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集合本质是基于某种数据结构数据容器。常见的数据结构：数组（Array）、集（Set）、队列（Queue）、链表（Linkedlist）、树（Tree）、堆（Heap）、栈（Stack）和映射（Map）等结构
## 20.1 集合概述
Java中提供了丰富的集合接口和类，它们来自于java.util包。如图所示
## 20.2 List集合
List集合中的元素是有序的可以重复。图20-2是一个班级集合数组，这个集合中有一些学生，这些学生是有序的，顺序是他们被放到集合中的顺序，可以通过序号访问他们。这就像老师给进入班级的人分配学号，第一个报到的是“张三”，老师给他分配的是0，第二个报到的是“李四”，老师给他分配的是1，以此类推，最后一个序号应该是“学生人数-1”。
ArrayList是基于动态数组数据结构的实现，访问元素速度优于LinkedList。
LinkedList是基于链表数据结构的实现。LinkedList占用的内存空间比较大，但LinkedList在批量插入或删除数据时优于ArrayList。
### 20.2.1 常用方法
List接口继承自Collection接口，List接口中的很多方法都继承自Collection接口的。List接口中常用方法如下。
1. 操作元素
* get(int index)：返回List集合中指定位置的元素。
* set(int index, Object element)：用指定元素替换List集合中指定位置的元素。
* add(Object element)：在List集合的尾部添加指定的元素。该方法是从Collection集合继承过来的。
* add(int index, Object element)：在List集合的指定位置插入指定元素。
* remove(int index)：移除List集合中指定位置的元素。
* remove(Object element)：如果List集合中存在指定元素，则从List集合中移除第一次出现的指定元素。该方法是从Collection集合继承过来的。
* clear()：从List集合中移除所有元素。该方法是从Collection集合继承过来的。
2. 判断集合中元素
* isEmpty()：判断List集合是否为空。该方法是从Collection集合继承过来的。
* contains(Object element)：判断List集合中是否包含指定元素。该方法是从Collection集合继承过来的。
3. 查询指定元素索引
* indexOf(Object o)：从前往后查找List集合元素，返回第一次出现指定元素的索引，如果此列表不包含该元素，则返回-1。
* lastIndexOf(Object o)：从后往前查找List集合元素，返回第一次出现指定元素的索引，如果此列表不包含该元素，则返回-1。
4. 其他
* iterator()：返回迭代器（Iterator）对象，迭代器对象用于遍历集合。该方法是从Collection集合继承过来的。
* size()：返回List集合中的元素数，返回值是int类型。该方法是从Collection集合继承过来的。
* subList(int fromIndex, int toIndex)：返回List集合中指定的 fromIndex（包括 ）和 toIndex（不包括）之间的元素集合，返回值为List集合。
**提示** 在Java中任何集合中存放的都是对象，即引用数据类型，基本数据类型不能放到集合中。将整数1放到集合中，这是因为这个过程中发生了自动装箱，整数1被封装成Integer对象1，然后再放入到集合中。
### 20.3.2 遍历集合
集合最常用的操作之一是遍历，遍历就是将集合中的每一个元素取出来，进行操作或计算。List集合遍历有三种方法：
1. 使用for循环遍历：List集合可以使用for循环进行遍历，for循环中有循环变量，通过循环变量可以访问List集合中的元素。
2. 使用for-each循环遍历：for-each循环是针对遍历各种类型集合而推出的，笔者推荐使用这种遍历方法。
3. 使用迭代器遍历：Java提供了多种迭代器，List集合可以使用Iterator和ListIterator迭代器。
**示例代码如下：**
```
~~~
//HelloWorld.java文件
package com.a51work6;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
public class HelloWorld {
public static void main(String[] args) {
List list = new ArrayList();
String b = "B";
// 向集合中添加元素
list.add("A");
list.add(b);
list.add("C");
list.add(b);
list.add("D");
list.add("E");
// 1.使用for循环遍历
System.out.println("--1.使用for循环遍历--");
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
System.out.printf("读取集合元素(%d): %s \n", i, list.get(i)); ①
}
// 2.使用for-each循环遍历
System.out.println("--2.使用for-each循环遍历--");
for (Object item : list) { ②
String s = (String) item; ③
System.out.println("读取集合元素: " + s);
}
// 3.使用迭代器遍历
System.out.println("--3.使用迭代器遍历--");
Iterator it = list.iterator(); ④
while (it.hasNext()) { ⑤
Object item = it.next(); ⑥
String s = (String) item; ⑦
System.out.println("读取集合元素: " + s);
