Java 集合框架
早在Java 2中之前，Java就提供了特設類。比如：Dictionary, Vector, Stack, 和Properties這些類用來存儲和操作對象組。
雖然這些類都非常有用，但是它們缺少一個核心的，統一的主題。由於這個原因，使用Vector類的方式和使用Properties類的方式有着很大不同。
集合框架被設計成要滿足以下幾個目標。
- 該框架必須是高性能的。基本集合（動態數組，鏈表，樹，哈希表）的實現也必須是高效的。
- 該框架允許不同類型的集合，以類似的方式工作，具有高度的互操作性。
- 對一個集合的擴展和適應必須是簡單的。
爲此，整個集合框架就圍繞一組標準接口而設計。你可以直接使用這些接口的標準實現，諸如： LinkedList, HashSet, 和 TreeSet等,除此之外你也可以通過這些接口實現自己的集合。
集合框架是一個用來代表和操縱集合的統一架構。所有的集合框架都包含如下內容：
- 接口：是代表集合的抽象數據類型。接口允許集合獨立操縱其代表的細節。在面向對象的語言，接口通常形成一個層次。
- 實現（類）：是集合接口的具體實現。從本質上講，它們是可重複使用的數據結構。
- 算法：是實現集合接口的對象裏的方法執行的一些有用的計算，例如：搜索和排序。這些算法被稱爲多態，那是因爲相同的方法可以在相似的接口上有着不同的實現。
除了集合，該框架也定義了幾個Map接口和類。Map裏存儲的是鍵/值對。儘管Map不是collections，但是它們完全整合在集合中。
集合框架體系如圖所示
Java 集合框架提供了一套性能優良，使用方便的接口和類，java集合框架位於java.util包中， 所以當使用集合框架的時候需要進行導包。
集合接口
集合框架定義了一些接口。本節提供了每個接口的概述：
| 序號 | 接口描述 |
|---|---|
| 1 |
Collection 接口 Collection 是最基本的集合接口，一個 Collection 代表一組 Object，Java不提供直接繼承自Collection的類，只提供繼承於的子接口(如List和set)。 |
| 2 |
List 接口 List接口是一個有序的Collection，使用此接口能夠精確的控制每個元素插入的位置，能夠通過索引(元素在List中位置，類似於數組的小標)來訪問List中的元素，而且允許有相同的元素。 |
| 3 |
Set Set 具有與 Collection 完全一樣的接口，只是行爲上不同，Set 不保存重複的元素。 |
| 4 |
SortedSet 繼承於Set保存有序的集合。 |
| 5 |
Map 將唯一的鍵映射到值。 |
| 6 |
Map.Entry 描述在一個Map中的一個元素（鍵/值對）。是一個Map的內部類。 |
| 7 |
SortedMap 繼承於Map，使Key保持在升序排列。 |
| 8 |
Enumeration 這是一個傳統的接口和定義的方法，通過它可以枚舉（一次獲得一個）對象集合中的元素。這個傳統接口已被迭代器取代。 |
Set和List的區別
-
1. Set 接口實例存儲的是無序的，不重複的數據。List 接口實例存儲的是有序的，可以重複的元素。
-
2. Set檢索效率低下，刪除和插入效率高，插入和刪除不會引起元素位置改變 <實現類有HashSet,TreeSet>。
-
3. List和數組類似，可以動態增長，根據實際存儲的數據的長度自動增長List的長度。查找元素效率高，插入刪除效率低，因爲會引起其他元素位置改變 <實現類有ArrayList,LinkedList,Vector> 。
集合實現類（集合類）
Java提供了一套實現了Collection接口的標準集合類。其中一些是具體類，這些類可以直接拿來使用，而另外一些是抽象類，提供了接口的部分實現。
標準集合類彙總於下表：
| 序號 | 類描述 |
|---|---|
| 1 |
AbstractCollection 實現了大部分的集合接口。 |
| 2 |
AbstractList 繼承於AbstractCollection 並且實現了大部分List接口。 |
| 3 |
AbstractSequentialList 繼承於 AbstractList ，提供了對數據元素的鏈式訪問而不是隨機訪問。 |
| 4 |
LinkedList 該類實現了List接口，允許有null（空）元素。主要用於創建鏈表數據結構，該類沒有同步方法，如果多個線程同時訪問一個List，則必須自己實現訪問同步，解決方法就是在創建List時候構造一個同步的List。例如： Listlist=Collections.synchronizedList(newLinkedList(...)); LinkedList 查找效率低。 |
| 5 |
