集合框架被設(shè)計(jì)成要滿足以下幾個(gè)目標(biāo)。

該框架必須是高性能的?；炯希▌?dòng)態(tài)數(shù)組，鏈表，樹，哈希表）的實(shí)現(xiàn)也必須是高效的。

該框架允許不同類型的集合，以類似的方式工作，具有高度的互操作性。

對(duì)一個(gè)集合的擴(kuò)展和適應(yīng)必須是簡(jiǎn)單的。

為此，整個(gè)集合框架就圍繞一組標(biāo)準(zhǔn)接口而設(shè)計(jì)。你可以直接使用這些接口的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)，諸如： LinkedList, HashSet, 和 TreeSet等,除此之外你也可以通過這些接口實(shí)現(xiàn)自己的集合。

集合框架是一個(gè)用來代表和操縱集合的統(tǒng)一架構(gòu)。所有的集合框架都包含如下內(nèi)容：

接口：是代表集合的抽象數(shù)據(jù)類型。接口允許集合獨(dú)立操縱其代表的細(xì)節(jié)。在面向?qū)ο蟮恼Z言，接口通常形成一個(gè)層次。

實(shí)現(xiàn)（類）：是集合接口的具體實(shí)現(xiàn)。從本質(zhì)上講，它們是可重復(fù)使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

算法：是實(shí)現(xiàn)集合接口的對(duì)象里的方法執(zhí)行的一些有用的計(jì)算，例如：搜索和排序。這些算法被稱為多態(tài)，那是因?yàn)橄嗤姆椒梢栽谙嗨频慕涌谏嫌兄煌膶?shí)現(xiàn)。

除了集合，該框架也定義了幾個(gè)Map接口和類。Map里存儲(chǔ)的是鍵/值對(duì)。盡管Map不是collections，但是它們完全整合在集合中。

集合框架體系如圖所示

Java 集合框架提供了一套性能優(yōu)良，使用方便的接口和類，java集合框架位于java.util包中， 所以當(dāng)使用集合框架的時(shí)候需要進(jìn)行導(dǎo)包。

集合接口

集合框架定義了一些接口。本節(jié)提供了每個(gè)接口的概述：

序號(hào)接口描述

1Collection 接口

Collection 是最基本的集合接口，一個(gè) Collection 代表一組 Object，即 Collection 的元素, Java不提供直接繼承自Collection的類，只提供繼承于的子接口(如List和set)。

2List 接口

List接口是一個(gè)有序的 Collection，使用此接口能夠精確的控制每個(gè)元素插入的位置，能夠通過索引(元素在List中位置，類似于數(shù)組的下標(biāo))來訪問List中的元素，第一個(gè)元素的索引為 0，而且允許有相同的元素。

3Set

Set 具有與 Collection 完全一樣的接口，只是行為上不同，Set 不保存重復(fù)的元素。

4SortedSet

繼承于Set保存有序的集合。

5Map

將唯一的鍵映射到值。

6Map.Entry

描述在一個(gè)Map中的一個(gè)元素（鍵/值對(duì)）。是一個(gè)Map的內(nèi)部類。

7SortedMap

繼承于Map，使Key保持在升序排列。

8Enumeration

這是一個(gè)傳統(tǒng)的接口和定義的方法，通過它可以枚舉（一次獲得一個(gè)）對(duì)象集合中的元素。這個(gè)傳統(tǒng)接口已被迭代器取代。

Set和List的區(qū)別

1. Set 接口實(shí)例存儲(chǔ)的是無序的，不重復(fù)的數(shù)據(jù)。List 接口實(shí)例存儲(chǔ)的是有序的，可以重復(fù)的元素。

2. Set檢索效率低下，刪除和插入效率高，插入和刪除不會(huì)引起元素位置改變?<實(shí)現(xiàn)類有HashSet,TreeSet>。

3. List和數(shù)組類似，可以動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)，根據(jù)實(shí)際存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度自動(dòng)增長(zhǎng)List的長(zhǎng)度。查找元素效率高，插入刪除效率低，因?yàn)闀?huì)引起其他元素位置改變?<實(shí)現(xiàn)類有ArrayList,LinkedList,Vector>?。

集合實(shí)現(xiàn)類（集合類）

Java提供了一套實(shí)現(xiàn)了Collection接口的標(biāo)準(zhǔn)集合類。其中一些是具體類，這些類可以直接拿來使用，而另外一些是抽象類，提供了接口的部分實(shí)現(xiàn)。

標(biāo)準(zhǔn)集合類匯總于下表：

序號(hào)類描述

1AbstractCollection?

