一、瞭解一些集合類的基本概念
我們以前都已經學過了數組了，我們來回憶以下：數組一旦初始化就指定看數組長度，如果數組需要保存數量變化的數據，數組就顯得無能爲力了。而且數組也無法保存具有映射關係的數據。如：成績表：語文-79。
爲了保存數量不確定的數據，以及保存具有映射關係的數據（關聯數組），Java提供了集合類。集合類主要負責保存、盛裝其他數據，因此集合類也被稱爲容器類。Java所有的集合類都位於java.util包下，提供了一個表示和操作對象集合的統一框架，包含大量集合接口，以及這些接口的實現類和操作它們的算法。
集合類和數組在保存的數據元素上面的不同：數組元素既可以是基本類型，也可以是對象（實際上保存的是對象引用變量）。二集合裏只能保存對象（實際上只是保存對象的引用變量，但習慣認爲集合裏保存的是對象）。
1.1 Java集合框架的接口
1.2 Java庫中的具體集合
| 集合類型 | 描述 |
|---|---|
| ArrayList | 一種可以動態增長和縮減的索引序列 |
| LinkedList | 一種可以在任何位置進行高效地插入和刪除操作的有序序列 |
| ArrayDeque | 一種循環數組實現的雙端隊列 |
| HashSet | 一種沒有重複元素的無序集合 |
| TreeSet | 一種有序集 |
| EnumSet | 一種包含枚舉類型值的集 |
| LinkedHashSet | 一種可以記住元素插入次序的集 |
| PriorityQueue | 一種允許高效刪除最小元素的集合 |
| HashMap | 一種存儲鍵/值關聯的數據結構 |
| TreeMap | 一種鍵值有序排列的映射表 |
| EnumMap | 一種鍵值屬於枚舉類型的映射表 |
| LinkedHashMap | 一種記住鍵/值項添加次序的映射表 |
| WeakHashMap | 一種其值無用武之地後可以被垃圾回收期回收的映射表 |
| IdentityHashMap | 一種用==而不是用equals比較鍵值的映射表 |
在上面的圖中我們可以看到很多以“Abstract”開頭的容器，其實它們只是部分實現某個特定接口的簡單工具而已。如：我們如果要製作自己的Set的話，一般不會直接繼承Set接口，然後實現所有的方法。而是應該繼承AbstractSet，只爲自己的新類作最必要的工作。不過，容器類類庫已經包含足夠的功能來滿足你的需要了。所以，對我們而言，可以忽略那些以“Abstract”開頭的類。
*☞ 注意：所有的Collection都能通過iterator()方法生成Iterator。
☞ 容器的缺點：未知類型
容器只保存Object型的引用，這是所有類的基類，因此容器可以保存任何類型的對象。不過：
因爲在你將對象的引用加入容器就丟失了類型的信息，所以對於添加容器的對象沒有類型限制，即使你刻意保持容器的類型。例如類型“貓”的容器，別人是可以輕易將“狗”放入容器
因爲丟失了類型信息，容器只知道它保存的是Object類型的引用。在使用容器中的元素前必須要做類型轉換操作。
1.3 迭代器
任何容器都必須實現有方法可以將東西方法放進去，然後有方法將東西取出來。畢竟，存放事物是容器最基本的工作。對於ArrayList，add() 是插入對象的方法，而get() 是取出元素的方法之一。但是如果原本是使用ArrayList，後來考慮到容器的特點，想換用Set 怎麼做？難道重寫代碼嗎？
當然不是，迭代器就是更好的實現這種目的。迭代器是一個對象，它的工作是遍歷並選擇序列中的對象。迭代器通常被稱爲“輕量值”對象：創建它的代價小。因此經常可以見到對迭代器有些奇怪的限制。
如Java的Iterator就是迭代器受限制的例子，它只能用來：
☞ 使用方法iterator() 要求容器返回一個Iterator。第一次調用Iterator的next()方法時，它返回序列中的下一個元素。
☞ 使用next() 獲得序列中的下一個元素。
☞ 使用hasNext() 檢查序列中是否還有元素。
☞ 使用remove() 將上一次返回的元素從迭代器中移除。
///創建一個通用的打印方法
public class Main {
static void printAll(Iterator e) {
while(e.hasNext())
Syste.out.println(e.next());
}
}
二、 常見的集合類
2.1 Collection詳解
此圖摘取於：Java集合詳解
Collection接口是List、Set接口和Queue接口的父接口。Collection是集合類（Map除外）的根接口。
Collection提供瞭如下方法對List集合元素進行排序：
1.void reverse(List list)： 對指定 List 集合元素進行逆向排序。
2.void shuffle(List list)： 對 List 集合元素進行隨機排序（shuffle 方法模擬了“洗牌”動作）。
3.void sort(List list)： 根據元素的自然順序對指定 List 集合的元素按升序進行排序。
4.void sort(List list, Comparator c)： 根據指定 Comparator 產生的順序對 List 集合元素進行排序。
5.void swap(List list, int i, int j)： 將指定 List 集合中的 i 處元素和 j 處元素進行交換。
6.void rotate(List list, int distance)： 當 distance 爲正數時，將 list 集合的後 distance 個元素“整體”移到前面；當 distance 爲負數時，將 list 集合的前 distance 個元素“整體”移到後面。該方法不會改變集合的長度。