ArrayList 該類也是實現了List的接口，實現了可變大小的數組，隨機訪問和遍歷元素時，提供更好的性能。該類也是非同步的,在多線程的情況下不要使用。ArrayList 增長當前長度的50%，插入刪除效率低。 |
| 6 |
AbstractSet 繼承於AbstractCollection 並且實現了大部分Set接口。 |
| 7 |
HashSet 該類實現了Set接口，不允許出現重複元素，不保證集合中元素的順序，允許包含值爲null的元素，但最多隻能一個。 |
| 8 |
LinkedHashSet 具有可預知迭代順序的 Set 接口的哈希表和鏈接列表實現。 |
| 9 |
TreeSet 該類實現了Set接口，可以實現排序等功能。 |
| 10 |
AbstractMap 實現了大部分的Map接口。 |
| 11 |
HashMap HashMap 是一個散列表，它存儲的內容是鍵值對(key-value)映射。 該類實現了Map接口，根據鍵的HashCode值存儲數據，具有很快的訪問速度，最多允許一條記錄的鍵爲null，不支持線程同步。 |
| 12 |
TreeMap 繼承了AbstractMap，並且使用一顆樹。 |
| 13 |
WeakHashMap 繼承AbstractMap類，使用弱密鑰的哈希表。 |
| 14 |
LinkedHashMap 繼承於HashMap，使用元素的自然順序對元素進行排序. |
| 15 |
IdentityHashMap 繼承AbstractMap類，比較文檔時使用引用相等。 |
在前面的教程中已經討論通過java.util包中定義的類，如下所示：
| 序號 | 類描述 |
|---|---|
| 1 |
Vector 該類和ArrayList非常相似，但是該類是同步的，可以用在多線程的情況，該類允許設置默認的增長長度，默認擴容方式爲原來的2倍。 |
| 2 |
Stack 棧是Vector的一個子類，它實現了一個標準的後進先出的棧。 |
| 3 |
Dictionary Dictionary 類是一個抽象類，用來存儲鍵/值對，作用和Map類相似。 |
| 4 |
Hashtable Hashtable 是 Dictionary(字典) 類的子類，位於 java.util 包中。 |
| 5 |
Properties Properties 繼承於 Hashtable，表示一個持久的屬性集，屬性列表中每個鍵及其對應值都是一個字符串。 |
| 6 |
BitSet 一個Bitset類創建一種特殊類型的數組來保存位值。BitSet中數組大小會隨需要增加。 |
一個Bitset類創建一種特殊類型的數組來保存位值。BitSet中數組大小會隨需要增加。
集合算法
集合框架定義了幾種算法，可用於集合和映射。這些算法被定義爲集合類的靜態方法。
在嘗試比較不兼容的類型時，一些方法能夠拋出 ClassCastException異常。當試圖修改一個不可修改的集合時，拋出UnsupportedOperationException異常。
集合定義三個靜態的變量：EMPTY_SET，EMPTY_LIST，EMPTY_MAP的。這些變量都不可改變。
| 序號 | 算法描述 |
|---|---|
| 1 |
Collection Algorithms 這裏是一個列表中的所有算法實現。 |
如何使用迭代器
通常情況下，你會希望遍歷一個集合中的元素。例如，顯示集合中的每個元素。
一般遍歷數組都是採用for循環或者增強for，這兩個方法也可以用在集合框架，但是還有一種方法是採用迭代器遍歷集合框架，它是一個對象，實現了Iterator 接口或ListIterator接口。
迭代器，使你能夠通過循環來得到或刪除集合的元素。ListIterator 繼承了Iterator，以允許雙向遍歷列表和修改元素。
序號<table class="reference>迭代器方法描述1使用 Java Iterator這裏通過實例列出Iterator和listIterator接口提供的所有方法。
遍歷 ArrayList
實例
解析：
三種方法都是用來遍歷ArrayList集合，第三種方法是採用迭代器的方法，該方法可以不用擔心在遍歷的過程中會超出集合的長度。
遍歷 Map
實例
如何使用比較器
TreeSet和TreeMap的按照排序順序來存儲元素. 然而，這是通過比較器來精確定義按照什麼樣的排序順序。
這個接口可以讓我們以不同的方式來排序一個集合。
| 序號 | 比較器方法描述 |
|---|---|
| 1 |
使用 Java Comparator 這裏通過實例列出Comparator接口提供的所有方法 |
總結
Java集合框架爲程序員提供了預先包裝的數據結構和算法來操縱他們。
集合是一個對象，可容納其他對象的引用。集合接口聲明對每一種類型的集合可以執行的操作。
集合框架的類和接口均在java.util包中。
任何對象加入集合類後，自動轉變爲Object類型，所以在取出的時候，需要進行強制類型轉換。
