Java基础之集合
我们前面学了数组，知道数组用来存放相同类型的数据。那要是不同类型的数据就可以用集合来存放。
集合中只能存放对象，即使是基本类型，比如int型1存放到集合中也会自动转换成对应的Integer类，每个基本类型都有一个对应的包装类。
基本类型与其包装类:
byte -> Byte
short -> Short
int -> Integer
long -> Long
float -> Float
double -> Double
char -> Character
boolean -> Boolean
包装类中提供了一些转换方法，但是Java 5引入了自动装箱（Autoboxing）和自动拆箱（Unboxing）的特性，这使得基本数据类型和它们的包装类之间的转换变得更加容易。自动装箱会自动将基本数据类型转换为对应的包装类对象，而自动拆箱则相反，会将包装类对象转换回基本数据类型。这一特性简化了咱们代码编写，不再需要手动进行这些转换。
Java集合类存放于java.util包中，是一个用来存放对象的容器。存放的是对象的引用地址，对象本身是在堆内存中存储的。集合可以存放不同类型，不限数量的数据。
Collection接口
首先要先看Collection接口，因为它是所有集合的根接口，它提供了很多对集合中的这些对象进行操作的方法，这些方法日常开发就很常用。
Collection接口有以下三个子接口来定义不同类型的集合:
List：是一个有序的集合，可以包含重复的元素，提供了按照索引访问元素的方法。
Set：是一个不包含重复元素的集合，它的子接口有SortedSet，它可以确保集合中的元素处于排序状态。
Queue：用于存储待处理元素的集合，按照特定的顺序处理元素。
Collection继承了Iterable接口，因此，其所有子类都是可以循环遍历的。
Java中还提供了上述接口的一些抽象类及实现，便于我们使用，
然后抽象类AbstractCollection实现了Collection接口，再由AbstractList、AbstractSet、AbstractQueue等继承它。
再往下走一层就到了真正的实现类了:
ArrayList、LinkedList、Vector等继承AbstractList实现了List接口。
HashSet、LinkedHashSet、TreeSet等继承AbstractSet实现了Set接口。
PriorityQueue、ArrayDeque等继承AbstractQueue实现了Queue接口。
这些就是我们日常开发中常用的集合类了:
List接口实现:
ArrayList：基于动态数组实现，支持随机访问和快速随机访问。
示例:
List<String> fruits = new ArrayList<>();
fruits.add("Apple");
fruits.add("Banana");
fruits.add("Cherry");
System.out.println(fruits); // 输出：[Apple, Banana, Cherry]
// 访问元素
System.out.println(fruits.get(0)); // 输出：Apple
// 修改元素
fruits.set(1, "Grape");
System.out.println(fruits); // 输出：[Apple, Grape, Cherry]
// 删除元素
fruits.remove("Cherry");
System.out.println(fruits); // 输出：[Apple, Grape]
LinkedList：基于双向链表实现，除了实现了List接口外，还实现了Deque接口，因此也可以用作栈、队列或双端队列。支持快速插入和删除操作。
示例:
List<String> fruits = new LinkedList<>();
fruits.add("Apple");
fruits.add("Banana");
fruits.add("Cherry");
System.out.println(fruits); // 输出：[Apple, Banana, Cherry]
// 添加元素到列表开头
fruits.add(0, "Grape");
System.out.println(fruits); // 输出：[Grape, Apple, Banana, Cherry]
// 删除列表开头的元素
fruits.remove(0);
System.out.println(fruits); // 输出：[Apple, Banana, Cherry]
Vector：和 ArrayList 类似，但是它是线程安全的。
Set接口实现:
HashSet：基于哈希表实现，不保证元素的顺序，不可重复，不是线程安全的，集合元素可以为 NULL。
示例:
Set<String> fruits = new HashSet<>();
fruits.add("Apple");
fruits.add("Banana");
fruits.add("Cherry");
System.out.println(fruits); // 输出可能为：[Apple, Banana, Cherry] 或其他顺序
// 添加重复元素不会有任何效果
fruits.add("Apple");
System.out.println(fruits); // 输出可能为：[Apple, Banana, Cherry]
// 检查集合是否包含某个元素
boolean containsBanana = fruits.contains("Banana");
System.out.println(containsBanana); // 输出：true
// 删除元素
fruits.remove("Banana");
System.out.println(fruits); // 输出可能为：[Apple, Cherry]
保证元素不重复是根据调用equals()方法来比较两个对象的hashCode值实现的。
LinkedHashSet：具有可预知的迭代顺序，元素按照插入顺序排列。它继承了 HashSet 类并维护了一个运行于所有条目的双重链接列表。这个链接列表定义了迭代顺序，即按照元素插入集合的顺序来迭代它们。因此，LinkedHashSet 提供了介于 HashSet 和 TreeSet 之间的行为：它保留了插入顺序，同时也提供了高效的元素查找。
