Java——Collection(List,Set),Map系列集合的特点

1. Java集合框架两大接口
   （1）Collection:规范单值集合的接口
   （2）Map：规范对值集合的接口

Collection接口

（1）它是根接口
（2）它没有直接的实现类，有更具体的子接口.如：List和Set
（3）有些集合的元素是可以重复的，有些集合的元素是不能重复的，有些集合的元素是有序的，有些集合的元素是无序的
2.API
（1）添加
boolean add(Objiect o):添加一个元素
boolean addAll(Collection c):添加多个元素
（2）获取有效元素的个数
int size()
（3）是否包含
boolean contains(Object o):判断o是否在当前的集合中
boolean containsAll(Collection c):判断c是否是当前集合的子集
（4）boolean isEmpty():判断当前集合是否为空
（5）删除
boolean remove(Object o):删除一个对象
boolean removeAll(Collection c)：删除多个（删除的是this n c 的部分）
void clear():清空所有
（6）retainAll(Collection c):保留交集
（7）Object[] toArray():把集合中的元素用数组返回
（8）Iterator iterator():获取遍历当前集合的迭代器对象

3.Collection系列的集合的遍历
（1）Object[] toArray():先返回数组，然后遍历数组
（2）每一个Collection系列的集合，内部都自带一个迭代器
Collection接口的iterator()方法返回一个Iterator,然后通过Iterator接口的方法实现遍历
（3）foreach循环：可用于遍历数组，Collection系列的集合等容器，底层还是用到了Iterator迭代器
凡是实现了java.lang.Iterable接口的集合/容器都支持foreach循环
for(元素的类型 元素临时的名称 ：数组/集合名){
}
用foreach遍历时，进行删除可能报错可能不报错，也会导致结果不确定，所以不要用foreach去删除；因为使用foreach删除时，调用的是集合的remove方法，遍历调用的是Interator的遍历方法

	//Iterable接口
	public interface Iterable {
	//只有一个返回迭代器的方法
	  Iterator iterator();
	}

	//集合的父接口Collection继承自Iterable，所以List和Set			都有返回迭代器的方法
	public interface Collection extends Iterable {
	}

java.util.Iterator:接口，
（1）boolean hasNext():判断是否存在另一个可访问的元素，是否可以继续迭代
（2）Object next():返回指针指向的对象
（3）remove()：移除指针指向的对象
这个接口的实现类在每一种集合类中，例：ArrayList内部有一个内部类实现了Iterator接口
声明为内部类的原因：
（1）每一种集合的内部实现（物理结构不同 ），意味着对迭代器的实现是不同的，每一种集合都要单独定制迭代器
（2）内部类可以直接访问外部类的私有属性，成员，因此迭代器可以直接访问集合的私有元素

List接口

1.List系列的集合：有序的，可重复的
2.List 接口的实现类们：ArrayList(动态数组),Vector(动态数组，向量类)，LinkedList(双向链表，双端队列，栈…),Stack(栈，是Vector的子类)
（1）Vector:最早版本的动态数组，线程安全的（有线程同步），不够后扩容为原来的2倍（造成空间浪费的可能性较大）Vector支持的遍历集合的方式：foreach,Iterator,支持旧版的Enumeration迭代器；ArrayList支持的遍历集合的方式：foreach,Iterator
（2）ArrayList:相对Vector来说新一点，线程不安全的（没有线程同步），不够后扩容为原来的1.5倍（造成扩容的次数增大）
（3）Stack：栈，先进后出（FILO）的特性通过以下方法实现：
Object peek():访问当前栈顶元素，但不拿走栈顶元素
Object pop():弹出栈顶元素
Object push(Object item):把元素压入栈顶
（4）LinkedList:双向链表

	//内部有一个结点的类型
	class Node{
		Object data;
		Node previous;
		Node next;
	}
	class LinkedList{
		Node first;
		Node last;
	}

如何体现双向链表？
E getFirst():返回此列表的第一个元素
E getLast():返回此列表的最后一个元素
boolean offerFirst(E e):在此列表的开头插入指定的元素
boolean offerLast(E e):在此列表的末尾插入指定的元素
int indexOf(Object o):返回指定元素的索引，从头找
int lastIndexOf(Object o)：从尾找
E get(int index):返回列表指定位置的元素，
体现栈和Stack一样
体现队列？
offer(e):插入队头
poll():移走队头元素
peek():检查队头元素
体现双端队列？

					头部   			 尾部
	插入   		offerFirst(e)    offerLast(e)
	移除		pollFirst()   	 pollLast()
	检查		peekFirst()  	 peekLast()

