Java 集合类可以用于存储数量不等的多个对象，还可用于保存具有映射关系的关联数组，而内存中对数据进行存储和管理的“容器”有：数组，集合。

但数组有一定的弊端：

    ①数组的长度不可变

    ②数组存储的数据类型比较单一

    ③数组的API较少，没有插入，删除等方法

    ④数组存储元素是有序的，对于无序的无能为力

而集合相对于数组的这些弊端做了优化：

    ①集合的长度可变

    ②集合可以存储任意数据类型，因为默认存储的是Object类型

    ③ 集合中的API比较丰富，有增，删，改，查，插，大小等操作

    ④集合底层存储数据的结构较多（比如，数组，链表，二叉树）

Collection集合与数组间的转换

    集合 –> 数组 ： toArray()

    数组 –> 集合 ： Arrays.asList(T...t)

注意：

List:使用Collection集合存储数据，要求数据所在的类满足：必须重写equals方法

Set:存储元素所在类的要求：要求必须重写hashCode和equals方法

TreeSet:自然排序的情况下该对象的类必须实现 Comparable 接口，且重写compareTo()方法与equals()方法

说明：Arrays.asList(…) 方法返回的 List 集合既不是 ArrayList 实例，也不是 Vector 实例。 Arrays.asList(…)  返回值是一个固定长度的 List 集合

Java 集合可分为 Collection 和 Map 两种体系

Collection常用接口：

    Set：元素无序、不可重复的集合

    List：元素有序，可重复的集合  

Map接口：具有映射关系“key-value对”的集合

|----Collection      |----List                 |----ArrayList(主要实现类)：底层是用数组实现的，线程不安全的，比Vector 效率高。增删慢，查找快。              |----Vector：底层是用数组实现的，线程安全的，效率低              |----LinkedList:底层是用链表实现的，增删快，查找慢     |----Set : 存储的元素是无序的且不可重复的             |----HashSet(主要实现类)：底层是创建了hashMap对象             |----LinkedHashSet：继承了HashSet，底层实现原理和HashSet一样。                         但是LinkedHashSet可以按照元素添加的顺序进行遍历。因为LinkedHashSet                         底层维护了一对指针（链表）用来记录元素添加的顺序。             |----TreeSet：可以对对象中的属性进行排序

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。

注：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 JDK 5.0 增加了泛型以后，Java 集合可以记住容器中对象的数据类型

遍历Collection的两种方式： Iterator和foreach循环

    增强for循环 ：只能用于数组和集合

              Iterator 接口： 用来遍历集合中的元素

增强for循环：(foreach循环)

    格式：

    for(元素的类型 临时变量 : 数组、集合的对象名){

    }

Collection接口之List接口

List集合类中元素有序、且可重复，集合中的每个元素都有其对应的顺序索引。

常用实现类主要区别：

|----ArrayList(主要实现类)：底层是用数组实现的，线程不安全的，比Vector效率高。增删慢 查找快。     |----Vector：底层是用数组实现的，线程安全的，效率低     |----LinkedList:底层是用链表实现的，增删快，查找慢

①ArrayList底层是用数组存储数据的，线程不安全的

②构造器

        a)new ArrayList(); //默认创建一个长度为10的数组

        b)new ArrayList(int initialCapacity) //创建一个长度为initalCapcity的数组

如何向ArrayList中添加数据？或ArrayList的底层实现？

创建一个ArrayList空参的对象，底层会创建一个长度为10的数组。当我们向集合中放第11个元素的时候会进行扩容。扩容为原来数组长度的1.5倍。再把原来数组中的内容copy到新的数组中。如果我们知道数组元素的个数建议使用new ArrayList(int initialCapacit)。

注意List的这两个方法：

        remove(int index)

        remove(Object obj)

                ArrayList al = new ArrayList();
		al.add("aaa");
		al.add("bbb");
		al.add(1);
		
		al.remove(1); //删除当前集合对应的索引值上的元素。（bbb）
		al.remove(new Integer(1)); //删除当前集合中对应的元素(1)
		
		System.out.println(al);

Collection接口之set接口

•  Set接口是Collection的子接口，set接口没有提供额外的方法
•  Set 集合不允许包含相同的元素，如果试把两个相同的元素加入同一个 Set 集合中，则添加操作失败。
•  Set 判断两个对象是否相同不是使用 == 运算符，而是根据 equals 方法

常用实现类

|----HashSet(主要实现类)：底层是创建了hashMap对象       |----LinkedHashSet：继承了HashSet，底层实现原理和HashSet一样。             但是LinkedHashSet可以安照元素添加的顺序进行遍历。因为LinkedHashSet            底层维护了一对指针（链表）用来记录元素添加的顺序。      |----TreeSet：可以对对象中的属性进行排序