實(shí)現(xiàn)了大部分的集合接口。

2AbstractList?

繼承于AbstractCollection 并且實(shí)現(xiàn)了大部分List接口。

3AbstractSequentialList?

繼承于 AbstractList ，提供了對(duì)數(shù)據(jù)元素的鏈?zhǔn)皆L問而不是隨機(jī)訪問。

4LinkedList

該類實(shí)現(xiàn)了List接口，允許有null（空）元素。主要用于創(chuàng)建鏈表數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，該類沒有同步方法，如果多個(gè)線程同時(shí)訪問一個(gè)List，則必須自己實(shí)現(xiàn)訪問同步，解決方法就是在創(chuàng)建List時(shí)候構(gòu)造一個(gè)同步的List。例如：

Listlist=Collections.synchronizedList(newLinkedList(...));

LinkedList 查找效率低。

5ArrayList

該類也是實(shí)現(xiàn)了List的接口，實(shí)現(xiàn)了可變大小的數(shù)組，隨機(jī)訪問和遍歷元素時(shí)，提供更好的性能。該類也是非同步的,在多線程的情況下不要使用。ArrayList 增長(zhǎng)當(dāng)前長(zhǎng)度的50%，插入刪除效率低。

6AbstractSet?

繼承于AbstractCollection 并且實(shí)現(xiàn)了大部分Set接口。

7HashSet

該類實(shí)現(xiàn)了Set接口，不允許出現(xiàn)重復(fù)元素，不保證集合中元素的順序，允許包含值為null的元素，但最多只能一個(gè)。

8LinkedHashSet

具有可預(yù)知迭代順序的Set接口的哈希表和鏈接列表實(shí)現(xiàn)。

9TreeSet

該類實(shí)現(xiàn)了Set接口，可以實(shí)現(xiàn)排序等功能。

10AbstractMap?

實(shí)現(xiàn)了大部分的Map接口。

11HashMap?

HashMap 是一個(gè)散列表，它存儲(chǔ)的內(nèi)容是鍵值對(duì)(key-value)映射。

該類實(shí)現(xiàn)了Map接口，根據(jù)鍵的HashCode值存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，具有很快的訪問速度，最多允許一條記錄的鍵為null，不支持線程同步。

12TreeMap?

繼承了AbstractMap，并且使用一顆樹。

13WeakHashMap?

繼承AbstractMap類，使用弱密鑰的哈希表。

14LinkedHashMap?

繼承于HashMap，使用元素的自然順序?qū)υ剡M(jìn)行排序.

15IdentityHashMap?

繼承AbstractMap類，比較文檔時(shí)使用引用相等。

在前面的教程中已經(jīng)討論通過java.util包中定義的類，如下所示：

序號(hào)類描述

1Vector?

該類和ArrayList非常相似，但是該類是同步的，可以用在多線程的情況，該類允許設(shè)置默認(rèn)的增長(zhǎng)長(zhǎng)度，默認(rèn)擴(kuò)容方式為原來的2倍。

2Stack?

棧是Vector的一個(gè)子類，它實(shí)現(xiàn)了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的后進(jìn)先出的棧。

3Dictionary?

Dictionary 類是一個(gè)抽象類，用來存儲(chǔ)鍵/值對(duì)，作用和Map類相似。

4Hashtable?

Hashtable 是 Dictionary(字典) 類的子類，位于 java.util 包中。

5Properties?

Properties 繼承于 Hashtable，表示一個(gè)持久的屬性集，屬性列表中每個(gè)鍵及其對(duì)應(yīng)值都是一個(gè)字符串。

6BitSet

一個(gè)Bitset類創(chuàng)建一種特殊類型的數(shù)組來保存位值。BitSet中數(shù)組大小會(huì)隨需要增加。

一個(gè)Bitset類創(chuàng)建一種特殊類型的數(shù)組來保存位值。BitSet中數(shù)組大小會(huì)隨需要增加。

集合算法

集合框架定義了幾種算法，可用于集合和映射。這些算法被定義為集合類的靜態(tài)方法。

在嘗試比較不兼容的類型時(shí)，一些方法能夠拋出 ClassCastException異常。當(dāng)試圖修改一個(gè)不可修改的集合時(shí)，拋出UnsupportedOperationException異常。

