# Java 集合框架 早在 Java 2 中之前，Java 就提供了特设类。比如：Dictionary, Vector, Stack, 和 Properties 这些类用来存储和操作对象组。 虽然这些类都非常有用，但是它们缺少一个核心的，统一的主题。由于这个原因，使用 Vector 类的方式和使用 Properties 类的方式有着很大不同。 集合框架被设计成要满足以下几个目标。 - 该框架必须是高性能的。基本集合（动态数组，链表，树，哈希表）的实现也必须是高效的。 - 该框架允许不同类型的集合，以类似的方式工作，具有高度的互操作性。 - 对一个集合的扩展和适应必须是简单的。 为此，整个集合框架就围绕一组标准接口而设计。你可以直接使用这些接口的标准实现，诸如： LinkedList, HashSet, 和 TreeSet 等,除此之外你也可以通过这些接口实现自己的集合。 !\[img\](https://atts.w3cschool.cn/attachments/image/20200818/1597742443418592.gif) 简化图： !\[1\](https://atts.w3cschool.cn/attachments/image/20200819/1597829834857738.jpg) 说明：对于以上的框架图有如下几点说明： 1. 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，这两个接口又包含了一些子接口或实现类。 2. 集合接口：6个接口（短虚线表示），表示不同集合类型，是集合框架的基础。 3. 抽象类：5个抽象类（长虚线表示），对集合接口的部分实现。可扩展为自定义集合类。 4. 实现类：8个实现类（实线表示），对接口的具体实现。 5. Collection 接口是一组允许重复的对象。 6. Set 接口继承 Collection，集合元素不重复。 7. List 接口继承 Collection，允许重复，维护元素插入顺序。 8. Map接口是键－值对象，与Collection接口没有什么关系。 9. Set、List 和 Map 可以看做集合的三大类： List 集合是有序集合，集合中的元素可以重复，访问集合中的元素可以根据元素的索引来访问。 Set 集合是无序集合，集合中的元素不可以重复，访问集合中的元素只能根据元素本身来访问（也是集合里元素不允许重复的原因）。 Map 集合中保存 Key-value 对形式的元素，访问时只能根据每项元素的 key 来访问其 value。 #### 集合框架图如图所示： !\[img\](https://atts.w3cschool.cn/attachments/image/20200818/1597742516955681.png) Java 集合框架提供了一套性能优良，使用方便的接口和类，java 集合框架位于 java.util 包中， 所以当使用集合框架的时候需要进行导包。 ------ ## 集合接口 集合框架定义了一些接口。本节提供了每个接口的概述： \| 序号 \| 接口描述 \| \| :--- \| :----------------------------------------------------------- \| \| 1 \| Collection 接口 允许你使用一组对象，是Collection层次结构的根接口。 \| \| 2 \| List 接口 继承于\*\*Collection\*\*和一个 List实例存储一个有序集合的元素。 \| \| 3 \| Set 继承于 \*\*Collection，是\*\*一个不包含重复元素的集合。 \| \| 4 \| SortedSet 继承于Set保存有序的集合。 \| \| 5 \| Map 将唯一的键映射到值。 \| \| 6 \| Map.Entry 描述在一个Map中的一个元素（键/值对）。是一个Map的内部类。 \| \| 7 \| SortedMap 继承于Map，使Key保持在升序排列。 \| \| 8 \| Enumeration 这是一个传统的接口和定义的方法，通过它可以枚举（一次获得一个）对象集合中的元素。这个传统接口已被迭代器取代。 \| ------ ## 集合类 Java 提供了一套实现了 Collection 接口的标准集合类。其中一些是具体类，这些类可以直接拿来使用，而另外一些是抽象类，提供了接口的部分实现。 标准集合类汇总于下表： \| 序号 \| 类描述 \| \| :--- \| :----------------------------------------------------------- \| \| 1 \| \*\*AbstractCollection\*\* 实现了大部分的集合接口。 \| \| 2 \| \*\*AbstractList\*\* 继承于 AbstractCollection 并且实现了大部分List接口。 \| \| 3 \| \*\*AbstractSequentialList\*\* 继承于 AbstractList ，提供了对数据元素的链式访问而不是随机访问。 \| \| 4 \| LinkedList 继承于 AbstractSequentialList，实现了一个链表。 \| \| 5 \| ArrayList 通过继承 AbstractList，实现动态数组。 \| \| 6 \| \*\*AbstractSet\*\* 继承于 AbstractCollection 并且实现了大部分Set接口。 \| \| 7 \| HashSet 继承了 AbstractSet，并且使用一个哈希表。 \| \| 8 \| LinkedHashSet 具有可预知迭代顺序的 Set 接口的哈希表和链接列表实现。 \| \| 9 \| TreeSet 继承于AbstractSet，使用元素的自然顺序对元素进行排序. \| \| 10 \| \*\*AbstractMap\*\* 实现了大部分的 Map 接口。 \| \| 11 \| HashMap 继承了 HashMap，并且使用一个哈希表。 \| \| 12 \| TreeMap 继承了 AbstractMap，并且使用一颗树。 \| \| 13 \| WeakHashMap 继承 AbstractMap类，使用弱密钥的哈希表。 \| \| 14 \| LinkedHashMap 继承于 HashMap，使用元素的自然顺序对元素进行排序. \| \| 15 \| IdentityHashMap 继承 AbstractMap 类，比较文档时使用引用相等。 \| 在前面的教程中已经讨论通过 java.util 包中定义的类，如下所示： \| 序号 \| 类描述 \| \| :--- \| :----------------------------------------------------------- \| \| 1 \| Vector Vector 类实现了一个动态数组。和 ArrayList 和相似，但是两者是不同的。 \| \| 2 \| Stack 栈是 Vector 的一个子类，它实现了一个标准的后进先出的栈。 \| \| 3 \| Dictionary Dictionary 类是一个抽象类，用来存储键/值对，作用和 Map 类相似。 \| \| 4 \| Hashtable Hashtable 是原始的 java.util 的一部分， 是一个 Dictionary 具体的实现 。 \| \| 5 \| Properties Properties 继承于 Hashtable.表示一个持久的属性集.属性列表中每个键及其对应值都是一个字符串。 \| \| 6 \| BitSet 一个 Bitset 类创建一种特殊类型的数组来保存位值。BitSet 中数组大小会随需要增加。 \| 一个 Bitset 类创建一种特殊类型的数组来保存位值。BitSet 中数组大小会随需要增加。 ------ ## 集合算法 集合框架定义了几种算法，可用于集合和映射。这些算法被定义为集合类的静态方法。 在尝试比较不兼容的类型时，一些方法能够抛出 \`ClassCastException\`异常。当试图修改一个不可修改的集合时，抛出\`UnsupportedOperationException\`异常。 集合定义三个静态的变量：EMPTY_SET EMPTY_LIST，EMPTY_MAP 的。这些变量都不可改变。 \| 序号 \| 算法描述 \| \| :--- \| :----------------------------------------------------- \| \| 1 \| Collection Algorithms 这里是一个列表中的所有算法实现。 \| ------ ## 如何使用迭代器 通常情况下，你会希望遍历一个集合中的元素。例如，显示集合中的每个元素。 做到这一点最简单的方法是采用一个迭代器，它是一个对象，实现了 Iterator 接口或 ListIterator 接口。 迭代器，使你能够通过循环来得到或删除集合的元素。ListIterator 继承了 Iterator，以允许双向遍历列表和修改元素。 这里通过实例列出 Iterator 和 listIterator 接口提供的所有方法。