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2022
01-12

一篇文章带你入门java集合

一、简介

1、java集合框架图

从上面的集合框架图可以看到，Java 集合框架主要包括两种类型的容器，一种是集合（Collection），存储一个元素集合，另一种是图（Map），存储键/值对映射。Collection 接口又有 3 种子类型，List、Set 和 Queue，再下面是一些抽象类，最后是具体实现类，常用的有 ArrayList、LinkedList、HashSet、LinkedHashSet、HashMap、LinkedHashMap 等等。

集合框架是一个用来代表和操纵集合的统一架构。所有的集合框架都包含如下内容：

  • 接口：是代表集合的抽象数据类型。例如 Collection、List、Set、Map 等。之所以定义多个接口，是为了以不同的方式操作集合对象
  • 实现（类）：是集合接口的具体实现。从本质上讲，它们是可重复使用的数据结构，例如：ArrayList、LinkedList、HashSet、HashMap。
  • 算法：是实现集合接口的对象里的方法执行的一些有用的计算，例如：搜索和排序。这些算法被称为多态，那是因为相同的方法可以在相似的接口上有着不同的实现。

除了集合，该框架也定义了几个 Map 接口和类。Map 里存储的是键/值对。尽管 Map 不是集合，但是它们完全整合在集合中。

2、集合框架体系

3、Set和List的区别

1)Set 接口实例存储的是无序的，不重复的数据。List 接口实例存储的是有序的，可以重复的元素

2)Set 接口实例存储的是无序的，不重复的数据。List 接口实例存储的是有序的，可以重复的元素

3)List和数组类似，可以动态增长，根据实际存储的数据的长度自动增长List的长度。查找元素效率高，插入删除效率低，因为会引起其他元素位置改变 <实现类有ArrayList,LinkedList,Vector>

二、ArrayList

1、定义

ArrayList 类是一个可以动态修改的数组，与普通数组的区别就是它是没有固定大小的限制，我们可以添加或删除元素。

ArrayList 继承了 AbstractList ，并实现了 List 接口。

ArrayList 类位于 java.util 包中，使用前需要引入它，语法格式如下：

import java.util.ArrayList; // 引入 ArrayList 类
ArrayList<E> objectName =new ArrayList<>();　 // 初始化

2、用实例了解ArrayList

    @Test
	public void listTest(){
		List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
		//增加元素
		list.add(1);
		list.add(9);
		list.add(8);
		list.add(4);
		list.add(5);
		list.add(3);
		//访问
		System.out.println("list新增完元素访问:");
		for(int s : list){
			System.out.print(s+" ");
		}
		System.out.println();
		//用set方法修改
		list.set(2, 10);
		//访问
		System.out.println("list修改完元素访问:");
		for(int s : list){
			System.out.print(s+" ");
		}
		System.out.println();
		list.remove(2);
		//访问
		System.out.println("list删除完元素访问:");
		for(int s : list){
			System.out.print(s+" ");
		}
		System.out.println();
		//当前list大小
		System.out.println("list当前数据元素个数:"+list.size());
		//排序
		Collections.sort(list);//默认升序
		//访问
		System.out.println("list排序完元素访问:");
		for(int s : list){
			System.out.print(s+" ");
		}
		System.out.println();
	}

结果:

list新增完元素访问:
1 9 8 4 5 3
list修改完元素访问:
1 9 10 4 5 3
list删除完元素访问:
1 9 4 5 3
list当前数据元素个数:5
list排序完元素访问:
1 3 4 5 9

Java ArrayList 常用方法列表如下：

方法 描述
add() 将元素插入到指定位置的 arraylist 中
addAll() 添加集合中的所有元素到 arraylist 中
clear() 删除 arraylist 中的所有元素
clone() 复制一份 arraylist
contains() 判断元素是否在 arraylist
get() 通过索引值获取 arraylist 中的元素
indexOf() 返回 arraylist 中元素的索引值
removeAll() 删除存在于指定集合中的 arraylist 里的所有元素
remove() 删除 arraylist 里的单个元素
size() 返回 arraylist 里元素数量
isEmpty() 判断 arraylist 是否为空
subList() 截取部分 arraylist 的元素
set() 替换 arraylist 中指定索引的元素
sort() 对 arraylist 元素进行排序
toArray() 将 arraylist 转换为数组
toString() 将 arraylist 转换为字符串
ensureCapacity() 设置指定容量大小的 arraylist
lastIndexOf() 返回指定元素在 arraylist 中最后一次出现的位置
retainAll() 保留 arraylist 中在指定集合中也存在的那些元素
containsAll() 查看 arraylist 是否包含指定集合中的所有元素
trimToSize() 将 arraylist 中的容量调整为数组中的元素个数
removeRange() 删除 arraylist 中指定索引之间存在的元素
replaceAll() 将给定的操作内容替换掉数组中每一个元素
removeIf() 删除所有满足特定条件的 arraylist 元素
forEach() 遍历 arraylist 中每一个元素并执行特定操作

