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Java——集合框架

news 来源：原创 2025/7/20 21:12:40

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文章目录

- 1 集合框架概述
- - 1.1 内存层面需要针对多个数据进行存储。此时，可以考虑的容器有：
  - 1.2 数组存储多个数据方面的特点和弊端
  - 1.3 Java集合框架体系（java.util包下)
  - 1.4 学习的程度
- 2 Collection
- 3 迭代器的使用与增强for循环
- - 3.1 迭代器（Iterator）的作用
  - 3.2 如何获取迭代器（Iterator）对象
  - 3.3 如何实现遍历(代码实现)
  - 3.4 增强for循环（foreach循环)的使用（jdk5.0新特性）
  - - 3.4.1 作用
    - 3.4.2 格式
    - 3.4.3 说明
- 4 List
- - 4.1 List接口中存储数据的特点
  - 4.2 List中的常用方法
  - - 4.2.1 第一类
    - 4.2.2 第二类

1 集合框架概述

1.1 内存层面需要针对多个数据进行存储。此时，可以考虑的容器有：

数组、集合类

1.2 数组存储多个数据方面的特点和弊端

特点：
1. 数组一旦初始化，其长度就是确定的。
2. 数组中的多个元素是依次紧密排列的，有序的，可重复的。
3. （优点）数组一旦初始化完成，其元素的类型就是确定的。不是此类型的元素，就不能添加到此数组中。
4. （优点）元素的类型既可以是基本数据类型，也可以是引用数据类型。
弊端：
1. 数组一旦初始化，其长度就不可变了。
2. 数组中存储数据特点的单一性。对于无序的、不可重复的场景的多个数据就无能为力了。
3. 数组中可用的方法、属性都极少。具体的需求，都需要自己来组织相关的代码逻辑。
4. 针对数组中元素的删除、插入操作，性能较差。

1.3 Java集合框架体系（java.util包下)

java.util.Collection: 存储一个一个数据

|------子接口：List：存储有序的、可重复的数据（“动态”数组）

|------ArrayList、LinkedList、Vector

|------子接口：Set：存储无序的、不可重复的数据

|------HashSet、LinkedHashSet、TreeSet

java.util.Map: 存储一对一对的数据（key-value键值对，（x₁, y₁)、（x₂，y₂）—> y = f(x)

|------HashMap、LinkedHashMap、TreeMap、Hashtable、Properties

1.4 学习的程度

层次1：针对于具体特点的多个数据，知道选择相应的适合的接口的主要实现类，会实例化，会调用常用的方法。

层次2：区分接口中不同的实现类的区别。

层次3：(1) 针对于常用的实现类，需要熟悉底层的源码。（2）熟悉常见的数据结构。

2 Collection

/*
* (1) void add(Object obj)：添加元素对象到当前集合中
* (2) void addAll(Collection other)：添加other集合中的所有元素对象到当前集合中，即this = this∪other(3) int size()：获取当前集合中实际存储的元素个数(4) boolean isEmpty()：判断当前集合是否为空集合(5) boolean contains(Object obj)：判断当前集合中是否存在一个与obj对象equals返回true的元素(6) boolean containsAll(Collection coll)：判断coll集合中的元素是否在当前集合中都存在。即coll集合是否是当前集合的"子集"(7) boolean equals(Object obj)：判断当前集合与obj是否相等(8) void clear()：清空集合元素(9) boolean remove(Object obj)：从当前集合中删除第一个找到的与obj对象equals返回true的元素(10) boolean removeAll(Collection coll)：从当前集合中删除所有与coll集合中相同的元素。即this = this - this ∩ coll(11) boolean retainAll(Collection coll)：从当前集合中删除两个集合中不同的元素，使得当前集合仅保留与coll集合中的元素相同的元素，即当前集合中仅保留两个集合的交集，即this = this ∩ coll；(12) Object[] toArray()：返回包含当前集合中所有元素的数组(13) hashCode()：获取集合对象的哈希值(14) iterator()：返回迭代器对象，用于集合遍历
* */
public class Person {String name;int age;public Person(){}   public Person(String name, int age){this.name = name;this.age = age;}
}public class CollectionTest {public void test1(){Collection coll = new ArrayList();//add()coll.add("AA");coll.add(128); // 自动装箱coll.add(new Object());coll.add(new Person("Tom", 12));//addAll(Collection other)Collection coll1 = new ArrayList();coll1.add("BB");coll1.add(456);coll.addAll(coll1);// int size()System.out.println(coll.size());// boolean isEmpty()System.out.println(coll.isEmpty());// boolean contains(Object obj)：System.out.println(coll.contains("AA")); // trueSystem.out.println(coll.contains(128)); // trueSystem.out.println(coll.contains(new Person("Tom", 12))); // false(重写equals()方法才能为true)       // boolean containsAll(Collection coll)System.out.println(coll.containsAll(coll1));// boolean equals(Object obj)// void clear()coll.clear();// boolean remove(Object obj)coll.remove("AA");// boolean removeAll(Collection coll)// boolean retainAll(Collection coll)// Object[] toArray() 集合转换为数组Object[] arr = coll.toArray();System.out.println(Arrays.toString(arr));// hashCode()：获取集合对象的哈希值System.out.println(coll.hashCode())// iterator()：返回迭代器对象，用于集合遍历}
}

