Java集合概述和总结分析与图示

Java集合中主要分为两大体系：collection和Map。也就是值的集合和键值对(Entry<K,V>)的集合。

JDK1.2 引入了 Java 集合框架，包含一组数据结构。与数组不同，这些数据结构的存储空间会随着元素添加动态增加。其中，一些支持添加重复元素另一些不支持，一些支持 null，一些能自动升序打印元素。

所有这些数据结构在 java.util 包里，包含了 Collection、List、Set、Map、SortedMap 接口。这些接口的实现类有 LinkedList、TreeSet、ArrayList、HashMap 等。除了这些数据结构，java.util 包还提供了 Date、GregorianCalender、StringTokenizer、Random 这样的工具类。分类

可以按照接口、实现、算法三个方面对集合框架中的数据结构进行分类：

接口：Collection、List、Map 组成了集合框架中所有具体实现类的接口，它们定义了子类必须实现的方法，非常好记。比如向集合添加元素，会用到 Collection 中定义的 add() 方法

实现：所有实现了上述3个接口的类，都被称作集合框架，实际上就是数据结构。比如 LinkedList、TreeSet 等

算法：集合框架提供了很多可以直接调用的算法，比如求最大最小值、排序、填充等

【1】Collection接口

【2】Map接口继承树

Map接口下面的均为键值对实体(Entry)集合，类名通常以*Map结尾，比较特殊的有HashTable和Properties。

集合框架核心接口及实现类：

Collection：根接口，大部分数据结构都实现了 Collection 接口中的方法

Set：实现 Set 接口的数据结构不允许重复的元素，例如 HashSet、LinkedHashSet

SortedSet：实现 SortedSet 接口的数据结构默认可按升序打印元素，例如 TreeSet

List：实现 List 接口的数据结构允许重复元素，可通过 index 访问元素，例如 LinkedList、ArrayList、Vector

Map：实现 Map 接口的数据结构存储键值对，不允许重复的 key，例如 HashMap、LinkedHashMap、Hashtable

SortedMap：继承了 Map 接口，存储键值对，不允许重复的 key，默认可按 key 升序打印元素，例如 TreeMap

SortedSet 与 SortedMap 默认的排序是自然序，可通过 Comparator 或 Comparable 接口实现自定义排序。在接口与具体的实现类之间还有一些抽象类，如下图：

这些抽象类为集合增加了很多功能：

HashSet：实现 Set 接口，不允许重复的元素，底层数据结构 hash table

LinkedHashSet：实现 Set 接口，不允许重复的元素，底层数据结构 hash table 与双链表

TreeSet：实现 NavigableSet 接口，不允许重复的元素，底层数据结构红黑树

ArrayList：实现 List 接口，允许重复元素，底层数据结构可变数组

LinkedList：实现 List 接口，允许重复元素，底层数据结构双链表

Vector：实现 List 接口，允许重复元素，底层数据结构可变数组

HashMap：实现 Map 接口，不允许重复的 key，底层数据结构 hash table

LinkedHashMap：实现 Map 接口，不允许重复的 key，底层数据结构 hash table 与双链表

HashTable：实现 Map 接口，不允许重复的 key，底层数据结构 hash table

TreeMap：实现 SortedMap 接口，不允许重复的 key，底层数据结构红黑树

【3】Collection接口详解接：

Collection 接口是 List、Set 和 Queue 接口的父接口，该接口里定义的方法既可用于操作 Set 集合，也可用于操作 List 和 Queue 集合。

JDK不提供此接口的任何直接实现，而是提供更具体的子接口(如：Set和List)实现。

在 Java5 之前，Java 集合会丢失容器中所有对象的数据类型，把所有对象都当成 Object 类型处理。从 Java5 增加了泛型以后，Java 集合可以记住容器中对象的数据类型

主要方法：

【4】Map接口详解

Map与Collection并列存在。用于保存具有映射关系的数据:Key-Value。

Map 中的 key 和 value 都可以是任何引用类型的数据

Map 中的 key 用Set来存放，不允许重复，即同一个 Map 对象所对应的类，须重写hashCode()和equals()方法。

常用String类作为Map的“键”。

key 和 value 之间存在单向一对一关系，即通过指定的 key 总能找到唯一的、确定的 value。Map 常用方法

• 添加、删除操作：

Object put(Object key,Object value)
Object remove(Object key)
void putAll(Map t)
void clear()

• 元视图操作的方法：

Set<K> keySet()
 Collection<V> values()
Set<Map.Entry<K, V>> entrySet()

• 元素查询的操作：

Object get(Object key)
boolean containsKey(Object key)
boolean containsValue(Object value)
int size()
boolean isEmpty()
boolean equals(Object obj)

【5】使用Iterator接口遍历集合

Iterator对象称为迭代器(设计模式的一种)，主要用于遍历 Collection 集合中的元素。所有实现了Collection接口的集合类都有一个iterator()方法，用以返回一个实现了Iterator接口的对象。

Iterator 仅用于遍历集合，Iterator 本身并不提供承装对象的能力。如果需要创建 Iterator 对象，则必须有一个被迭代的集合。

Iterator iterator = coll.iterator();
while(iterator.hasNext()){
System.out.println(iterator.next());
}

Java 5 还提供了 foreach 循环迭代访问 Collection：

【6】实现类对比分析

List容器中的每个元素都有一个整数型的序号记载其位置，元素值可以重复，允许多个null。

Map容器中元素为Key-Value对，key不可重复，元素值可以重复，允许一个key为null，HashMap中允许存在多个null为键值。

HashTable是Dictionary的子类并实现了Map接口。

Set容器中元素根据hash算法无序存放，元素不可重复，允许一个null。

参考博文：

一文快速了解Java集合框架