Set存储的数据特点：无序的且不可重复的

 无序的：指的不是随机性，根据自定义类中的hashCode方法返回的值来决定在数组中存放的位置

 不可重复的：指的是调用自定义类中的equals方法进行比较，如果返回的是true认为两个对象相同，反之则不相同。

如何向HashSet中添加数据？或HashSet的底层实现原理？

当我们向HashSet中存放数据a时，会先根据该对象中的hashCode方法返回的值决定存放在数组中的位置。如果存放的位置没有其它元素那么直接存放。如果存放的位置已经有了其它元素b时，会调用a的equals方法进行内容的比较。如果返回的是true那么认为两个元素是相同的则不能再次存放。如果返回的是false那么认为两个元素不同。以链表的形式进行存放。

注：

如果两个元素的 equals() 方法返回 true，但它们的 hashCode() 返回值不相等，hashSet 将会把它们存储在不同的位置，但依然可以添加成功。（可以是修改后的equals相等mx）

存储元素所在类的要求：要求必须重写hashCode和equals方法

Collection接口之set接口之TreeSet

TreeSet 两种排序方法：自然排序和定制排序。默认情况下，TreeSet 采用自然排序。

自然排序：

自然排序：TreeSet 会调用集合元素的 compareTo(Object obj) 方法来比较元素之间的大小关系，然后将集合元素按升序排列

如果试图把一个对象添加到 TreeSet 时，则该对象的类必须实现 Comparable 接口。

实现 Comparable 的类必须实现 compareTo(Object obj) 方法，两个对象即通过 compareTo(Object obj) 方法的返回值来比较大小。

因为只有相同类的两个实例才会比较大小，所以向 TreeSet 中添加的应该是同一个类的对象

对于 TreeSet 集合而言，它判断两个对象是否相等的唯一标准是：两个对象通过 compareTo(Object obj) 方法比较返回值

当需要把一个对象放入 TreeSet 中，重写该对象对应的 equals() 方法时，应保证该方法与 compareTo(Object obj) 方法有一致的结果：如果两个对象通过 equals() 方法比较返回 true，则通过 compareTo(Object obj) 方法比较应返回 0

定制排序：

TreeSet的自然排序是根据集合元素的大小，进行元素升序排列。如果需要定制排序，比如降序排列，可通过Comparator接口的帮助。需要重写compare(T o1,T o2)方法。

利用int compare(T o1,T o2)方法，比较o1和o2的大小：如果方法返回正整数，则表示o1大于o2；如果返回0，表示相等；返回负整数，表示o1小于o2。

要实现定制排序，需要将实现Comparator接口的实例作为形参传递给TreeSet的构造器。

此时，仍然只能向TreeSet中添加类型相同的对象。否则发生ClassCastException异常。

使用定制排序判断两个元素相等的标准是：通过Comparator比较两个元素返回了0。

TreeSet可以对元素进行排序 要求：元素的类须必须一致

排序有两种方式：自然排序  vs 定制排序

   1自然排序

   ①实现Comparable接口

   ②重写compareTo方法

   ③按照属性进行排序

   ④添加元素

   2 定制排序

   ①创建一个Comparator实现类的对象

   ②将Comparator对象传入TreeSet的构造器中

   ③重写compare方法

   ④按照属性进行排序

   ⑤添加元素

自然排序的情况下该对象的类必须实现 Comparable 接口，且重写compareTo()方法与equals()方法

Map接口 

|----Map       |----HashMap(主要实现类) ： 底层是用数组来存放数据的（数组　＋  链表），线程不安全的HashMap中可以存放null值               |----LinkedHashMap：继承了HashMap底层实现和HashMap一样。                            LinkedHashMap可以安照添加元素的顺序进行遍历。因为底层维护了一张链表用来记录存放的元素的顺序。    |----TreeMap：用来对Key中的元素进行排序。     |----Hashtable ： 底层是用数组来存放数据的（数组　＋  链表）,线程安全的                               Hashtable中不可以存放null值               |----Properties : 用来读取配置文件中的内容。读取的内容都是字符串。                                        key和value都是String类型

HashMap和Hashtable对比？

HashMap: 底层是用数组来存放数据的（数组　＋  链表），线程不安全的HashMap中可以存放null值

Hashtable: 底层是用数组来存放数据的（数组　＋  链表）,线程安全的

Hashtable中不可以存放null值

HashMap的底层实现原理？

当我们向HashMap中存放一个元素(k1,v1)，首先会根据k1的hashCode方法来决定在数组中存放的位置。如果当前位置没有其它元素则直接存放。如果当前位置有其它元素(k2,v2),会调用k1的equals方法和k2进行对比。如果返回值是true则代表内容相同，那么v1会覆盖v2.如果返回的是false则以链表的形式进行存放。当链表的长度为8时，链表将会改成红黑树进行存放。