集合定義三個(gè)靜態(tài)的變量：EMPTY_SET，EMPTY_LIST，EMPTY_MAP的。這些變量都不可改變。

序號(hào)算法描述

1Collection Algorithms

這里是一個(gè)列表中的所有算法實(shí)現(xiàn)。

如何使用迭代器

通常情況下，你會(huì)希望遍歷一個(gè)集合中的元素。例如，顯示集合中的每個(gè)元素。

一般遍歷數(shù)組都是采用for循環(huán)或者增強(qiáng)for，這兩個(gè)方法也可以用在集合框架，但是還有一種方法是采用迭代器遍歷集合框架，它是一個(gè)對(duì)象，實(shí)現(xiàn)了Iterator 接口或ListIterator接口。

迭代器，使你能夠通過循環(huán)來得到或刪除集合的元素。ListIterator 繼承了Iterator，以允許雙向遍歷列表和修改元素。

序號(hào)迭代器方法描述

1使用 Java Iterator

這里通過實(shí)例列出Iterator和listIterator接口提供的所有方法。

遍歷 ArrayList

實(shí)例

import java.util.*;

public class Test{ public static void main(String[] args) {? ? List list=new ArrayList();

? ? list.add("Hello");

? ? list.add("World");

? ? list.add("HAHAHAHA");

? ? //第一種遍歷方法使用foreach遍歷List? ? for (String str : list) {? ? ? ? ? ? //也可以改寫for(int i=0;i

? ? }

? ? //第二種遍歷，把鏈表變?yōu)閿?shù)組相關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行遍歷? ? String[] strArray=new String[list.size()];

? ? list.toArray(strArray);

? ? for(int i=0;i

? ? }? ?

? ? //第三種遍歷 使用迭代器進(jìn)行相關(guān)遍歷? ?

? ? Iterator ite=list.iterator();

? ? while(ite.hasNext())//判斷下一個(gè)元素之后有值? ? {? ? ? ? System.out.println(ite.next());

? ? } }}

解析：

三種方法都是用來遍歷ArrayList集合，第三種方法是采用迭代器的方法，該方法可以不用擔(dān)心在遍歷的過程中會(huì)超出集合的長(zhǎng)度。

遍歷 Map

實(shí)例

import java.util.*;

public class Test{? ? public static void main(String[] args) {? ? ? Map map = new HashMap();

? ? ? map.put("1", "value1");

? ? ? map.put("2", "value2");

? ? ? map.put("3", "value3");

? ? ? //第一種：普遍使用，二次取值? ? ? System.out.println("通過Map.keySet遍歷key和value：");

? ? ? for (String key : map.keySet()) {? ? ? System.out.println("key= "+ key + " and value= " + map.get(key));

? ? ? }? ? ?

? ? ? //第二種? ? ? System.out.println("通過Map.entrySet使用iterator遍歷key和value：");

? ? ? Iterator> it = map.entrySet().iterator();

? ? ? while (it.hasNext()) {? ? ? Map.Entry entry = it.next();

? ? ? System.out.println("key= " + entry.getKey() + " and value= " + entry.getValue());

? ? ? }? ? ?

? ? ? //第三種：推薦，尤其是容量大時(shí)? ? ? System.out.println("通過Map.entrySet遍歷key和value");

? ? ? for (Map.Entry entry : map.entrySet()) {? ? ? System.out.println("key= " + entry.getKey() + " and value= " + entry.getValue());

? ? ? }? ?

? ? ? //第四種? ? ? System.out.println("通過Map.values()遍歷所有的value，但不能遍歷key");

? ? ? for (String v : map.values()) {? ? ? System.out.println("value= " + v);

? ? ? }? ? }}

如何使用比較器

TreeSet和TreeMap的按照排序順序來存儲(chǔ)元素. 然而，這是通過比較器來精確定義按照什么樣的排序順序。

這個(gè)接口可以讓我們以不同的方式來排序一個(gè)集合。

序號(hào)比較器方法描述

1使用 Java Comparator

這里通過實(shí)例列出Comparator接口提供的所有方法

總結(jié)

Java集合框架為程序員提供了預(yù)先包裝的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法來操縱他們。

集合是一個(gè)對(duì)象，可容納其他對(duì)象的引用。集合接口聲明對(duì)每一種類型的集合可以執(zhí)行的操作。

集合框架的類和接口均在java.util包中。

任何對(duì)象加入集合類后，自動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)镺bject類型，所以在取出的時(shí)候，需要進(jìn)行強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換