持有对象（集合）

1、基本概念

• java容器类类库的用途是“保存对象”，并将其划分为两个不同的概念：

         Collection：一个独立元素的序列，这些元素服从一条或多条规则。List必须按照插入顺序保存元素，而Set不能有重复元素。Queue按照排队规则来确定对象产生的顺序（通常与被插入的顺序相同）。

         Map：一组成对的“键值对”对象，允许你使用键查找值。

• Collection接口概括了序列的概念——一种存放一组对象的方式。所有的Collection都可以用foreach语法遍历。

2、添加一组元素

• java.util包中Arrays和Collections类中都有很多实用方法。Arrays.asList()方法接受一个数组或是一个用逗号分隔的元素列表（使用可变参数），并将其转换为一个List对象。Collections.addAll()方法接受一个Collection对象，以及一个数组或是一个用逗号分隔的列表，将元素添加到Collection中。

• Collection.addAll()成员方法只能接受另一个Collection对象作为参数，因此它不如Arrays.asList()或Collections.addAll()灵活，这两个方法使用的都是可变参数列表。

• 直接使用Arrays.asList()的输出当作List，在这种情况下，其底层表示的是数组，因此不能调整大小。如果你试图用add()或delete()方法在这种列表中添加或删除元素，运行时会报错。

• Arrays.asList()中间可以插入一条“线索（参数类型）”，以告诉编译器对于有Arrays.asList()产生的List类型，这称为显式类型参数说明。

3、容器的打印

• java容器类库中有两种主要类型，区别在于容器中每个“槽”保存的元素个数。Collection在每个槽中只能保存一个元素，此类容器包括：List，它以特定的顺序（插入顺序）保存一组元素；Set，元素不能重复；Queue，允许在容器的一端插入元素，并从另一端移除元素。Map在每个槽内保存了两个对象，即键和与之相关联的值。

• Collection打印出来的内容用方括号括住，每个元素用逗号分隔。Map则用大括号括住，键与值由等号联系。

• ArrayList和LinkedList都是List类型。

• HashSet、TreeSet和LinkedHashSet都是Set类型，每个相同的项只保存一次，不同的Set实现存储元素的方式不同。HashSet使用的是相当复杂的方式来存储，是最快的获取元素方式，存储顺序貌似并无实际意义。存储顺序重要，可以使用TreeSet，它按照比较结果的升序保存对象；或者使用LinkedHashSet，它按照被添加顺序保存对象。

• HashMap、TreeMap和LinkedHashMap都是Map类型，对于每个键，Map只接受存储一个值。与HashSet一样，HashMap也提供了最快查找技术，也没按照任何明显的顺序来保存元素。TreeMap按照比较结果的升序保存键，而LinkedHashMap则按照插入顺序保存键，同时还保留了HashMap的查询速度。

4、List

• List接口在Collection的基础上添加了大量的方法，使得可以在List中间插入或移除元素。

• 两种类型的List：

         基本的ArrayList，它长于随机访问元素，但在List中间插入和移除元素时较慢。

         LinkedList，它用较低代价完成在List中间进行插入和删除操作，提供了优化的顺序访问。LinkedList在随机访问方面相对较慢，但它的特性集较ArrayList更大。

• 常用方法：

         contains(Object obj)：用来确定某个对象是否在列表中。

         remove(Object obj)：移除一个对象。

         indexOf(Object obj)：返回该对象在List中所处位置的索引编号。

         subList(int beginIndex,int endIndex)：从较大列表中创建出一个子列表。注：对所返回的子列表的修改会反映到初始列表中，反之亦然。

         containsAll(List<Object> list)：用来确定子列表是否在较大列表中。如果在，即使使用Collections.sort(List<？> list)或Collection.shuffle(List<？> list)改变子列表中元素的顺序，不会影响其结果。

         retainAll(List<?> list)：有效的交集操作，保留两个List中同时存在的元素。

               removeAll(List<?> list)：将从某个List中移除参数List中的所有元素。

               set(int index,Object obj)：在指定的索引处（第一个参数），用第二个参数替换这个位置的元素。

               addAll(List<?> list)：重载的Collection接口中的方法，可以从中间插入（Collection中的addAll()方法是追加到列表尾）。

               clear()：移除列表中的所有元素。

               isEmpty()：判断列表是否为空。

               toArray()：将任意的Collection转换为一个数组。

5、迭代器

• java的Iterator只能单向移动，这个Iterator只能用来：

        使用方法iterator()要求容器返回一个Iterator。Iterator将准备好返回序列的第一个元素。

        使用next()获得序列中的下一个元素。

              使用hasNext()检查序列中是否还有元素。

              使用remove()将迭代器新近返回的元素删除。

• 只是向前遍历List，并不打算修改List对象本身，foreach语法显得更加简洁。

• Iterator移除由next()产生的最后一个元素，意味着在调用remove()之前必须先调用next()。

• 迭代器统一了对容器的访问方式。

• ListIterator是一个更加强大的Iterator的子类型，只能用于各种List类的访问。通过调用listIterator()方法产生一个指向List开始处的ListIterator，并且还可以通过调用listIterator(int n)方法创建一个一开始指向列表索引为n的元素处的ListIterator。