Map之TreeMap

TreeMap 的 Key 的排序：

自然排序：

TreeMap 的所有的 Key 必须实现 Comparable 接口，而且所有的 Key 应该是同一个类的对象，否则将会抛出 ClasssCastException

定制排序：

创建 TreeMap 时，传入一个 Comparator 对象，该对象负责对 TreeMap 中的所有 key 进行排序。此时不需要 Map 的 Key 实现 Comparable 接口

结构说明：

①new HashMap() : 创建一个空参的构造器。那么底层默认创建一个长度为16加载因子为0.75。当我们向集合中添加元素超过12时会进行扩容，扩容为原来大小的2倍。

 

③HashSet的底层是：HashMap(将数据存放在Key中)

④LinkedHashSet的底层是：LinkedHashMap(将数据存放在Key中)

⑤TreeSet的底层是 : TreeMap(将数据存放在Key中)

Iterator迭代器接口

terator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。

常用方法：

    hasNext() : 是否还有下一个元素

    next(): ①指针下移  ②获取元素

注：

    Iterator常见的两种错误：

                Collection coll = new ArrayList();
		coll.add("aaa");
		coll.add(123); // 装箱
		coll.add(456);
		//错误 方式一  ：coll.iterator();因为每次循环底层都创建了一个新的对象，如下图
		while(coll.iterator().hasNext()){
			System.out.println(coll.iterator().next());
		}
		
		Iterator iterator = coll.iterator();
		//错误方式二 ： 因为每next一次指针就会下移，一旦没有元素就会报错
		while(iterator.next() != null){
			System.out.println(iterator.next());
		}

Collections工具类

注意Collection集合和Collections工具类的区别：

Collections是工具类：

Collections 是一个操作 Set、List 和 Map 等集合的工具类，Collections 中提供了一系列静态的方法对集合元素进行排序、查询和修改等操作，还提供了对集合对象设置不可变、对集合对象实现同步控制等方法

排序操作：（均为static方法）

l reverse(List)：反转 List 中元素的顺序

l shuffle(List)：对 List 集合元素进行随机排序

l sort(List)：根据元素的自然顺序对指定 List 集合元素按升序排序

l sort(List，Comparator)：根据指定的 Comparator 产生的顺序对 List 集合元素进行排序

l swap(List，int， int)：将指定 list 集合中的 i 处元素和 j 处元素进行交换

 

查找、替换

l Object max(Collection)：根据元素的自然顺序，返回给定集合中的最大元素

l Object max(Collection，Comparator)：根据 Comparator 指定的顺序，返回给定集合中的最大元素

l Object min(Collection)

l Object min(Collection，Comparator)

l int frequency(Collection，Object)：返回指定集合中指定元素的出现次数

l void copy(List dest,List src)：将src中的内容复制到dest中

l boolean replaceAll(List list，Object oldVal，Object newVal)：使用新值替换 List 对象的所有旧值

注：

（

操作数组的工具类：Arrays

操作集合的工具类：Collections

）

再次总结

底层实现：

List之 ArrayList的底层实现？

 *    创建一个ArrayList空参的对象，底层会创建一个长度为10的数组。当我们向集合中放第11个元素的时候会进行扩容。

 *    扩容为原来数组长度的1.5倍。再把原来数组中的内容copy到新的数组中。

 *    如果我们知道数组元素的个数建议使用new ArrayList(int initialCapacit)。

Set之HashSet的底层实现原理？

 *   当我们向HashSet中存放数据a时，会先根据该对象中的hashCode方法返回的值决定存放在数组中的位置。

 *  如果存放的位置没有其它元素那么直接存放。如果存放的位置已经有了其它元素b时，会调用a的equals方法进行内容的比较。

 *  如果返回的是true那么认为两个元素是相同的则不能再次存放。如果返回的是false那么认为两个元素不同。以链表的形式进行

 *  存放。

Map之HashMap的底层实现原理？

当我们向HashMap中存放一个元素(k1,v1)，首先会根据k1的hashCode方法来决定在数组中存放的位置。如果当前位置没有其它元素则直接存放。如果当前位置有其它元素(k2,v2),会调用k1的equals方法和k2进行对比。如果返回值是true则代表内容相同，那么v1会覆盖v2.如果返回的是false则以链表的形式进行存放。当链表的长度为8时，链表将会改成红黑树进行存放。