}
}
}
~~~
```
代码中第一行和第三行从集合中取出的元素都是Object类型
## 20.3 Set集合
Set集合是由一串无序的，不能重复的相同类型元素构成的集合。图20-3是一个班级的Set集合。这个Set集合中有一些学生，这些学生是无序的。
Set接口直接实现类主要是HashSet，HashSet是基于散列表数据结构的实现。
### 20.3.1 常用方法
Set接口也继承自Collection接口，Set接口中大部分都是继承自Collection接口，这些方法如下。
1. 操作元素
* add(Object element)：在Set集合的尾部添加指定的元素。该方法是从Collection集合继承过来的。
* remove(Object element)：如果Set集合中存在指定元素，则从Set集合中移除该元素。该方法是从Collection集合继承过来的。
* clear()：从Set集合中移除所有元素。该方法是从Collection集合继承过来的。
2. 判断元素
* isEmpty()：判断Set集合中是否有元素，没有返回true，有返回false。该方法是从Collection集合继承过来的。
* contains(Object element)：判断Set集合中是否包含指定元素，包含返回true，不包含返回false。该方法是从Collection集合继承过来的。
3. 其他
* iterator()：返回迭代器（Iterator）对象，迭代器对象用于遍历集合。该方法是从Collection集合继承过来的。
* size()：返回Set集合中的元素数，返回值是int类型。该方法是从Collection集合继承过来的。
### 20.3.2 遍历集合
Set集合中的元素由于没有序号，所以不能使用for循环进行遍历，但可以使用for-each循环和迭代器进行遍历。事实上这两种遍历方法也是继承自Collection集合，也就是说所有的Collection集合类型都有这两种遍历方式。
## 20.4 Map集合
Map（映射）允许按照某个键来访问元素。Map集合是由两个集合构成的，一个是键（key）集合，一个是值（value）集合。键集合是Set类型。值集合是Collection类型，可以有重复的元素。Map集合中的键和值是成对出现的。
图20-4所示是Map类型的“国家代号”集合。键是国家代号集合，不能重复。值是国家集合，可以重复
**图20-4 Map集合**
> **提示** Map集合更适合通过键快速访问值，就像查英文字典一样，键就是要查的英文单词，而值是英文单词的翻译和解释等。有一个英文单词会对应多个翻译和解释，这就是map键与值的关系。
Map接口直接实现类主要是HashMap，HashMap是基于散列表数据结构的实现。
### 20.4.1 常用方法
Map集合中包含两个集合（键和值），所以操作起来比较麻烦，Map接口提供很多方法用来管理和操作集合。主要的方法如下。
1. 操作元素
* get(Object key)：返回指定键所对应的值；如果Map集合中不包含该键值对，则返回null。
* put(Object key, Object value)：指定键值对添加到集合中。
* remove(Object key)：移除键值对。
* clear()：移除Map集合中所有键值对。
2. 判断元素
* isEmpty()：判断Map集合中是否有键值对，没有返回true，有返回false。
* containsKey(Object key)：判断键集合中是否包含指定元素，包含返回true，不包含返回false。
* containsValue(Object value)：判断值集合中是否包含指定元素，包含返回true，不包含返回false。
3. 查看集合
* keySet()：返回Map中的所有键集合，返回值是Set类型。
* values()：返回Map中的所有值集合，返回值是Collection类型。
* size()：返回Map集合中键值对数。
### 20.4.2 遍历集合
Map集合遍历与List和Set集合不同，Map有两个集合，因此遍历时可以只遍历值的集合，也可以只遍历键的集合，也可以同时遍历。这些遍历过程都可以使用for-each循环和迭代器进行遍历。
**示例代码如下：**
```
~~~
//HelloWorld.java文件
package com.a51work6;
import java.util.Collection;
import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
public class HelloWorld {
public static void main(String[] args) {
Map map = new HashMap();
map.put(102, "张三");
map.put(105, "李四");
map.put(109, "王五");
map.put(110, "董六");
map.put(111, "李四");
// 1.使用for-each循环遍历
System.out.println("--1.使用for-each循环遍历--");
// 获得键集合
Set keys = map.keySet(); ①
for (Object key : keys) {
int ikey = (Integer) key; // 自动拆箱 ②
String value = (String) map.get(key); // 自动装箱 ③
System.out.printf("key=%d - value=%s \n", ikey, value);
}
// 2.使用迭代器遍历
System.out.println("--2.使用迭代器遍历--");
// 获得值集合
Collection values = map.values(); ④
// 遍历值集合
Iterator it = values.iterator();
while (it.hasNext()) {
Object item = it.next();
String s = (String) item;
System.out.println("值集合元素: " + s);
}
}
}
~~~
```
