JAVA常用集合框架用法详解——提高篇

   这篇文章是我对集合框架的升华总结。文章中没有提到各个集合子类的最基本的操作和方法。想要知道这部分的内容，可以查看我的一篇基础知识的博客--Java集合框架总结基础篇http://blog.csdn.net/lulei1217/article/details/45167433。     

       这几天一直在看Java的集合框架。通过这几天的学习使我对集合有了一个全新的认识，现在来说说吧。先上集合的家谱图一张，来自Java编程思想书中的。

    首先从容器的老祖先Collection接口说起。Collection接口有3个子接口依次是：List、Set 、Queue（这个不常用）。Map接口是自成一派，这个待会介绍。这个Collection接口有一个实现类就是AbstractCollection（抽象类）。这个类我们使用的不多，使用较多的是Collections这个类。此类完全由在 collection 上进行操作或返回 collection 的静态方法组成。而3个子接口也都有实现抽象类分别是：AbstractList、 AbstractSet和AbstractQueue。有了这层概念，接下来就是这些抽象类也会被子类给继承。而这些子类就是我们所常用的。AbstractList的实现子类就是ArrayList和LinkedList(准确的说是孙子类)，AbstractSet的实现子类是HashSet和TreeSet。LinkedHashSet是HashSet的子类。至于Map接口也是一样的，首先有一个实现接口的类AbstractMap和一个子接口SortedMap。AbstractMap类的子类有HashMap和WeakHashMap，HashMap有个子类叫做LinkedHashMap。SortedMap子接口有个实现类叫TreeMap(这个类也继承了AbstractMap类)。

    上面是介绍了一些有关容器组成的一些内容。其中比较常用的是ArrayList、LinkedList、hashSet和hashMap。在定义这些容器对象的时候我们习惯使用向上转型的做法。比如：

List list=new ArrayList();

    这样做的目的是限制了list对象的特有性。这样我们在进行将list对象转成LinkedList是没有任何问题的。这样的做法体现了面向对象的多态性。

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LinkedList  link=new LinkedList(list);

    上面的这种写法是有问题的，因为没有考虑的泛型的使用。主要原因是编译器允许你向容器中添加错误的类型，比如你想向容器中添加的全是Apple类，但是一不小心放了一个Orange类进去了。这时候编译是没有任何的问题的，但是在运行过程中一旦想遍历容器中的元素就会出现类型异常的错误。为此我们必须在声明和定义的时候就应该说明我这个容器只能装Apple类。我们可以修改代码如下：(加上泛型)

List list=new ArrayList();

    如果还要考虑apple类会有子类那就需要这样修改：

List  list=new  ArrayList();

    所以建议大家在使用容器的时候应该加上泛型。使用泛型后，你会发现如果再次将orange类加入容器中在编译期就会报错。

    在所有的容器子类中，这里不得不说一下我们的容器一般只装对象，不会在容器中装基本数据类型(byte,int等是需要进行装箱处理的)。这样是不能通过编译的。如果我们想打印容器中的对象，就必须遍历这个容器类。如何遍历这个容器类呢？

   这里Java API给我们提供了一个叫迭代器对象的机制。在Java中，迭代器Iterator对象实际上是一个接口，它有一个子接口叫ListIterator(只能在List中使用)。我们所有的容器类都会为我们提供了一个叫Iterator的迭代器对象，通过使用Iterator的一些方法来进行遍历操作。比如：

List list=new ArrayList();

list.add(new apple());//这个方法是向容器中添加元素

list.add(new apple());

list.add(new apple());

list.add(new apple());

list.add(new apple());

//获取容器的迭代器对象

Iterator it=list.iterator();

while(it.hasNext()){

apple a=it.next();

System.out.println(a);//输出容器中的对象

it.remove();//表示将容器中的对象给删除了

}

  这里我们注意：

     a.使用迭代器对象来操作容器中的元素（如：remove）和直接操作容器本身是一样的。 

     b.Iterator迭代器只有remove操作方法，如果想让迭代器对象可以给容器add添加元素和set修改元素则必须使用ListIterator迭代器。这个迭代器和他的名字一样只能操作List容器，当然这个迭代器支持容器对象的向后和向前的遍历。

