淺談Java中的集合

集合概述

面嚮對象語言對事物的體現都是以對象的形式，爲了方便對多個對象的操作，Java就提供了集合類。

數組和集合的區別：

長度區別：
數組的長度是固定的；集合的長度是可變的
存儲數據類型的區別：
數組可以存儲基本數據類型，也可以存儲引用數據類型數據；集合只能存儲引用數據類型
內容區別：
數組只能存儲同種數據類型的元素；集合可以存儲不同類型的元素

Collection集合

Collection集合是集合的頂層父接口，其繼承體系如圖：

下面先談談Collection集合吧。

Collection 層次結構中的根接口。Collection 表示一組對象，這些對象也稱爲 collection 的元素。一些 collection 允許有重複的元素，而另一些則不允許。一些 collection 是有序的，而另一些則是無序的。

成員方法

將成員方法按功能分：
添加功能：

boolean add(Object obj):添加一個元素
boolean addAll(Collection c):添加一個集合的元素 (給一個集合添加進另一個集合中的所有元素)

刪除功能：

void clear():移除所有元素
boolean remove(Object o):移除一個元素
boolean removeAll(Collection c):移除一個集合的元素(移除一個以上返回的就是true) 刪除的元素是兩個集合的交集元素，如果沒有交集元素則刪除失敗返回false

判斷功能：

boolean contains(Object o)：判斷集合中是否包含指定的元素
boolean containsAll(Collection c)：判斷集合中是否包含指定的集合元素(這個集合包含另一個集合中所有的元素纔算包含才返回true)
boolean isEmpty()：判斷集合是否爲空

獲取功能：

Iterator iterator()（迭代器）

長度功能：

int size():元素的個數

交集功能：

boolean retainAll(Collection c):獲取兩個集合的交集元素(交集：兩個集合都有的元素)

把集合轉換爲數組：

Object[] toArray()

集合元素的遍歷：
當集合的對象使用Collection類型來接收的時候，對於集合中的元素的遍歷，有兩種方式：

將集合轉爲數組，再進行遍歷

public class Demo6 {
    public static void main(String[] args) {
        // 將3個學生的信息存儲到數組中，並遍歷數組，獲取得到每一個學生信息
        Student s1 = new Student("張三", 23);
        Student s2 = new Student("李四", 21);
        Student s3 = new Student("王五", 22);
        Collection arrayList = new ArrayList();
        arrayList.add(s1);
        arrayList.add(s2);
        arrayList.add(s3);
        Object[] objects = arrayList.toArray();
        for (int i = 0; i < objects.length; i++) {
            Student stu= (Student) objects[i];
            System.out.println(stu.getName()+"----"+stu.getAge());
        }
    }
}

class Student{
    private String name;
    private int age;

    public Student() {
    }

    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
}

使用迭代器進行遍歷
先獲取迭代器，再判斷是否有下一個元素(hasNext()方法)，有的話就獲取下一個元素(next()方法)。

public class Demo6 {
    public static void main(String[] args) {
        // 將3個學生的信息存儲到數組中，並遍歷數組，獲取得到每一個學生信息
        Student s1 = new Student("張三", 23);
        Student s2 = new Student("李四", 21);
        Student s3 = new Student("王五", 22);
        Collection arrayList = new ArrayList();
        arrayList.add(s1);
        arrayList.add(s2);
        arrayList.add(s3);
        // 使用迭代器進行遍歷
        Iterator iterator = arrayList.iterator();   // 獲取迭代器
        while (iterator.hasNext()){    
            Object o = iterator.next();
            Student stu = (Student) o;
            System.out.println(stu.getName()+"----"+stu.getAge());
        }
       
    }
}

List集合

List中的元素特點：元素有序，並且每一個元素都存在一個索引。元素可以重複。

List集合的特有功能

由於List繼承了Collection，所以Collection的方法List都可以使用，但它還有自己獨特的功能。

常用的方法：
void add(int index,E element)：在指定索引處添加元素
E remove(int index)：移除指定索引處的元素返回的是移除的元素
E get(int index)：獲取指定索引處的元素
E set(int index,E element)：更改指定索引處的元素返回的而是被替換的元素

