，该方法返回一个整数，实现该接口的类必须实现该方法。
例如： obj1.conpareTo(obj2)，如果该方法返回0，则表明这两个对象相等； 如果返回一个正整数，表明obj1大于obj2，如果返回一个负数，表明obj1小于obj2.
示例1：
public class TreeSetTest
{
public static void main(String[] args)
{
TreeSet nums = new TreeSet();
//向TreeSet中添加四个Integer对象
nums.add(5);
nums.add(2);
nums.add(10);
nums.add(-9);
//输出集合元素，看到集合元素已经处于排序状态
System.out.println(nums);
//输出集合里的第一个元素
System.out.println(nums.first());
//输出集合里的最后一个元素
System.out.println(nums.last());
//返回小于4的子集，不包含4
System.out.println(nums.headSet(4));
//返回大于5的子集，如果Set中包含5，子集中还包含5
System.out.println(nums.tailSet(5));
//返回大于等于-3，小于4的子集。
System.out.println(nums.subSet(-3 , 4));
}
}示例2:
class R implements Comparable
{
int count;
public R(int count)
{
this.count = count;
}
public String toString()
{
return "R[count:" + count + "]";
}
//重写equals方法，根据count来判断是否相等
public boolean equals(Object obj)
{
if (this == obj)
{
return true;
}
if(obj != null && obj.getClass() == Z.class)
{
R r = (R)obj;
if (r.count == this.count)
{
return true;
}
}
return false;
}
//重写compareTo方法，根据count来比较大小
public int compareTo(Object obj)
{
R r = (R)obj;
return count > r.count ? 1 :
count < r.count ? -1 : 0;
}
}
public class TreeSetTest3
{
public static void main(String[] args)
{
TreeSet ts = new TreeSet();
ts.add(new R(5));
ts.add(new R(-3));
ts.add(new R(9));
ts.add(new R(-2));
//打印TreeSet集合，集合元素是有序排列的
System.out.println(ts); //①
//取出第一个元素
R first = (R)ts.first();
//对第一个元素的count赋值
first.count = 20;
//取出最后一个元素
R last = (R)ts.last();
//对最后一个元素的count赋值，与第二个元素的count相同
last.count = -2;
//再次输出将看到TreeSet里的元素处于无序状态，且有重复元素
System.out.println(ts); //②
//删除Field被改变的元素，删除失败
System.out.println(ts.remove(new R(-2))); //③
System.out.println(ts);
//删除Field没有改变的元素，删除成功
System.out.println(ts.remove(new R(5))); //④
System.out.println(ts);
}
}十、 Map接口
请注意，Map没有继承Collection接口，Map提供key到value的映射。一个Map中不能包含相同的key，每个key只能映射一个 value。Map接口提供3种集合的视图，Map的内容可以被当作一组key集合，一组value集合，或者一组key-value映射。
十一、 Hashtable类
Hashtable继承Map接口，实现一个key-value映射的哈希表。任何非空（non-null）的对象都可作为key或者value。
添加数据使用put(key, value)，取出数据使用get(key)，这两个基本操作的时间开销为常数。
Hashtable通过initial capacity和load factor两个参数调整性能。通常缺省的load factor 0.75较好地实现了时间和空间的均衡。增大load factor可以节省空间但相应的查找时间将增大，这会影响像get和put这样的操作。
使用Hashtable的简单示例如下，将1，2，3放到Hashtable中，他们的key分别是”one”，”two”，”three”：
Hashtable numbers = new Hashtable();
numbers.put(“one”, new Integer(1));
numbers.put(“two”, new Integer(2));
numbers.put(“three”, new Integer(3));
要取出一个数，比如2，用相应的key：
Integer n = (Integer)numbers.get(“two”);
System.out.println(“two = ” + n);
由于作为key的对象将通过计算其散列函数来确定与之对应的value的位置，因此任何作为key的对象都必须实现hashCode和equals方 法。hashCode和equals方法继承自根类Object，如果你用自定义的类当作key的话，要相当小心，按照散列函数的定义，如果两个对象相 同，即obj1.equals(obj2)=true，则它们的hashCode必须相同，但如果两个对象不同，则它们的hashCode不一定不同，如 果两个不同对象的hashCode相同，这种现象称为冲突，冲突会导致操作哈希表的时间开销增大，所以尽量定义好的hashCode()方法，能加快哈希 表的操作。