Collection 還提供瞭如下常用的用於查找、替換集合元素的方法：
1.int binarySearch(List list, Object key)： 使用二分搜索法搜索指定的 List 集合，以獲得指定對象在 List 集合中的索引。保證 List 中的元素已經處於有序狀態。
2.Object max(Collection coll)： 根據元素的自然順序，返回給定集合中的最大元素。
3.Object max(Collection coll, Comparator comp)： 根據 Comparator 指定的順序，返回給定集合中的最大元素。
4.Object min(Collection coll)： 根據元素的自然順序，返回給定集合中的最小元素。
5.Object min(Collection coll, Comparator comp)： 根據 Comparator 指定的順序，返回給定集合中的最小元素。
6.void fill(List list, Object obj)： 使用指定元素 obj 替換指定 List 集合中的所有元素。
7.int frequency(Collection c, Object o)： 返回指定集合中指定元素的出現次數。
8.int indexOfSubList(List source, List target)： 返回子 List 對象在父 List 對象中第一次出現的位置索引；如果父 List 中沒有出現這樣的子 List，則返回 -1。
9.int lastIndexOfSubList(List source, List target)： 返回子 List 對象在父 List 對象中最後一次出現的位置索引；如果父 List 中沒有岀現這樣的子 List，則返回 -1。
10.boolean replaceAll(List list, Object oldVal, Object newVal)： 使用一個新值 newVal 替換 List 對象的所有舊值 oldVal。
瞭解指定的排序規則：
Java提供了只包含一個compareTo()方法的Comparable接口。包含compare() 和equals() 兩個方法的Comparator接口。
Comparable和Comparator兩個接口的區別：
Comparable（通過實體對象來調用）： 強行對實現它的每個類的對象進行整體排序。這種排序被稱爲類的自然排序，類的compareTo方法被稱爲它的自然比較方法。只能在類中實現compareTo()一次，不能經常修改類的代碼實現自己想要的排序。實現此接口的對象列表（和數組）可以通過Collections.sort（和Arrays.sort）進行自動排序，對象可以用作有序映射中的鍵或有序集合中的元素，無需指定比較器。
Comparator（比較器，可以直接執行）： 強行對某個對象進行整體排序。可以將Comparator 傳遞給sort方法（如Collections.sort或Arrays.sort），從而允許在排序順序上實現精確控制。還可以使用Comparator來控制某些數據結構（如有序set或有序映射）的順序，或者爲那些沒有自然順序的對象collection提供排序
2.1.1 List接口
List接口中元素的存放特點是：元素存放有序，同一元素可重複，帶索引的集合。List接口存在三個實現類：ArrayList、LinkedList和Vector
☞ ArrayList類
ArrayList類實現了可變數組的大小，存儲在內的數據稱爲元素，它還提供了快速基於索引訪問元素的方式。元素增刪慢，查找快，ArrayList最常用來查詢數據、遍歷數據。
ArrayList類除了包含Collection接口中的所有方法之外，還包括以下方法：
☞ LinkedList類
LinkedList類採用鏈表結構保存對象，這種結構的有點是便於向集合中插入或者刪除元素。需要頻繁向集合中插入和刪除元素時，使用LinkedList類比ArrayList類效果高，但是Linkedlist類隨機訪問元素的速度則相對較慢。這裏的隨機訪問是指檢索集合中特定索引位置的元素。
LinkedList類 除了包含 Collection 接口和 List 接口中的所有方法之外，還包含以下方法。
☞ Vector類
與ArrayList類似，但屬於強同步類（線程安全）。如果你的程序本身是線程安全的（thread-safe，沒有在多個線程之間共享同一個集合/對象），那麼使用ArrayList是更好的選擇。越安全，效率越低。（所以Java中很少使用Vector類）
☞ ArrayList、LinkedList和Vector之間的區別：
ArrayList和LinkedList：
1.ArrayList是實現了基於動態數組的數據結構，LinkedList基於鏈表的數結構。
2.對於隨機訪問get和set，ArrayList優於LinkedList，由於LinkedList要移動指針
3.對於新增和刪除操作的add和remove，LinkedList優於ArrayList，由於ArrayList要移動數據。（但是如果只對單條數據的插入或刪除，ArrayList優於LinkedList）
ArrayList和Vector的區別：
1.同步性：Vector是線程性同步，所以它是線程安全的，而ArrayList是線程異步的，是不安全。
2.數據增長：從內部實現機制來講，ArrayList和Vector都是使用數組來控制集合的對象，如果集合中的元素的數目大於目前集合數組的長度時，Vector增長率爲目前數組長度的100%，而ArrayList增長率爲，目前數組長度的50%。所以如果在集合中數據量比較大的數據，用Vector有一定的優勢。