3.List的API（List接口比Collection接口多的方法）
（1）void add(int index,Object element):在[index]位置添加一个元素，相当于插入
boolean addAll(int index,Collection c):在[index]位置添加多个元素
（2）Object remove(int index):删除指定位置的元素
（3）Object get(int index):返回[index]位置的元素
（4）Object set(int index,Object element):替换[index]位置的元素为element
（5）int indexOf(Object o):在当前集合中查找o这个元素的下标，如果没有返回-1，如果有多个就返回找到的第一个元素的下标
（6）int lastIndexOf(Object o):在当前集合中查找o这个元素的下标，如果没有返回-1，如果有多个就返回找到的最后一个元素的下标
（7）List subList(int fromIndex,int toIndex):截取一部分[fromIndex,toIndex)
（8）ListIterator listIterator():获取一种迭代器
ListIterator是Iterator的子接口，它比Iterator增加了：从后往前遍历的方法，增加了遍历的同时添加和修改元素
boolean hasPrevious():是否前面还有元素
Object previous():获取前面的元素
void add(E e):遍历的同时，添加元素
void set(E e):遍历的同时，替换元素
int nextIndex():返回下一个元素的索引
int previousIndex():返回上一个元素的索引

Set接口

1.Set系列集合的元素是不能重复的
2.Set的实现类们：HashSet,TreeSet,LinkedHashSet（是HashSet的子类 ）
按照元素的存储顺序来说，有一些可保证，有一些不可保证，唯有LinkedHashSet可保证元素添加的顺序
按照元素的大小顺序来说，有一些可保证，有一些不可保证，唯有TreeSet可保证元素的大小顺序
HashSet即不能保证添加顺序，也不能保证大小顺序，是完全无序的
3.如何保证元素不重复？
HashSet和LinkedHashSet:先比较hash值，如果hash值不一样，说明一定不相同，如果hash值一样，再调用equals方法比较
TreeSet:按照元素的大小来决定元素是否相同
4.Set的底层实现是什么？
HashSet: HashMap
TreeSet: TreeMap
LinkedHashSet: LinkedHashMap
Set添加元素add(元素)，Map用put(key,value);发现添加到Set中的元素，是作为底层的Map的key,那么value选用了一个Object类型的常量对象PRESENT，
所有的HashSet,TreeSet,LinkedHashSet共用同一个PRESENT对象

Map接口

1.API
put(Object key,Object value)：将指定的值与此映射中的指定键关联
putAll(Map m):将另一个m中所有的映射关系都添加到当前map中
boolean containsKey(Object key):是否包含某个key
boolean containsValue(Object value):是否包含某个value
boolean isEmpty():是否为空
Object get(Object key):根据key获取它的value
void clear():清空所有
Object remove(Object key):根据key删除一对映射关系，并且返回其中的value
int size():元素的个数
遍历Map:
Map接口没有继承java.lang.Iterator接口，因此不支持foreach循环
Map接口中没有提供Iterator iterator()方法返回迭代器对象
Set keySet():获取所有的key,然后遍历它们；这里所有的key组成了一个Set集合，因此它们不可重复
Collection values():获取所有的value，然后遍历它们；这里所有的Value组成了Collection系列的集合，可能重复，也可能不重复
Set entrySet():获取所有的映射关系，然后遍历它们；此时把一对映射关系（key,value）看成一个整体，是Entry类型的对象
任意的引用数据类型都可以作为key和value
2.Map接口的实现类们
HashMap,TreeMap,LinkedHashMap,Hashtable,Properties
Hashtable:旧版，线程安全，它的key和value不能为null
HashMap:相对Hashtable来说新一点，线程不安全，它允许key和value为null
LinkedHashMap是HashMap的子类，比HashMap多维护了映射关系的添加顺序
HashMap:无序的
LinkedHashMap：可以记录添加顺序
TreeMap:按key的大小排序
Properties：是Hashtable的子类，不允许key和value是null，并且它的key和value的类型是String，通常用于存储配置属性
setProperty(key,value)：
getProperty(key):返回value值
3.Map中的key不能重复，如何实现不能重复？
TreeMap：根据key的大小，大小相等的两个key就是重复的；如果key重复了，那么后面的value会替换原来的value
其余四个：根据key的hashCode和equals方法
4.Map的底层实现是？
哈希表系列：数组+链表（JDK1.7及之前） 数组+链表/红黑树（之后）
TreeMap：红黑树
数组优点：访问速度块，根据下标直接定位到某个元素
链表优点：不需连续空间，在删/添元素是不需要移动元素，
因为底层根据key的hashCode值通过算法得出[index]，但不同的hashCode值可能[index]是相同的，那么这是只能把[index]的多个映射关系用链表连接起来
树的优点：查找速度比链表快