如果相同的对象有不同的hashCode，对哈希表的操作会出现意想不到的结果（期待的get方法返回null），要避免这种问题，只需要牢记一条：要同时复写equals方法和hashCode方法，而不要只写其中一个。
Hashtable是同步的。
class A
{
int count;
public A(int count)
{
this.count = count;
}
//根据count的值来判断两个对象是否相等。
public boolean equals(Object obj)
{
if (obj == this)
return true;
if (obj!=null &&
obj.getClass()==A.class)
{
A a = (A)obj;
return this.count == a.count;
}
return false;
}
//根据count来计算hashCode值。
public int hashCode()
{
return this.count;
}
}
class B
{
//重写equals()方法，B对象与任何对象通过equals()方法比较都相等
public boolean equals(Object obj)
{
return true;
}
}
public class HashtableTest
{
public static void main(String[] args)
{
Hashtable ht = new Hashtable();
ht.put(new A(60000) , "疯狂Java讲义");
ht.put(new A(87563) , "轻量级Java EE企业应用实战");
ht.put(new A(1232) , new B());
System.out.println(ht);
//只要两个对象通过equals比较返回true，
//Hashtable就认为它们是相等的value。
//由于Hashtable中有一个B对象，
//它与任何对象通过equals比较都相等，所以下面输出true。
System.out.println(ht.containsValue("测试字符串")); //①
//只要两个A对象的count相等，它们通过equals比较返回true，且hashCode相等
//Hashtable即认为它们是相同的key，所以下面输出true。
System.out.println(ht.containsKey(new A(87563))); //②
//下面语句可以删除最后一个key-value对
ht.remove(new A(1232)); //③
//通过返回Hashtable的所有key组成的Set集合，
//从而遍历Hashtable每个key-value对
for (Object key : ht.keySet())
{
System.out.print(key + "---->");
System.out.print(ht.get(key) + "
");
}
}
}十二、 HashMap类
HashMap和Hashtable类似，不同之处在于HashMap是非同步的，并且允许null，即null value和null key。，但是将HashMap视为Collection时（values()方法可返回Collection），其迭代子操作时间开销和HashMap 的容量成比例。因此，如果迭代操作的性能相当重要的话，不要将HashMap的初始化容量设得过高，或者load factor过低。
public class NullInHashMap
{
public static void main(String[] args)
{
HashMap hm = new HashMap();
//试图将两个key为null的key-value对放入HashMap中
hm.put(null , null);
hm.put(null , null); //①
//将一个value为null的key-value对放入HashMap中
hm.put("a" , null); //②
//输出Map对象
System.out.println(hm);
}
}
WeakHashMap是一种改进的HashMap，它对key实行“弱引用”，如果一个key不再被外部所引用，那么该key可以被GC回收。
public class WeakHashMapTest
{
public static void main(String[] args)
{
WeakHashMap whm = new WeakHashMap();
//将WeakHashMap中添加三个key-value对，
//三个key都是匿名字符串对象（没有其他引用）
whm.put(new String("语文") , new String("良好"));
whm.put(new String("数学") , new String("及格"));
whm.put(new String("英文") , new String("中等"));
//将WeakHashMap中添加一个key-value对，
//该key是一个系统缓存的字符串对象。
whm.put("java" , new String("中等"));
//输出whm对象，将看到4个key-value对。
System.out.println(whm);
//通知系统立即进行垃圾回收
System.gc();
System.runFinalization();
//通常情况下，将只看到一个key-value对。
System.out.println(whm);
}
}
注：
文章来源于本人学习的书籍《疯狂Java讲义》，文中的代码大多出自其中，若要详细理解，可看书；此处只是对集合部分常用的只是做个汇总学习，便于日后的理解、学习。