集合

一个Java对象可以在内部持有若干个其他Java对象，并对外提供访问接口，我们把这种Java对象称为集合。显然，数组也是一种集合

数组存在限制：

数组初始化后大小不可变
数组只能按索引顺序存取

因此需要各种不同类型的集合类来处理不同数据，例：

可变大小的顺序链表
保证无重复元素的集合
……

Collection

Java自带的java.util包提供了集合类：Collection，

它是除了Map外所有其他集合类的根接口。

主要提供了三种类型的集合：

List：一种有序列表的集合
Set：一种保证没有重复元素的集合
Map：一种通过键值（key-value)查找的映射表集合

特点：

实现了接口和实现类相分离
支持泛型

Java访问集合总是通过统一的方式：迭代器，好处就是无需知道集合内部元素是按什么方式存储

List

list是一种有序列表，和数组几乎完全相同

ArrayList把添加和删除的操作封装起来，我们操作List类似于操作数组，不用关心内部元素如何移动。

主要接口方法：

在末尾添加一个元素：boolean add(E e)
在指定索引位置添加一个元素：boolean add(int index, E e)
删除指定索引的元素：E remove(int index)
删除某个元素：boolean remove(Object e)
获取指定索引的元素：E get(int index)
获取链表大小：int size()

特点：

允许元素重复
允许添加null

创建List

List<String> list = new ArrayList<>();//使用ArrayList
List<Integer> list = List.of(1, 2, 5);//使用List接口提供的of()方法，不接受null值

遍历List

for循环结合get(int)可行，但不推荐。

应使用迭代器Iterator来访问List

import java.util.Iterator;
import java.util.List;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = List.of("apple", "pear", "banana");
        for (Iterator<String> it = list.iterator(); it.hasNext(); ) {
            String s = it.next();
            System.out.println(s);
        }
    }
}
//由于for each循环本身就可以帮助我们使用Iterator遍历，改写如下
import java.util.List;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = List.of("apple", "pear", "banana");
        for (String s : list) {
            System.out.println(s);
        }
    }
}

List 和 Array转换

第一种调用toArray()方法直接返回一个Object[]数组（不推荐，会丢失类型信息）
第二种调toArray(T[])传入一个类型相同的Array，List内部自动复制元素到Array中

编写equals()方法

List提供 boolean contains(Object o)方法判断List是否包含某个指定元素

此外，int indexOf(Object o)方法可以返回某个元素索引

注意：因为contains()方法是通过equals()进行判断是否相等。

所以，List放入的实例，必须正确重写equals()。

如何正确编写equals()?

自反性
对称性
传递性
一致性
对null比较，只返回false

1.先确定实例"相等"的逻辑

2.用instanceof判断传入的待比较的Object是不是当前类型

3.对引用类型用Objects.equals()比较，对基本类型用==比较

Map

key-value映射表的数据结构，不保证顺序

Map是一个接口，最常用实现类是HashMap。

Map中不存在重复的key，value可以重复

遍历key，可以使用for-each循环Map实例的keySet()方法返回Set集合，包含不重复的key集合，遍历key和value，可以使用entrySet()集合，包含每一个key-value映射
在Map内部，对key作比较是通过equals()方法，所以作为key的对象必须正确覆写equals()方法
如果不同的key映射的hashCode()相同，那么在HashMap的数组中会存储List，包含两个Entry。查找时，会找到这个List，然后遍历List，找到Entry,它的key字段为"a",然后返回对应实例

EnumMap

作为key的对象是enum类型，就可以使用EnumMap。

非常紧凑的数组存储value,并且根据enum类型的key直接定位到内部数组的索引，效率最高

TreeMap

内部会对Key进行排序，SortedMap是接口，实现类是TreeMap

SortedMap保证遍历时以Key的顺序进行排序。String 默认按字母排序。

使用TreeMap时，放入的Key必须实现Comparable接口，作为Value的对象无要求

如果作为Key的class没有实现Comparable接口，

那么必须在创建TreeMap时同时指定一个自定义排序算法。

Map<String,Integer> map = new TreeMap<>()

Properties

编写应用程序时，经常需要读写配置文件。例如，用户的设置：

# 上次最后打开的文件：
last_open_file = /data/hello.txt
# 自动保存文件的时间间隔
auto_save_interval = 60

配置文件的特点，key-value一般是String-String类型，

因此完全可以用Map<String,String>来表示

因为配置文件非常常用，所以Java提供Properties来表示一组配置

内部本质是Hashtable

读取配置文件

用Properties读取配置文件非常简单。默认配置文件以.properties为扩展名

典型配置文件：

# setting.properties

last_open_file=/data/hello.txt
auto_save_interval=60

可以从文件系统读取这个.properties文件

一共三步：

创建Properties实例；
调用load()读取文件
调用getProperty()获取配置。

String f = "setting.properties";
Properties props = new Properties();
props.load(new java.io.FileInputStream(f));

String filepath = props.getProperty("last_open_file");
String interval = props.getProperty("auto_save_interval", "120");

load(InputStream)方法接收一个InputStream实例，表示一个字节流，既可以是文件流，也可以是从jar包中读取的资源流

写入配置文件

通过setProperty()修改Properties实例，可以把配置写入文件，写入配置文件使用store()方法

Set

Map用于存储key-value的映射，对于充当key的对象，是不能重复的，并且不但需要正确覆写equals(),还要覆写hashCode()方法。

如果我们只需要存储不重复的key，并不需要存储映射的value，那就可以使用Set。

Set用于存储不重复的元素集合，主要方法：

将元素加入Set< E>: boolean add(E e)
将元素从Set删除：boolean remove(Object e)
判断是否包含元素：boolean contains(Object e)

最常用Set实现类是HashSet,实际上HashSet仅仅是对HashMap的一个简单包装

Set接口不保证有序，而SortedSet接口则保证元素有序

HashSet是无序的，它实现了Set接口，并没有实现SortedSet接口
TreeSet是有序的，它实现了SortedSet接口

Queue

队列，先进先出的有序表。它和List区别在于，List可以在任意位置添加和删除元素，而Queue只有两个操作：

把元素添加到队列末尾
从队列头部取出元素

方法：

int size()
boolean add(E) / boolean offer(E)
E remove() / E poll()
E element() / E peak()

LinkedList既实现了List接口，又实现了Queue接口。

尽量避免把null添加到队列。

PriorityQueue

优先队列，出队顺序与元素优先级有关。

调用remove()或poll()方法，返回的总是优先级最高的元素。

必须给每个元素定义优先级

因此放入PriorityQueue的元素必须实现Comparable接口。

Deque

双端队列，允许两头都进，两头都出。

Deque接口实际扩展自Queue。

所以Deque可以调用Queue的方法，offer()/poll()

但是推荐直接明确调用方法

Stack

栈，先进后出的数据结构，只有入栈和出栈的操作。

push(E) ，压栈
pop(); 弹出
peek(); 取栈顶元素但不弹出

Java中用Deque实现Stack功能：

压栈：push(E) \ addFirst(E);
弹出：pop() \ removeFirst();
取栈顶元素但不弹出：peek() \ peekFirst().

作用：

JVM在处理Java方法调用的时候就会通过栈这种数据结构维护方法调用的层次

Collections

是JDK提供的工具类，更方便操作各种集合

创建集合

直接使用 .of()方法

排序

排序会修改List元素的位置，因此必须传入可变List

洗牌

随机打乱List内部元素的顺序

不可变集合

可以将可变集合封装成不可变集合：.unmodifiableList(), ……

发表于 2025-09-18 00:08 12/23 阅读(8) 评论(0) 收藏举报

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