三、LinkedList

链表（Linked list）是一种常见的基础数据结构，是一种线性表，但是并不会按线性的顺序存储数据，而是在每一个节点里存到下一个节点的地址。

链表可分为单向链表和双向链表。

一个单向链表包含两个值: 当前节点的值和一个指向下一个节点的链接

一个双向链表有三个整数值: 数值、向后的节点链接、向前的节点链接。

Java LinkedList（链表） 类似于 ArrayList，是一种常用的数据容器。

与 ArrayList 相比，LinkedList 的增加和删除对操作效率更高，而查找和修改的操作效率较低。

以下情况使用 ArrayList :

频繁访问列表中的某一个元素。只需要在列表末尾进行添加和删除元素操作。

以下情况使用 LinkedList :

你需要通过循环迭代来访问列表中的某些元素。需要频繁的在列表开头、中间、末尾等位置进行添加和删除元素操作。

1、语法

// 引入 LinkedList 类
import java.util.LinkedList; 
LinkedList<E> list = new LinkedList<E>();   // 普通创建方法
或者
LinkedList<E> list = new LinkedList(Collection<? extends E> c); // 使用集合创建链表

2、示例

    @Test
	public void linkListTest(){
		LinkedList<Integer> nums = new LinkedList<Integer>();
		//添加
		nums.add(3);
		nums.add(5);
		nums.add(1);
		nums.add(8);
        System.out.println(nums);
        // 使用 addFirst() 在头部添加元素
        nums.addFirst(0);
        System.out.println(nums);
        nums.addLast(20);
        System.out.println(nums);
        //移除首位
        nums.removeFirst();
        System.out.println(nums);
        // 使用 getFirst() 获取头部元素
        System.out.println(nums.getFirst());
        //for循环迭代
        for (int size = nums.size(), i = 0; i < size; i++) {
            System.out.println(nums.get(i));
        }
	}

结果:

[3, 5, 1, 8]
[0, 3, 5, 1, 8]
[0, 3, 5, 1, 8, 20]
[3, 5, 1, 8, 20]
3
3
5
1
8
20

方法 描述
public boolean add(E e) 链表末尾添加元素，返回是否成功，成功为 true，失败为 false。
public void add(int index, E element) 向指定位置插入元素。
public boolean addAll(Collection c) 将一个集合的所有元素添加到链表后面，返回是否成功，成功为 true，失败为 false。
public boolean addAll(int index, Collection c) 将一个集合的所有元素添加到链表的指定位置后面，返回是否成功，成功为 true，失败为 false。
public void addFirst(E e) 元素添加到头部。
public void addLast(E e) 元素添加到尾部。
public boolean offer(E e) 向链表末尾添加元素，返回是否成功，成功为 true，失败为 false。
public boolean offerFirst(E e) 头部插入元素，返回是否成功，成功为 true，失败为 false。
public boolean offerLast(E e) 尾部插入元素，返回是否成功，成功为 true，失败为 false。
public void clear() 清空链表。
public E removeFirst() 删除并返回第一个元素。
public E removeLast() 删除并返回最后一个元素。
public boolean remove(Object o) 删除某一元素，返回是否成功，成功为 true，失败为 false。
public E remove(int index) 删除指定位置的元素。
public E poll() 删除并返回第一个元素。
public E remove() 删除并返回第一个元素。
public boolean contains(Object o) 判断是否含有某一元素。
public E get(int index) 返回指定位置的元素。
public E getFirst() 返回第一个元素。
public E getLast() 返回最后一个元素。
public int indexOf(Object o) 查找指定元素从前往后第一次出现的索引。
public int lastIndexOf(Object o) 查找指定元素最后一次出现的索引。
public E peek() 返回第一个元素。
public E element() 返回第一个元素。
public E peekFirst() 返回头部元素。
public E peekLast() 返回尾部元素。
public E set(int index, E element) 设置指定位置的元素。
public Object clone() 克隆该列表。
public Iterator descendingIterator() 返回倒序迭代器。
public int size() 返回链表元素个数。
public ListIterator listIterator(int index) 返回从指定位置开始到末尾的迭代器。
public Object[] toArray() 返回一个由链表元素组成的数组。
public T[] toArray(T[] a) 返回一个由链表元素转换类型而成的数组。

四、HashSet

1、定义

HashSet 基于 HashMap 来实现的，是一个不允许有重复元素的集合。

HashSet 允许有 null 值。

HashSet 是无序的，即不会记录插入的顺序。

HashSet 不是线程安全的， 如果多个线程尝试同时修改 HashSet，则最终结果是不确定的。 您必须在多线程访问时显式同步对 HashSet 的并发访问。

HashSet 实现了 Set 接口。

2、语法

import java.util.HashSet; // 引入 HashSet 类
HashSet<String> sites = new HashSet<String>();

3、示例

    @Test
	public void setTest(){
		Set<Integer> nums = new HashSet<Integer>();
		//添加
		nums.add(3);
		nums.add(5);
		nums.add(5);
		nums.add(5);
		nums.add(1);
		nums.add(8);
        System.out.println(nums);
        //判断元素是否存在
        System.out.println(nums.contains(8));
        nums.remove(1);  // 删除元素，删除成功返回 true，否则为 false
        System.out.println(nums);
        //计算大小
        System.out.println(nums.size());
        for (int i : nums) {//访问
            System.out.println(i);
        }
        //清除
        nums.clear();
        System.out.println(nums);
	}

