Java——（二）Java集合容器

 

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 一、基本概念

1）Collection：一个独立元素的序列，这些元素都服从一条或多条规则。List必须按照插入的顺序

保存元素，而Set不能有重复元素。Queue按照排队规则了确定对象产生的顺序（通常与它们被插

入的顺序相同）。

2）Map：一组成对的“键值对”对象，允许你使用键来查找值。ArrayList允许你使用数字来查找值

，因此在某种意义上讲，他讲数字与对象关联在了一起。映射表允许我们使用另一个对象来查找某

个对象，它也被称为“关联数组”，因为它将某些对象与另外一些对象关联在了一起；或者被称为“字

典”，因为你可以使用键对象来查找值对象，就像在字典中使用单词来定义一样。Map是强大的编程

工具。

Collection vs Collections

　　首先，Collection 和 Collections 是两个不同的概念。之所以放在一起，是为了更好的比较。

Collection是容器层次结构中根接口。而Collections是一个提供一些处理容器类静态方法的类。

JDK不提供Collection接口的具体实现，而是提供了更加具体的子接口（如Set和List）实现。

 

那Collection接口存在有何作用呢？存在即是道理。

　　原因在于：所有容器的实现类（如ArrayList实现了List接口，HashSet实现了Set接口）提供

了两个‘标准’的构造函数来实现：1、一个无参的构造方法（void）2、一个带有Collection类型单

参数构造方法，用于创建一个具有其参数相同元素新的Collection及其实现类等。实际上：因为所

有通用的容器类遵从Collection接口，用第二种构造方法是允许容器之间相互的复制。

 

二、Collection和Iterator接口

　　Conllection接口概括了序列的概念——一种存放一组对象的方式。Collection接口里定义了如下

操作集合元素的方法。

• boolean add(Object o):该方法把集合c里的所有元素添加到指定集合了i。如果集合对象被添加操

作改变了，则返回true。

• boolean addAll(Collection c):该方法把集合c里的所有元素添加到指定集合里。如果集合对象被添

加操作改变了，则返回true。

• void clear():清除集合里的所有元素，将集合长度变为0。
• boolean contains(Object o):返回集合了是否包含指定元素。
• boolean containsAll(Collection c):返回集合里是否包含集合c里的所有元素。
• boolean isEmpty():返回集合是否为空。当集合长度为0时返回true，否则返回false。
• Iterator iterator():返回一个Iterator对象，用于遍历集合里的元素。
• boolean remove(Object o):删除集合中的指定元素o,当集合中包含了一个或多个元素o时，这些

元素将被删除，该反复将返回true。

• boolean removeAll(Collection c):从集合中删除集合c里包含的所有元素（相当于调用该方法的集

合减集合c），如果删除了一个或多个以上的元素，则该方法返回true。

• boolean retainAll(Collection c):从集合中删除集合c里不包含的元素（相当于用调用该方法的集

合变成该集合和集合c的交集），如果该操作改变了调用该方法的集合，则该方法返回true。

• int size():该方法返回集合里元素的个数。
• Object[] toArray():该方法把集合转换成一个数组，所有的集合元素变成对应的数组元素。

 

下面程序将示范如何通过上面的方法来操作Collection集合里的元素：

 1 import java.util.ArrayList;

 2 import java.util.Collection;

 3 import java.util.HashSet;

 4 

 5 public class CollectionTest {

 6 

 7     public static void main(String[] args) {

 8         Collection collection = new ArrayList();

 9         // 添加元素

10         collection.add("暨雪");

11         // 虽然集合里不能放基本类型的值，但Java支持自动装箱

12         collection.add(21);

13         System.out.println("collection集合的元素个数为：" + collection.size());

14         // 删除指定元素

15         collection.remove(21);

16         System.out.println("collection集合的元素个数为：" + collection.size());

17         // 判断是否包含指定字符串

18         System.out.println("Collection集合是否包含\"暨雪\"字符串"

19                 + collection.contains("暨雪"));

