四、Java集合
1. Java集合概述
Java集合主要由两个接口派生而出，Collection和Map
|---Collection(I)
|---|---Set(I)
|---|---|---EnumSet(C)
|---|---|---SortedSet(I)
|---|---|---|---TreeSet(C)
|---|---|---HashSet(C)
|---|---|---|---LinkedHashSet(C)
|---|---Queue(I)
|---|---|---PriorityQueue(C)
|---|---|---Deque(I) |
|-------------------|---LinkedList(C)
|---|---List(I)------|
|---|---|---ArrayList(C)
|---|---|---Vector(C)
|---|---|---|---Stack(C)
|---Map
|---|---EnumMap
|---|---IdentityHashMap
|---|---HashMap(C)
|---|---|---LinkedHashMap
|---|---HashTable(C)
|---|---|---Properites
|---|---SortedMap(I)
|---|---|---TreeMap(C)
|---|---WeakHashMap
Collection提供了如下接口：
- add,addAll,contains,containsAll,remove,removeAll,retainAll
- clear,isEmpty，size，toArray,iterator
遍历可以通过iterator迭代器来进行，也可以通过foreach来进行。
Iterator接口里面定义了以下三个方法：
- boolean hasNext()
- Object next()
- void remove()
2 Set接口
Set不允许两个equals方法返回True的对象同时插入
- 非同步，线程不安全
可以用Collections.synchronizedSet来进行包装
2.1 HashSet类
- 具有更好的存储和查找性能
- 不保证元素的顺序
- 集合元素可以是null
HashSet判断相等的标准是：通过equals和hashCode方法，两个都相等
LinkedHashSet使用链表维护元素的次序，所以性能会略差一些。
2.2 TreeSet类
TreeSet是SortedSet接口的唯一实现。
与HashSet相比，还提供了以下额外的方法：
- comparator, first,last,lower,higher,headSet,tailSet,subSet
TreeSet采用红黑树来对数据结构进行排序
对于添加到TreeSet中的对象，有下面两个要求：
1.实现Comparable接口
2.必须是相同类
equals返回false或者compareTo不相等，都表示两个对象不相同
3 List接口
List接口代表一个有序集合，集合中的每个元素都有其对应的顺序索引。List允许重复元素，可以通过索引来访问指定位置的集合元素。
3.1 List接口和ListInterator接口
List除了可以使用Collection接口的全部方法之外，还有一些可以根据索引来操作集合元素的方法：
- void add(int index, Object element)
- boolean addAll(int index, Collection c)
- Object get(int index)
- int indexOf(Object o)
- int lastIndexOf(Object o)
- Object remove(int index)
- Object set(int index,Object element)
- List subList(int fromIndex,int toIndex)
List判断相等的标准，也是通过equals方法返回true即可
List还提供了一个listIterator()方法，该方法返回一个ListIterator对象,除了Iterator有的方法之外，还包含：
- boolean hasPrevious()
- Object previous()
- void add()
3.2 ArrayList和Vector实现类
二者都是基于数组实现的List类，封装了一个动态再分配的Object[]数组，每个对象有一个capacity属性，这个属性平时不用关注，但是如果要一次大量的插入元素，可以通过ensureCapacity(int)来一次性的增加capacity，从而减少重分配次数。
capacity属性默认为10，可以通过如下两个方法来操作：
- void ensureCapacity(int minCapacity)
- void trimToSize() //调整集合的capacity为当前列表大小
Vector是一个古老的集合，里面很多重复的方法，而且名字很长，所以一般不推荐使用。
Vector有一个Stack子类，有peek,pop和push方法，模拟栈这种数据结构。
有一点需要注意的是，Vector是线程安全的，但ArrayList是不安全的，但是也依旧可以通过Collections工具类来让其变得线程安全
4 Queue接口
Queue用于模拟队列这种数据结构，队列是一种FIFO容器。Queue实现了如下几个方法：
- void add(Object e) //添加到队列尾部
- boolean offer(Object e) //有些队列有大小限制，如果超出限制，该方法会返回false,而add则会抛出异常
- Object remove() //获取队列头部元素，并且删除
- Object poll()//当队列为空的时候，会返回null,而remove会抛出异常
- Object element()//获取队列头部元素，但是不删除