结果:

[1, 3, 5, 8]
true
[3, 5, 8]
3
3
5
8
[]

五、HashMap

1、定义

HashMap 是一个散列表，它存储的内容是键值对(key-value)映射。

HashMap 实现了 Map 接口，根据键的 HashCode 值存储数据，具有很快的访问速度，最多允许一条记录的键为 null，不支持线程同步。

HashMap 是无序的，即不会记录插入的顺序。

HashMap 继承于AbstractMap，实现了 Map、Cloneable、java.io.Serializable 接口。

HashMap 的 key 与 value 类型可以相同也可以不同，可以是字符串（String）类型的 key 和 value，也可以是整型（Integer）的 key 和字符串（String）类型的 value。

2、语法

import java.util.HashMap; // 引入 HashMap 类
HashMap<Integer, String> Sites = new HashMap<Integer, String>();

3、示例

    @Test
	public void mapTest(){
		 // 创建 HashMap 对象 Sites
        HashMap<String, String> sites = new HashMap<String, String>();
        // 添加键值对
        sites.put("one", "Google");
        sites.put("two", "Runoob");
        sites.put("three", "Taobao");
        sites.put("four", "Zhihu");
        System.out.println(sites);
        //访问-根据key
        System.out.println(sites.get("four"));
        //删除
        sites.remove("four");
        System.out.println(sites);
        //计算大小
        System.out.println(sites.size());
        // 输出 key 和 value
        for (String i : sites.keySet()) {
            System.out.println("key: " + i + " value: " + sites.get(i));
        }
        // 返回所有 value 值
        for(String value: sites.values()) {
          // 输出每一个value
          System.out.print(value + ", ");
        }
	}

结果:

{four=Zhihu, one=Google, two=Runoob, three=Taobao}
Zhihu
{one=Google, two=Runoob, three=Taobao}
3
key: one value: Google
key: two value: Runoob
key: three value: Taobao
Google, Runoob, Taobao,

Java HashMap 方法

hashmap

Java HashMap 常用方法列表如下：

方法 描述
clear() 删除 hashMap 中的所有键/值对
clone() 复制一份 hashMap
isEmpty() 判断 hashMap 是否为空
size() 计算 hashMap 中键/值对的数量
put() 将键/值对添加到 hashMap 中
putAll() 将所有键/值对添加到 hashMap 中
putIfAbsent() 如果 hashMap 中不存在指定的键，则将指定的键/值对插入到 hashMap 中。
remove() 删除 hashMap 中指定键 key 的映射关系
containsKey() 检查 hashMap 中是否存在指定的 key 对应的映射关系。
containsValue() 检查 hashMap 中是否存在指定的 value 对应的映射关系。
replace() 替换 hashMap 中是指定的 key 对应的 value。
replaceAll() 将 hashMap 中的所有映射关系替换成给定的函数所执行的结果。
get() 获取指定 key 对应对 value
getOrDefault() 获取指定 key 对应对 value，如果找不到 key ，则返回设置的默认值
forEach() 对 hashMap 中的每个映射执行指定的操作。
entrySet() 返回 hashMap 中所有映射项的集合集合视图。
keySet() 返回 hashMap 中所有 key 组成的集合视图。
values() 返回 hashMap 中存在的所有 value 值。
merge() 添加键值对到 hashMap 中
compute() 对 hashMap 中指定 key 的值进行重新计算
computeIfAbsent() 对 hashMap 中指定 key 的值进行重新计算，如果不存在这个 key，则添加到 hasMap 中
computeIfPresent() 对 hashMap 中指定 key 的值进行重新计算，前提是该 key 存在于 hashMap 中。

六、Iterator（迭代器）

1、定义

Java Iterator（迭代器）不是一个集合，它是一种用于访问集合的方法，可用于迭代 ArrayList 和 HashSet 等集合。

Iterator 是 Java 迭代器最简单的实现，ListIterator 是 Collection API 中的接口， 它扩展了 Iterator 接口。

2、示例

    @Test
	public void iteratorTest(){
		List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
		//增加元素
		list.add(1);
		list.add(9);
		list.add(8);
		list.add(4);
		list.add(5);
		list.add(3);
		Iterator<Integer> it = list.iterator();
		while(it.hasNext()){
			int i = it.next();
			System.out.print(i+" ");
		}
	}

结果:

1 9 8 4 5 3

七、List和数组互转

    @Test
	public void arrToListTest(){
		List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
		//增加元素
		list.add(1);
		list.add(9);
		list.add(8);
		list.add(4);
		list.add(5);
		list.add(3);
		Object[] arr = list.toArray();
		for(Object o : arr){
			System.out.print(o+" ");
		}
		System.out.println();
		List<Object> ll = Arrays.asList(arr);
		System.out.println(ll);
	}

结果:

1 9 8 4 5 3
[1, 9, 8, 4, 5, 3]

总结

本篇文章就到这里了，希望能给你带来帮助，也希望您能够多多关注自学编程网的更多内容！

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