2.1.2 Set接口
Set集合類似於一個罐子，程序可以依次把多個對象“丟進”Set集合，而Set集合通常不能記住元素的添加順序。也就是Set集合中的對象不按特定的方式排序，只是簡單地把對象加入集合。Set集合中不能包含重複的對象（如果向Set集合中添加兩個相同的元素，則後添加的會覆蓋前面添加的元素，即在Set集合中不會出現相同的元素），並且最多隻允許包含一個null元素。
Set實現了Collection接口，實際上Set就是Collection，只是行爲不同而已。Set於Collection接口中的方法基本一致，並沒有對Collection接口進行功能上的擴充，只是比Collection接口更加嚴格了。Set接口中元素無序，並且都會以某種規則保證存入的元素不出現重複。它主要有兩個主要的實現類：HashSet和TreeSet。
☞ HashSet類
HashSet是按照Hash算法來存儲集合中的元素，因此具有很好的存取和查找性能。保證元素的唯一性方式依賴於：hashCode與equals方法。java.util.HashSet底層的實現其實是一個java.util.HashMap支持。
HashSet具有以下特點：
1.不能保證元素的排列順序，順序可能與添加順序不同，順序也有可能發生變化。
2.HashSet不是同步的（線程不安全的），如果多個線程同時訪問或修改一個HashSet，則必須通過代碼來保持同步。
3.集合元素值可以是null。
我們都知道HashSet保證了元素唯一，可是元素存放進去是沒有順序的，那麼我們要保證有序的話：
☞ TreeSet類
TreeSet類同時實現Set接口和SortedSet接口。SortedSet接口是Set接口的子接口，可以實現對集合進行自然排序（升序），因此使用TreeSet類實現的Set接口默認情況下是自然排序的。TreeSet只能實現了Comparable接口的類對象進行排序，因爲Comparable接口中有一個**compareTo(Object o)**方法用於比較兩個對象的大小。因爲Comparable接口中有一個compareTo(Object o)方法用於比較兩個對象的大小。例如a.compareTo(b),如果a==b，則該方法返回0；如果a>b,返回大於0的值；如果a<b,則該方法返回小於0的值。
Tree類除了實現Collection接口的所有方法之外，還實現以下方法：
HashSet類和TreeSet的區別：
| 類 | 實現方式 | 數據是否有序 | 是否可以放入null值 |
|---|---|---|---|
| HashSet | 哈希表實現 | HashSet中的數據是無序的 | 可以放入null，但只能放入一個null |
| TreeSet | 二叉樹實現 | TreeSet的數據是自動排好序的 | 不允許放入null值 |
2.2 Map詳解
此圖摘取於：Java集合詳解
Map是一種鍵-值對集合，Map集合中的每一個元素都包含一個鍵（key）對象和一個值（value）對象。用於保存具有映射關係的數據。（鍵不允許重複，但允許值重複）
Map中的key和value之間存在的單向一對一關係，即通過指定的key，總能找到唯一的、確定的value。從Map中取出數據時，只要給出指定的key，就可以取出對應的value。
Map接口主要有兩個實現類：HashMap類和TreeMap類。其中，HashMap類按哈希算法來存取鍵對象，而TreeMap類可以對鍵對象進行排序。
☞ HashMap類
HashMap是一個最常用的Map，它根據的HashCode值存儲數據，根據鍵可以直接獲取它的值，具有很快的訪問速度。
HashMap的特點：
1.允許一條記錄鍵爲NULL；允許多條記錄的值爲NULL
2.不支持線程同步
Hashable： 線程安全的，不允許NULL的鍵或值。
LinkedHashMap： 保留數據的存入順序（和LinkedHastSet用法類似）
TreeMap類
TreeMap實現SortMap接口，能夠把它保存的記錄根據鍵排序，默認是按鍵值的升序排序，也可以用指定排序的比較器。
TreeMap 類的使用方法與 HashMap 類相同，唯一不同的是 TreeMap 類可以對鍵對象進行排序：
其他一些方法：isEmpty() 判斷Map是否爲空、size() 返回鍵值對個數、Collection values() 返回Map裏所有value組成的Collection等。
Entry鍵值對對象
我們已經知道，Map中存放的是兩種對象，一種稱爲key(鍵)，一種稱爲value(值)，它們在在Map中是一一對應關係，這一對對象又稱做Map中的一個Entry(項)。Entry將鍵值對的對應關係封裝成了對象。即鍵值對對象，這樣我們在遍歷Map集合時，就可以從每一個鍵值對（Entry）對象中獲取對應的鍵與對應的值。
既然Entry表示了一對鍵和值，那麼也同樣提供了獲取對應鍵和對應值得方法：
public K getKey()： 獲取Entry對象中的鍵。public V getValue()： 獲取Entry對象中的值。
在Map集合中也提供了獲取所有Entry對象的方法：
**public Set <Map.Entry<K,V>> entrySet()😗*獲取到Map集合中所有的鍵值對對象的集合(Set集合)。
三、參考資料
1.C語言中文網
2.Java集合詳解
3.https://zhidao.baidu.com/question/85559012.html
4.《Java編程思想》
5.《Java核心技術卷Ⅰ》