- Object peek()//当队列为空的时候，会返回null,而element会抛异常
4.1 LinkedList
LinkedList同时实现了List和Deque（双向队列）。
Deque接口里面定义了一些可以双向操作队列的方法：
- addFirst,addLast,offerFirst,offerLast,removeFirst,removeLast,pollFirst,pollLast,getFirst,getLast,peekFirst,peekLast
- Iterator descendingIterator()//返回以双向队列对应的迭代器
- Object removeFirstOccurrence(Object o)
- Object removeLastOccurrence(Object o)
从上面的方法可以看出，LinkedList不仅可以当双向队列使用，还可当栈使用。
4.2 PriorityQueue
保存队列的顺序并不是加入队列的顺序，而是排序之后的。
关于排序和TreeSet基本一致
5 Map接口
Map用于保存具有映射关系的数据。Map接口中定义了如下常用方法：
- void clear()
- boolean containsKey(Object key)
- boolean containsValue(Object value)
- Set entrySet()
- Object get(Object key)
- boolean isEmpty()
- Set keySet()
- Object push(Object key, Object value)
- void putAll(map m)
- Object remove(Object key)
- int size()
- Collection values()
Map中包括一个内部类：Entry,包含getKey,getValue,setValue三个方法
5.1 HashMap和HashTable实现类
HashTable是一个古老的实现类，但是是线程安全的。
和HashSet类似的是，如果使用可变对象作为HashMap和HashTable的Key,且程序修改了key的话，那么，程序将再也无法准确访问到Map中被修改过Key
HashMap也有一个子类，叫LinkedHashMap,使用双向链表来维护key-value的次序。
Properites是HashTable的子类，该对象在处理属性文件的时候特别方便。包含如下接口：
String getProperty(String key)
String getProperty(String key, String defaultValue)
Object setProperty(String key,String value)
void load(InputStream inStream)//加载属性文件
void store(OutputStream,String comment)//写入属性文件
5.2 SortedMap接口和TreeMap实现类
和TreeSet一样，TreeMap也是使用红黑树对TreeMap的所有key进行排序，从而使所有的key-value属于有序状态。
也是提供了两种排序方式：
- 自然排序：key必须实现Comparable接口
- 定制排序：传入Comparator对象
类似判断两个元素相等的标准，TreeSet中判断两个key相等的标准也是两个key通过equals返回true,通过compareTo返回0
实现的方法参考TreeSet的方法，有：firstEntry,firstKey,lastEntry,lastKey,higher,lower,subMap,headMap,tailMap
5.3 WeakHashMap, IdentityHashMap, EnumMap
WeakHashMap的key使用的是弱引用，在垃圾回收的时候
IdentityHashSet必须是使用==相同，才算是相同
EnumMap的key必须是单个枚举类的枚举值
6 操作集合的工具类：Collections
6.1排序操作
- static void reverse(List list)
- static void shuffle(List list)
- static void sort(List list)
- static void sort(List list, Comparator c)
- static void swaq(List list,int i,int j)
- static void rotate(List list,int distance)
6.2查找，替换操作
- static void binarySearch(List list,Object key)
- static Object max(Collection c,Comparator comp)
- static Object max(Collection c)
- static Object min(Collection c,Comparator comp)
- static Object min(Collection c)
- static void fill(List list, Object obj)
- static int frequency(Collection c, Object o)
- static int indexOfSubList(List source, List target)
- static int LastIndexOfSubList(List source, List target)
- static boolean replaceAll(List list, Object oldVal, Object newVal)
6.3 同步控制
synchronizedCollection/List/Set/Map
6.4 设置不可变集合
emptyxxx()
singletonxxx()
unmodifiablexxx()