    在java 1.5之后，对于Collection容器官方是希望我们优先考虑使用Iterable迭代器，而Map容器则继续使用Iterator迭代器。Iterable接口实际上是包含了一个返回Iterator接口的iterator()方法。

    当然这里我在提提foreach的语法。在介绍容器之前，我们主要是在数组中使用foreach的。其实在Collection容器中我们也会使用到的。因为我们在foreach中可以直接的在容器中移动Iterable接口的。这就是我说的为什么优先使用Iterable,因为只要实现这个接口我们就允许容器对象成为 "foreach" 语句的目标。 这样就不需要获取迭代器对象了。上一段代码：

import java.util.*;

public class IterableClass implements Iterable {
  protected String[] words = ("And that is how " +
    "we know the Earth to be banana-shaped.").split(" ");
  public Iterator iterator() {
    return new Iterator() {//返回的是Iterator对象
      private int index = 0;
      public boolean hasNext() {
        return index < words.length;
      }
      public String next() { return words[index++]; }
      public void remove() { // Not implemented
        throw new UnsupportedOperationException();
      }
    };
  }	
  public static void main(String[] args) {
    for(String s : new IterableClass())
      System.out.print(s + " ");
  }
} 

输出结果：
And that is how we know the Earth to be banana-shaped.

    这里需要注意一个我们在定义某个方法的时候参数可能是个Iterable。比如：

static viod test(Iterable ib){
for(T t:ib){
System.out.println(t);
}
}
public  static void main(String args[]){
test(Arrays.asList(1,2,3));//这样写是正确的
String[] strs={”123”,”sdfd”,”sdf”};
//test(strs);//不能通过编译
test(Arrays.asList(strs));//这样可以
}

    注意：当参数是Iterable的时候，我们可以传List容器类过去，因为List是可以自动转换的。但是不能直接传数组进去，必须将数组先转化为List。还有一个不得不提，在我们new一个容器的时候，我们一般是不太确定容器中元素的个数的，但是使用由数组转化为的List容器实际上我们是知道容器中元素的个数的。

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下面将要详细的介绍List、Set和Map的子类知识。首先就是这些容器的子类都是线程不同步的。都是线程不安全的。

Collection 接口派生的接口是 List 和 Set还有Queue。

Collection 接口提供的主要方法：

1. boolean add(Object o) 添加对象到集合；

2. boolean remove(Object o) 删除指定的对象；

3. int size() 返回当前集合中元素的数量；

4. boolean contains(Object o) 查找集合中是否有指定的对象；

5. boolean isEmpty() 判断集合是否为空；

6. Iterator iterator() 返回一个迭代器；

7. boolean containsAll(Collection c) 查找集合中是否有集合 C 中的元素；

8. boolean addAll(Collection c) 将集合 C 中所有的元素添加给该集合；

9. void clear() 删除集合中所有元素；

10. void removeAll(Collection c) 从集合中删除 C 集合中也有的元素；

11. void retainAll(Collection c) 从集合中删除集合 C 中不包含的元素。

 

但是我们的子接口还是添加了许多的针对自己接口特性的一些方法。这里所有的自己的特性指的是：

    List承诺可以将元素维护在指定的序列中。有两种主要的List派生类ArrayList和LinkedList。

    ArrayList类他的底层数据结构是由数组完成的，所以他的特点就是适合随机访问元素，直接类似于数组的Arrays[i]的操作。但是对于删除指定位置的元素和在指定的位置中插入元素就会比较麻烦的。因为会涉及到大量的数组元素的移动和复制。 

    LinkedList类他的底层数据结构是由一个自定义的Node节点类来完成的。这个节点类有3个属性：T date(用来存储元素的)、Node next(指向下一个Node类节点的)、Node Preview(指向前一个Node类节点)。LinkedList就是由这些Node类组成的链表结构组成的。所以LinkedList类适合插入和删除元素的操作，但是对于索引操作就比较的费事了。只能是由传统的迭代器的方式依次来遍历。属于比较耗时的线性操作。

下面使用代码来查看：

package com.wq520.rongqi;

import java.util.ArrayList;
import java.util.LinkedList;

public class TestArrayListAndLinkedList {
 public static void main(String[] args){

 ArrayList