集合元素的遍歷：
當集合的對象使用List類型來接收的時候，對於集合中的元素的遍歷，有以下幾種方式：

由於List是Collection的子接口，所以Collection遍歷元素的方式，List完全可以用。即可以將集合轉換成數組，可以使用Collection的迭代器進行遍歷。
由於List中有自己獨特的迭代器(ListIterator)，所以也可以使用List自己的迭代器來進行遍歷。

public class Demo6 {
    public static void main(String[] args) {
        // 將3個學生的信息存儲到數組中，並遍歷數組，獲取得到每一個學生信息
        Student s1 = new Student("張三", 23);
        Student s2 = new Student("李四", 21);
        Student s3 = new Student("王五", 22);
        //List arrayList = new ArrayList();
        Collection arrayList = new ArrayList();
        arrayList.add(s1);
        arrayList.add(s2);
        arrayList.add(s3);
        // 使用列表迭代器進行遍歷
        ListIterator listIterator = arrayList.listIterator();
        while (listIterator.hasNext()){
            Object next = listIterator.next();
            Student student= (Student) next;
            System.out.println(student.getName()+"----"+student.getAge());
        }
     
    }
}

class Student{
    private String name;
    private int age;

    public Student() {
    }

    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
}

需要注意的是，ListIterator 繼承自Iterator 可以使用Iterator中的方法，同時，ListIterator有自己的特有功能：
boolean hasPrevious(): 是否存在前一個元素
E previous(): 返回列表中的前一個元素

以上兩個方法可以實現反向遍歷但是注意要完成反向遍歷之前要先進行正向遍歷這樣指針才能移到最後。如果直接反向遍歷是沒有效果的因爲指針默認位置就在最前面，他前面沒有元素。

List中有一個get()方法，用於獲取對應索引處的元素值。所以可以結合size()方法和get()方法來進行遍歷。

public class Demo6 {
    public static void main(String[] args) {
        // 將3個學生的信息存儲到數組中，並遍歷數組，獲取得到每一個學生信息
        Student s1 = new Student("張三", 23);
        Student s2 = new Student("李四", 21);
        Student s3 = new Student("王五", 22);
        //List arrayList = new ArrayList();
        Collection arrayList = new ArrayList();
        arrayList.add(s1);
        arrayList.add(s2);
        arrayList.add(s3);
        // 使用size和get方法進行遍歷
        for (int i = 0; i < arrayList.size(); i++) {
            Object o = arrayList.get(i);
            Student student= (Student) o;
            System.out.println(student.getName()+"----"+student.getAge());
        }
    }
}

class Student{
    private String name;
    private int age;

    public Student() {
    }

    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
}

List下有多個子類，但常用的子類有ArrayList、Vector、LinkedList。
這三個子類的特點爲：

ArrayList
底層數據結構是數組，查詢快，增刪慢
線程不安全，效率高
Vector
底層數據結構是數組，查詢快，增刪慢
線程安全，效率低
LinkedList
底層數據結構是鏈表，查詢慢，增刪快
線程不安全，效率高

那麼問題來了，在這三個類中我們該如何選擇使用呢？
看我們程序的需求，是要安全還是要效率以及是要查找多還是增刪多，依據這些來選擇我們需要使用的子類。

下面來談談這三個子類。

ArrayList

List 接口的大小可變數組的實現。實現了所有可選列表操作，並允許包括 null 在內的所有元素。除了實現 List 接口外，此類還提供一些方法來操作內部用來存儲列表的數組的大小。
每個 ArrayList 實例都有一個容量。該容量是指用來存儲列表元素的數組的大小。它總是至少等於列表的大小。隨着向 ArrayList 中不斷添加元素，其容量也自動增長。並未指定增長策略的細節，因爲這不只是添加元素會帶來分攤固定時間開銷那樣簡單。

構造方法：

成員方法：

集合元素的遍歷：
由於ArrayList是List的子類，所以可以使用轉換成數組、迭代器以及size()和get方法結合的方式進行元素的遍歷，除此之外還可以用JDK1.8新增的一個方法void forEach(Consumer<? super E> action) 遍歷元素。
void forEach(Consumer<? super E> action) 執行特定動作的每一個元素的 Iterable直到所有元素都被處理或操作拋出異常。