20         collection.add(18);

21         System.out.println("collection集合的元素个数为：" + collection.size());

22 

23         Collection action = new HashSet<>();

24         action.add(18);

25         action.add('x');

26         System.out.println("collection是否完全包含action集合？"

27                 + collection.containsAll(action));

28         //用Collection集合减去action集合里的元素

29         collection.removeAll(action);

30         System.out.println("collection集合的元素个数为：" + collection.size());

31         //删除Collection集合里的所有元素

32         collection.clear();

33         System.out.println("collection集合的元素个数为：" + collection.size());

34         //action集合里只剩下Collection集合里也包含的元素

35         action.retainAll(collection);

36         System.out.println("action集合的元素：" + action);

37     }

38 

39 }

 运行结果：

collection集合的元素个数为：2

collection集合的元素个数为：1

Collection集合是否包含"暨雪"字符串true

collection集合的元素个数为：2

collection是否完全包含action集合？false

collection集合的元素个数为：1

collection集合的元素个数为：0

action集合的元素：[]

　　上面程序中创建了两个Collection对象，一个是collection集合，一个是action集合，其中

collection集合是ArrayList，二action集合是HashSet。虽然它们使用的实现类不同，但当把

它们当成Collection来使用时，使用add、remove、clear等方法来操作集合时没有任何区别。

 

三、使用Iterator接口遍历集合元素

　　Iterator接口也是Java集合框架的成员，但它与Collection系列、Map系列的集合不一样

：Collection系列集合、Map系列集合主要用于盛装其他对象，而Iterator则主要用于遍历（

即迭代访问）Collection集合中的元素，Iterator对象也被称为迭代器。

　　Iterator接口隐藏了各种Collection实现类的底层细节，向应用程序提供了遍历Collection

集合元素的统一编程接口。Iterator接口了定义如下三个方法：

• boolean hasNext():如果被迭代的集合元素还没有被遍历，则返回true。
• Object next():返回集合里的下一个元素。
• void remove():删除集合了上一次next方法返回的元素。

　　下面程序示范了通过Iterator接口来遍历集合元素。

 1 import java.util.Collection;

 2 import java.util.HashSet;

 3 import java.util.Iterator;

 4 

 5 public class IteratorTest {

 6 

 7     public static void main(String[] args) {

 8         // 创建一个集合

 9         Collection name = new HashSet<>();

10         name.add("张三");

11         name.add("李四");

12         name.add("王五");

13         // 获取name集合对应的迭代器

14         Iterator it = name.iterator();

15         while (it.hasNext()) {

16             // it.next()方法返回的数据类型是Object类型

17             // 需要强制类型转换

18             String names = (String) it.next();

19             System.out.println(names);

20             if (names.equals("李四")) {

21                 // 从集合中删除上一次next方法返回的元素

22                 it.remove();

23             }

24             // 对names变量赋值，不会改变集合元素本身

25             names = "测试字符串";

26         }

27         System.out.println(name);

28     }

29 

30 }

运行结果：

张三

李四

王五

[张三, 王五]

从上面代码中可以看出，Iterator仅用于遍历集合，Iterator本身并不提供盛装对象的能力。如

果需要参加Iterator对象，则必须有一个被迭代的集合。没有集合的Iterator仿佛无本之木，没

有存在的价值。

注意：

Iterator必须依附于Collection对象，若有一个Iterator对象，则必然有一个与之关联的

Collection对象。Iterator提供了两个仿佛来迭代访问Collection集合里的元素，并可以通过

remove()方法来删除集合中上一次next()方法返回的集合元素。

四、容器的打印

对TreeSet，HashSet，LinkedList，ArrayList，TreeMap，HashMap的例子如下：

 

 1 import java.util.*;

 2 

 3 public class CollectionAll

 4 {

 5 

 6     public static void main(String[] args)

 7     {

 8         printLists();

 9 

10         printSets();

11 

12         printMaps();

13     }

14 

15     private static void printLists()