TreeSet：基于红黑树实现，元素按照自然顺序或者自定义比较器进行排序。
// 默认使用自然顺序
Set<String> fruits = new TreeSet<>();
fruits.add("Apple");
fruits.add("Banana");
fruits.add("Cherry");
System.out.println(fruits); // 输出：[Apple, Banana, Cherry]
// 添加元素会自动排序
fruits.add("Grape");
System.out.println(fruits); // 输出：[Apple, Banana, Cherry, Grape]
// 检查集合是否包含某个元素
boolean containsBanana = fruits.contains("Banana");
System.out.println(containsBanana); // 输出：true
// 删除元素
fruits.remove("Banana");
System.out.println(fruits); // 输出：[Apple, Cherry, Grape]
// 使用自定义比较器 根据字符串的长度来排序
Comparator<String> lengthComparator = (s1, s2) -> s1.length() - s2.length();
TreeSet<String> customOrder = new TreeSet<>(lengthComparator);
customOrder.add("Apple");
customOrder.add("Banana");
customOrder.add("Cherry");
System.out.println("自定义顺序: " + customOrder); // 输出：[Apple, Cherry, Banana]
Queue接口实现:
PriorityQueue：基于优先级堆实现，元素按照优先级顺序排列。
Queue<Integer> numbers = new PriorityQueue<>();
numbers.add(3);
numbers.add(1);
numbers.add(4);
numbers.add(1);
numbers.add(5);
System.out.println(numbers); // 输出可能为：[1, 1, 3, 4, 5]
// 获取并移除队列的头元素
int number = numbers.poll();
System.out.println(number); // 输出：1
// 查看队列的头元素
number = numbers.peek();
System.out.println(number); // 输出：1
// 再次获取并移除队列的头元素
number = numbers.poll();
System.out.println(number); // 输出：1
System.out.println(numbers); // 输出可能为：[3, 4, 5]
ArrayDeque：基于动态数组实现，可以作为栈和队列使用。
Deque<String> fruits = new ArrayDeque<>();
fruits.add("Apple");
fruits.add("Banana");
fruits.add("Cherry");
System.out.println(fruits); // 输出：[Apple, Banana, Cherry]
// 作为栈使用
fruits.push("Grape");
System.out.println(fruits); // 输出：[Grape, Apple, Banana, Cherry]
// 弹出栈顶元素
String topFruit = fruits.pop();
System.out.println(topFruit); // 输出：Grape
System.out.println(fruits); // 输出：[Apple, Banana, Cherry]
// 作为队列使用
fruits.offer("Grape");
System.out.println(fruits); // 输出：[Apple, Banana, Cherry, Grape]
// 获取并移除队列的头元素
String firstFruit = fruits.poll();
System.out.println(firstFruit); // 输出：Apple
System.out.println(fruits); // 输出：[Banana, Cherry, Grape]
每个实现都有自己的特色，用ArrayList的场景会多一点。
上面我们也说了所有集合都实现了存在于java.lang包中Iterator接口，而里面封装了 Iterator 接口。所以只要实现了只要实现了Iterable接口的类，就可以使用Iterator迭代器了。
迭代器Iterator: 存在于 java.util 包中。核心的方法next(),hasnext(),remove()。
迭代器（Iterators）用于遍历集合中的元素，和for循环作用一样都是循环遍历。
示例:
Collection<String> collection = new ArrayList<>();
collection.add("Apple");
collection.add("Banana");
collection.add("Cherry");
// 迭代器遍历
Iterator<String> iterator = collection.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
String fruit = iterator.next();
System.out.println(fruit);
}
同样若是换成for循环来遍历:
// for循环遍历
for (String fruit : collection) {
System.out.println(fruit);
}
效果一样的。
集合的了解和使用就看到这里。
END