总结：

（1）常用方法：（Collection中定义了15个抽象方法。这些方法需要大家熟悉！）

add(Object obj)
addAll(Collection coll)
clear()
isEmpty()
size()
contains(Object obj)
containsAll(Collection coll)
retainAll(Collection coll)
remove(Object obj)
removeAll(Collection coll)
hashCode()
equals()
toArray()
iterator()

（2）集合与数组的相互转换

集合------>数组：toArray()

数组------>集合：调用Arrays的静态方法asList()

（3）向Collection中添加元素的要求：

要求元素所属的类一定要重写equals()

原因：

因为Collection中的相关方法（比如：contains() / remove()）在使用时，要调用元素所在类的equals()。

public void test2(){String[] arr = new String[]{"AA","BB","CC"};Collection list = Arrays.asList(arr);System.out.println(list);List list1 = Arrays.asList("AA","BB","CC","DD");System.out.println(list1);
}

public void test3(){Integer[] arr = new Integer[]{1, 2, 3};List list1 = Arrays.asList(arr);System.out.println(list1.size());// 3int[] arr1 = new int[]{1, 2, 3};List list1 = Arrays.asList(arr);System.out.println(list1.size());// 1}

3 迭代器的使用与增强for循环

3.1 迭代器（Iterator）的作用

用来遍历集合元素的。

public void test1(){Collection coll = new ArrayList();coll.add("AA");coll.add("AA");Person p1 = new Person("Tom", 12);coll.add(p1);coll.add(128);// 自动装箱coll.add(new String("尚硅谷"));// 获取迭代器对象Iterator iterator = coll.iterator();// 方式1：/*System.out.println(iterator.next());System.out.println(iterator.next());System.out.println(iterator.next());System.out.println(iterator.next());System.out.println(iterator.next());System.out.println(iterator.next());//如果超出了集合中元素的个数，会报NoSuchElementException异常信息。*/// 方式2：for(int i = 0; i < coll.size(); ++i){System.out.println(iterator.next());}// 方式3：while(iterator.hasNext()){System.out.println(iterator.next());}   
}

3.2 如何获取迭代器（Iterator）对象

·Iterator iterator = coll.iterator();

3.3 如何实现遍历(代码实现)

while(iterator.hasNext()){System.out.println(iterator.next()); //next():(1)指针下移(2)将下移以后集合位置上的元素返回
}

3.4 增强for循环（foreach循环)的使用（jdk5.0新特性）

3.4.1 作用

用来遍历数组、集合。

public void test1(){Collection coll = new ArrayList();coll.add("AA");coll.add("AA");Person p1 = new Person("Tom", 12);coll.add(p1);coll.add(128);// 自动装箱coll.add(new String("尚硅谷"));for(Object obj : coll){System.out.println(obj);}
}

public void test2(){int[] arr = new int[]{1, 2, 3, 4, 5};for(int i : arr){System.out.println(i);}
}

3.4.2 格式

for(要遍历的集合或数组元素的类型临时变量 : 要遍历的集合或数组变量){

操作临时变量的输出

}

3.4.3 说明

针对集合来讲，增强for循环的底层仍然使用的是迭代器。

增强for循环的执行过程中，是将集合或数组中的元素依次赋值给临时变量，注意，循环体中对临时变量的修改，可能不会导致原有集合或数组中元素的修改。

public class InterViewTest{public void testFor(){String[] arr1 = new String[]{"AA","CC","DD"};// 赋值操作1for(int i = 0; i < arr1.length; ++i){arr1[i] = "MM";}// 赋值操作2for(String s : arr1){s = "MM";}// 遍历// 按照操作1输出"MM""MM""MM"，按照操作2没有进行改变。for(String s : arr1){System.out.println(s);}}
}

4 List

4.1 List接口中存储数据的特点

用于存储有序的、可以重复的数据。------> 使用List替代数组，"动态"数组。

4.2 List中的常用方法

4.2.1 第一类

见Collection中声明的15个方法

4.2.2 第二类

因为List是有序的，进而就有索引，进而就会增加一些针对索引操作的方法

插入元素
- void add(int index, Object ele)：在index位置插入ele元素
- boolean addAll(int index, Collection eles)：从index位置开始将eles中的所有元素添加进来
获取元素
- Object get(int index)：获取指定index位置的元素
- List subList(int fromIndex, int toIndex)：返回从fromIndex到toIndex位置的子集合
获取元素索引
- int indexOf(Object obj)：返回obj在集合中首次出现的位置
- int lastIndexOf(Object obj)：返回obj在当前集合中末次出现的位置
删除和替换元素
- Object remove(int index)：移除指定index位置的元素，并返回此元素
- Object set(int index, Object ele)：设置指定index位置的元素element

Java——集合框架

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