16     {

17         List<String> a1 = new ArrayList<String>();

18         a1.add("List");

19         a1.add("Set");

20         a1.add("Queue");

21         a1.add("Map");

22         a1.add("List");

23         System.out.println("ArrayList Elements:");

24         System.out.println("    " + a1);

25 

26         List<String> l1 = new LinkedList<String>();

27         l1.add("List");

28         l1.add("Set");

29         l1.add("Queue");

30         l1.add("Map");

31         l1.add("List");

32         System.out.println("LinkedList Elements:");

33         System.out.println("    " + l1);

34     }

35     private static void printSets()

36     {

37         Set<String> h1 = new HashSet<String>();

38         h1.add("List");

39         h1.add("Set");

40         h1.add("Queue");

41         h1.add("Map");

42         h1.add("List");

43         System.out.println("HashSet Elements:");

44         System.out.println("    " + h1);

45 

46         Set<String> t1 = new TreeSet<String>();

47         t1.add("List");

48         t1.add("Set");

49         t1.add("Queue");

50         t1.add("Map");

51         t1.add("List");

52         System.out.println("TreeSet Elements:");

53         System.out.println("    " + t1);

54     }

55 

56     private static void printMaps()

57     {

58         Map<String, String> h1 = new HashMap<String, String>();

59         h1.put("List", "ArrayList");

60         h1.put("Set", "HashSet");

61         h1.put("Queue", "PriorityQueue");

62         h1.put("Map", "HashMap");

63         h1.put("List", "ArrayList");

64         System.out.println("HashMap Elements:");

65         System.out.println("    " + h1);

66 

67         Map<String, String> t1 = new TreeMap<String,String>();

68         t1.put("List", "ArrayList");

69         t1.put("Set", "HashSet");

70         t1.put("Queue", "PriorityQueue");

71         t1.put("Map", "HashMap");

72         t1.put("List", "ArrayList");

73         System.out.println("TreeMap Elements:");

74         System.out.println("    " + t1);

75 

76     }

77 }

 

运行结果：

ArrayList Elements:

    [List, Set, Queue, Map, List]

LinkedList Elements:

    [List, Set, Queue, Map, List]

HashSet Elements:

    [Map, Queue, Set, List]

TreeSet Elements:

    [List, Map, Queue, Set]

HashMap Elements:

    {Map=HashMap, Queue=PriorityQueue, Set=HashSet, List=ArrayList}

TreeMap Elements:

    {List=ArrayList, Map=HashMap, Queue=PriorityQueue, Set=HashSet}

 

　　这里展示了Java容器类库中的两种主要类型，它们的区别在于容器中每个“槽”保存的元素个

数。Collection在每个槽中只能保存一个元素。此类容器包含：

List：它以特定的顺序保存一组元素；

Set：元素不能重复；

Queue：值允许在容器的一“端”插入对象，并从另外一“端”移除对象。Map在每个槽内保存了两

个对象，即键和与之相关的值。

　　从打印结果来看，ArrayList和LinkedList都是List类型，它们都按照被插入的顺序保存元素

。两者的不同之处不仅在于执行某些类型的操作时的性能，而且LinkedList包含的操作也多于

ArrayList。

　　HashSet、TreeSet和LinkedHashSet都是Set类型，每个相同的项只有保存一次，但输出

也显示了不同的Set实现存储元素的方式也不同。HashSet使用的是相当复杂的方式来存储元素

的，因此，存储的顺序看起来并无实际意义。如果存储顺序很重要，那么可以使用TreeSet，它

按照比较结果的升序保存对象；或者使用LinkedHashSet，它按照被添加的顺序保存对象。

　　本例使用了三种基本风格的Map：HashMap、TreeMap和LinkedHashSet。与HashSet一

样，HashMap也提供了最快的查找技术，也没有按照任何明显的顺序来曹操其元素。TreeMap

按照比较结果的升序保存键，而LinkedHashMap则按照插入顺序保存键，同时还保留了HashMap

的查询速度。