Java集合—集合框架

前言

在Java语言中，Java语言的设计者对常用的数据结构和算法做了一些规范（接口）和实现（具体实现接口的类）。所有抽象出来的数据结构和操作（算法）统称为Java集合框架（JavaCollectionFramework）。

Java程序员在具体应用时，不必考虑数据结构和算法实现细节，只需要用这些类创建出来一些对象，然后直接应用就可以了，这样就大大提高了编程效率。

Java集合和数组的区别

数组的长度固定，集合长度可变，并且集合可以保存具有映射关系的数据（即关联数组，键值对 key-value）。
数组元素即可以是基本类型的值，也可以是对象。集合里只能保存对象（实际上只是保存对象的引用变量），基本数据类型的变量要转换成对应的包装类才能放入集合类中。

Java集合框架的体系结构

Java中所有集合类都位于java.util包下。Java的集合类主要由两个接口派生而出：Collection和Map，Collection和Map是Java集合框架的根接口。

体系结构图（虚线为接口）：

图中，ArrayList,HashSet,LinkedList,TreeSet是我们经常会有用到的已实现的集合类。

图中，HashMap，TreeMap是我们经常会用到的集合类。

体系结构简介：

Collection：存储单个数据或者对象。
- |-List：有序、重复的集合
  - |-LinkedList :基于链表的List
  - |-ArrayList :基于数组的List
  - |-SubList:一个List的视图
  - |-Vector:一个线程安全的List
  - - 　　|-Stack:
- |-Queue：队列，通常作为数据存储结构，不作为操作容器。集合框架中应用比较少，主要在在并发包（java.util.concurrent）中实现的阻塞队列(消息队列)。
  - |-ArrayDeque:基于数组实现的尾插队列（包含head,tail头尾指针）.
  - |-PriorityQueue:基于数组的自排序优先级队列（基于数组实现存储的二叉树堆排）。
- |-Set：无序、不可重复的集合
  - |-HashSet:基于Hash+数组+链表实现的Set。
    - |-LinkedHashSet:一个基于LinkedHashMap实现的Set。
  - |-TreeSet：一个基于TreeMap实现的Set。
  - |-EnumSet：
    - |-JumboEnumSet
    - |-RegularEnumSet
Map：有映射关系的集合
- |-HashMap:基于Hash+数组+链表实现的Map。
  - |-LinkedHashMap:基于HashMap实现的双向链表。
- |-HashTable:基于Hash+数组+链表实现的线程安全（sync）Map。
- |-TreeMap:基于红黑树实现的有序Map。
- |-WeakHashMap:K为弱引用的HashMap,使用中，若k没有被引用则会自动回收掉。

Collection接口

Collection接口是Set,Queue,List的父接口。Collection接口中定义了多种方法可供其子类进行实现，以实现数据操作。

Collection接口定义的方法：

Set集合

Set集合与Collection集合基本相同，没有提供任何额外的方法。实际上Set就是Collection，只是行为略有不同（Set不允许包含重复元素）。
Set集合不允许包含相同的元素，如果试图把两个相同的元素加入同一个Set集合中，则添加操作失败，add()方法返回false，且新元素不会被加入。

List集合

List集合代表一个元素有序、可重复的集合，集合中每个元素都有其对应的顺序索引。List集合允许使用重复元素，可以通过索引来访问指定位置的集合元素。List集合默认按元素的添加顺序设置元素的索引，例如第一个添加的元素索引为0，第二个添加的元素索引为1......

Queue集合

Queue用户模拟队列这种数据结构，队列通常是指“先进先出”(FIFO，first-in-first-out)的容器。队列的头部是在队列中存放时间最长的元素，队列的尾部是保存在队列中存放时间最短的元素。新元素插入（offer）到队列的尾部，访问元素（poll）操作会返回队列头部的元素。通常，队列不允许随机访问队列中的元素。

Map集合

Map用户保存具有映射关系的数据，因此Map集合里保存着两组数，一组值用户保存Map里的key,另一组值用户保存Map里的value，key和value都可以是任何引用类型的数据。Map的key不允许重复，即同一个Map对象的任何两个key通过equals方法比较总是返回false。

参考：

由浅入深理解java集合(一)——集合框架 Collection、Map

[Java]-集合框架

java集合框架综述