类似 C++ 中的 STL 标准模板库，Java 也在 java.util 包中封装了一套常用数据结构及其算法，称为集合框架。所有的集合框架都包含如下内容：
- 接口：代表集合的抽象数据类型 ADT，如 Collection、List、Set、Map 等
- 实现（类）：集合接口的具体实现，是可重复使用的数据结构，例如：ArrayList、LinkedList、HashSet、HashMap。
- 算法：实现集合接口的对象里的方法，可以执行一些有用的计算，例如：搜索和排序。这些算法具有多态性，相同方法在相似的接口上有着不同的实现。
除了集合，Java 的集合框架也定义了几个 Map 接口和类。Map 里存储的是键/值对。尽管 Map 不是集合，但是它们完全整合在集合中。
集合框架概述
Java 集合框架分为两大类：
- Map 键值对的集合，包括SortedMap
- Collection 元素的集合，包括Set（包括 SortedSet）、List、Queue
主要接口及常用的实现类
具体实现类，常用的有 ArrayList、LinkedList、HashSet、LinkedHashSet、HashMap、LinkedHashMap 等等。
Collection 接口
常用方法
查询方法
| 方法名 | 描述 |
|---|---|
| int size() | 返回集合中元素个数 |
| boolean isEmpty() | 如果集合中没有元素则返回 true |
| boolean contains(Object obj) | 判断对象是否在集合中 |
| boolean containsAll(Collection c) | 判断方法的接收者对象是否包含集合中的所有元素 |
修改方法
| 方法名 | 描述 |
|---|---|
| boolean add(Object obj) | 向集合中增加对象 |
| boolean addAll(Collection<?> c) | 将参数集合中的所有元素增加到接收者集合中 |
| boolean remove(Object obj) | 删除对象 |
| boolean removeAll(Collection c) | 将参数集合中的所有元素从接收者集合中删除 |
| boolean retainAll(Collection c) | 与 removeAll 方法相反，只保留参数集合中的所有元素 |
List 接口
有序列表，元素可重复。
实现类
- Vector
- ArrayList：存储方式类似数组，访问速度快
- LinkedList：存储方式类似链表，增删速度快
Set 接口
无序集合，元素不可重复。
实现类
- HashSet
- TreeSet 树集合
SortedSet 接口
特殊的有序 Set，元素升序排列，还增加了次序的相关操作。
Queue接口
FIFO 先进先出队列。
实现类
- LinkedList：同时实现了 List 接口，先进先出
- PriorityList：按元素值排序的队列
Map 接口
存储键值对。需要同时指定键和值的类型 Map<k, v>。
实现类
- HashMap
- TreeMap
SortedMap
特殊 Map，关键字升序排列。通常用于字典。
相关算法
大多算法用于 List，min 和max 可以用于所有集合对象。
排序算法 sort
使 List 中的元素按照某种次序关系升序排列。
- 将元素按照自然次序排列，或者集合实现了 Comparable 接口
- 附加 Comparator 对象做参数，规定比较规则，可实现反序或特殊规则
乱序算法 shuffle
可用于洗牌，每个次序出现的概率都是一样的。
反序 reverse
二分查找算法 binarySearch
Arrays 类
需要引入 java.util.Arrays。
常用方法：
| 方法 | 描述 |
|---|---|
| sort(type[] a) | 排序 |
| binarySearch() | 二分查找 |
| equals(type[] a, type[] b) | 数组比较 |
| fill(type[] a, type val) | 数组填充同一个值 |
| asList(T… a) | 将数组转为 ArrayList |
基于动态数组的类型
Vector （集合框架的遗留类，不建议使用，线程安全）和 ArrayList（异步，效率高，建议用） ：
- 实现了 Collection 接口
- 不能存储基本数据类型，需要包在包装类中
- 可以存储同类型的对象
- 容量可以自动扩充
Java 提供了线程安全集合 java.util.concurrent 包，有序集、队列，任何集合类通过使用同步包装器可以变成线程安全的：
List<E> synchArrayList = Collections.synchronisedList(new ArrayList<E>());
遍历实现了 Collection 接口的集合
- 通过 Enumeration （旧接口，不推荐使用）或 Iterator 接口（新接口，推荐）遍历集合
- 通过增强的 for 循环遍历集合
- 通过聚集操作遍历集合，可以在筛选的同时过滤
Enumeration/Iterator
Java 中的许多方法（例如 elements()）返回 Enumeration 类型的对象，而不是返回集合类对象。
Enumeration 接口不能用于 ArrayList 对象，Iterator 接口可用于 ArrayList 对象和 Vector 对象。
Iterator 接口遍历对象的同时，可以删除对象。常用方法有：
- hasNext()：集合中是否还有下一个元素
- next()：取集合的下一个元素
- remove()：删除集合中最后调用 next() 返回的元素，注意不是从 Iterator 类中删除
示例：
import java.util.*;
class test {
public static void main(String[] args) {
String[] s = {"hello", "world", "haha"};
ArrayList al = new ArrayList<String> (java.util.Arrays.asList(s));
System.out.println("before: " + al);
Iterator it = al.iterator();
while(it.hasNext()) {
String tmp = (String)it.next();
System.out.println(tmp);
if (tmp.length() > 4) {
it.remove();
}
}
System.out.println("after: " + al);
}
}
输出：
before: [hello, world, haha]
hello
world
haha
after: [haha]
Map 接口
Map 中保存键值对，主要实现类是 HashMap。
常用的修改方法和查询方法有：
示例：
import java.io.*;
import java.util.*;
class test {
public static void main(String[] args) {
String[] arr = {"hello", "world"};
Map m = new HashMap();
System.out.println(m.isEmpty() ? "empty map" : "not empty map");
m.put("one", "this is a string");
m.put("two", arr);
System.out.println(m.containsKey("one"));
System.out.println(m);
Iterator iter = m.entrySet().iterator();
while(iter.hasNext()) {
Map.Entry entry = (Map.Entry)iter.next();
System.out.println("next : "+ entry.getKey() +" - "+entry.getValue());
}
}
}
输出：
empty map
true
{one=this is a string, two=[Ljava.lang.String;@659e0bfd}
next : one - this is a string
next : two - [Ljava.lang.String;@659e0bfd