［Java集合类］集合框架以及背后的数据结构

预备知识

什么是数据结构？

组织大量的数据－－增删改查

什么是集合类？

Java提供的一套现成的类，实现了常用的数据结构

Java集合框架

(Java Collection Framework)：又被称为容器container是定义在java.util包下的一组接口interfaces和其实现类 classes 

为什么要实现集合框架？

将多个元素 element 置于一个单元中，用于对这些元素进行快速、便捷的存储 store 、检索
retrieve 、管理 manipulate ，即平时我们俗称的增删查改 CRUD 。

笔试面试题

Java中常用集合类及对应的数据结构

ArrayList:顺序表

LinkedList:链表

TreeSet/TreeMap：二叉搜索树

HashSet/HashMap:哈希表

PriorityQueue:堆（二叉树）

接口interfaces

collection:用来管理和存储一组对象(Objects)，这些对象一般称为元素

 Set : 元素不能重复，背后隐含着查找/搜索的语义

SortedSet : 一组有序的不能重复的元素

List : 线性结构

Queue : 队列

 Deque : 双端队列

Ｍap:键值对(key-value-Pair)，根据key来查找value

１Collection接口：

实例化时需要通过一个具体类(例如ArrayList类）来实现此接口

Collection<String> coolection=new ArrayList<>();

1.1Collection常用方法

boolean add(E e)－－将元素e放入集合中

    collection.add("第一个元素");

void clear()－－删除集合中的所有元素

boolean isEmpty()－－判断集合是否有空元素

boolean remove(Object e)－－如果元素e出现在集合中，删除

int size()－－返回集合中元素的个数

Object[] toArray－－返回一个装有所有集合元素的数组

 //使用toArray()--返回一个装有集合所有元素的数组
        Object[] array=collection.toArray();
        System.out.println( "装有集合所有元素的数组:"+Arrays.toString(array));

contains()－－查询是否包含该元素

//使用contains()方法-----是否包含某元素
        boolean ret=collection.contains("第一个元素");
        System.out.println("集合是否包含该元素？（true包含，false不包含):"+ret);

代码实现： 

package package1127;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.Collection;
public class TestCollection {
    public static void main(String[] args) {
        //泛型语法，集合中保存的是String类型的若干个对象
        //本身是ArrayList<String>类型
        Collection<String> collection=new ArrayList<>();//创建Collection实例，Collection接口实现的子类
        //使用isEmpty()－－判断集合是否为空
        // 使用size()－－返回集合元素的个数
        System.out.println("集合是否为空？（true为空，false不为空）："+collection.isEmpty());
        System.out.println("集合中元素的个数为："+collection.size());
        //使用add(＂被添加的元素＂)--添加一个元素进入集合中
        collection.add("第一个元素");
        collection.add("第二个元素");
        collection.add("第三个元素");
        System.out.println("集合是否为空？（true为空，false不为空）："+collection.isEmpty());
        System.out.println("集合中元素的个数为："+collection.size());
        //使用toArray()--返回一个装有集合所有元素的数组
        Object[] array=collection.toArray();
        System.out.println( "装有集合所有元素的数组:"+Arrays.toString(array));
        //foreach遍历集合类
        System.out.println("foreach遍历集合类：");
        for(String s:collection){
            System.out.println(s);
        }
        //使用contains()方法-----是否包含某元素
        boolean ret=collection.contains("第一个元素");
        System.out.println("集合是否包含该元素？（true包含，false不包含):"+ret);
        //remove()---删除方法
        System.out.println("删除第二个元素：");
        collection.remove("第二个元素");
        for(String s:collection){
            System.out.println(s);
        }
    }
}
//输出：
/*
集合是否为空？（true为空，false不为空）：true
集合中元素的个数为：0
集合是否为空？（true为空，false不为空）：false
集合中元素的个数为：3
装有集合所有元素的数组:[第一个元素, 第二个元素, 第三个元素]
foreach遍历集合类：
第一个元素
第二个元素
第三个元素
集合是否包含该元素？（true包含，false不包含):true
删除第二个元素：
第一个元素
第三个元素
*/

1.2遍历集合类

foreach语法可以和很多类搭配，只要这个类实现了iterable接口，就可以使用

//foreach遍历集合类
        System.out.println("foreach遍历集合类：");
        for(String s:collection){
            System.out.println(s);
        }

2Map接口

存的是键值对

Map根据key可以映射到value但是根据value无法映射到key

2.1常用方法：

boolean isEmpty()

int size()

put(key,value)－－插入键值对,put方法如果key已经存在，新的value就会覆盖掉旧的value

  //使用put("key","value")--插入键值对
        map.put("小酒窝","林俊杰");

get（key）－－返回value(根据key查找value)，key不存在就返回null，无默认value

getOrdefault(key,defaultValue)－－返回value,如果不存在key时，有默认value值，为defaultValue

 //使用get（＂key＂）--根据key查找value
        System.out.println(map.get("王妃"));
        //key不存在返回defaultValue，key存在返回value
        System.out.println(map.getOrDefault("小星星","北方男人"));

package package1127;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
public class TestMap {
    public static void main(String[] args) {
        //Map的基本用法
        Map<String,String> map=new HashMap<>();//HashMap来实现Map接口，key和value都是String类型
        //使用isEnmty()和size()
        System.out.println("map是否为空？（true为空，false不为空）："+map.isEmpty());
        System.out.println("map中键值对的个数为："+map.size()+"个");
        //使用put("key","value")--插入键值对
        map.put("小酒窝","林俊杰");
        map.put("王妃","萧敬腾");
        map.put("告白气球","周杰伦");
        System.out.println("map是否为空？（true为空，false不为空）："+map.isEmpty());
        System.out.println("map中键值对的个数为："+map.size()+"个");
        //重点！！
        //使用get（＂key＂）--根据key查找value
        System.out.println(map.get("王妃"));
        //key不存在返回defaultValue，key存在返回value
        System.out.println(map.getOrDefault("小星星","北方男人"));
    }
}
//输出：
/*
map是否为空？（true为空，false不为空）：true
map中键值对的个数为：0个
map是否为空？（true为空，false不为空）：false
map中键值对的个数为：3个
萧敬腾
北方男人
*/

2.2遍历Map:

2.2.1通过map.entrySet()－－－推荐使用，容量大

        //通过Entry操作获取到键值对
        //使用Entry来进行遍历每个Entry就是一个条目，也就是一个键值对
        System.out.println("通过Map.entrySet遍历key和value");
        for (Map.Entry<String, String> entry : map.entrySet()) {
            System.out.println("key=" + entry.getKey() + " value=" + entry.getValue());
        }

2.2.2Map.keySet（）－－普遍使用，二次取值

    System.out.println("通过Map.keySet遍历key和value：");
    for (String key : map.keySet()){
       System.out.println("key= "+ key + "  value= " + map.get(key));
    }

３实现classes

interface 顺序表 链表 堆 红黑树 哈希表
Set       TreeSet HashSet
List 　　ArrayList LinkedList     
Queue   LinkedList PriorityQueue   
Deque   LinkedList     
Map       TreeMap HashMap