• ListIterator和Iterator的区别：
  

       ‍ListIterator有add()方法，可以向List中添加对象，而Iterator不能 
       ListIterator和Iterator都有hasNext()和next()方法，可以实现顺序向后遍历，但是ListIterator有hasPrevious()和previous()方法，可以实现逆向（顺序向前）遍历。Iterator就不可以。 
       ListIterator可以定位当前的索引位置，nextIndex()和previousIndex()可以实现。Iterator没有此功能。 
      都可实现删除对象，但是ListIterator可以实现对象的修改，set()方法可以实现。Iterator仅能遍历，不能修改。

6、LinkedList 

• LinkedList添加了可以使其用作栈（Stack）、队列（Queue）或双端队列的方法：

        getFirst()和element()完全一样，都返回列表头（第一个元素），而并不移除它，如果List为空，则抛出NoSuchElementException异常。peek()方法与这两方法稍有差异，列表为空时返回null。

              removeFirst()和remove()也是完全一样的，它们移除并返回列表的头，而在列表为空时抛出NoSuchElementException。poll()稍有差异，它在列表为空时返回null。

              addFirst()在列表的开始位置插入一个元素。

              offer()、add()、addLast() 相同，它们都将某个元素插入到列表的尾端。   

              removeLast()移除并返回列表的最后一个元素。 

• 在LinkedList的基础上添加offer()、element()、peek() 、poll()和remove()方法，使其成为一个Queue实现。

7、Stack

• 栈通常是指“后进先出”的容器。

• LinkedList具有能够直接实现栈的所有功能方法，因此可以直接将LinkedList作为栈使用。
  

         注：peek()方法将提供栈顶元素，但是并不将其从栈顶移除，而pop()将移除并返回栈顶元素。

8、Set

• Set不保存重复的元素。Set具有与Collection完全一样的接口，没有添加任何额外的功能，实际上Set就是Collection，只是行为不同。

• Set的实现具有不同的元素存储方式。TreeSet将元素存储在红-黑树的数据结构中，而HashSet使用的是散列函数。LinkedHashSet因为查询速度的原因也使用了散列，但看来它使用了链表来维护元素的插入顺序。

9、Map

• containsKey()和containsValue()，查看Map是否包含某个键或某个值。

• keySet()方法返回Map中所有键组成的Set。

10、Queue

• 队列是一个典型的先进先出（FIFO）的容器。LinkedList提供了方法以支持队列的行为，并且它实现了Queue接口，因此LinkedList可以看作Queue的一种实现。

• 与Queue相关的方法提供了完整而独立的功能，即，对于Queue所继承的Collection，再不需要使用它任何方法的情况下，就可以拥有一个可用的Queue。

• PriorityQueue（优先级队列），声明下一个弹出的元素是最需要的元素（具有最高优先级）。在PriorityQueue上调用offer()方法来插入一个对象时，这个对象会在队列中被排序，默认的排序将使用对象在队列中的自然顺序，也可以通过自己提供Comparator来修改这个顺序。

• Collection.reverseOrder()产生反序的Comparator。

11、Collection和Iterator

• Collection接口和Iterator都可以与底层特定容器实现解耦。当一个类是实现了Collection的类时，可以使用foreach结构，从而使代码更清晰。但是实现一个不是Collection的外部类时，让它去实现Collection接口麻烦，使用Iterator更方便。

12、foreach与迭代器

• foreach语法主要用于数组，但也可以应用于任何Collection对象（你创建的任何实现Iterable的类，都可以将它用于foreach语句中）。

• Arrays.asList()产生的List对象会使用底层数组作为其物理实现。只要你执行的操作会修改这个List，并且你不想原来的数组被修改，那么就应该在另一个容器中创建一个副本。

13、总结

• Vector：
  　　用ArrayList代替Vector。Vector是线程安全的，而有的时候我们确实希望在多线程的情况下使用列表，那么这个时候我们可以利用Collections这个类当中为我们提供的synchronizedList(List list)，它可以返回一个线程安全的同步的列表，还提供了返回同步的Collections。 

  Hashtable：
  　　用HashMap代替Hashtable。Hashtable是线程安全的，而有的时候我们确实希望在多线程的情况下使用HashMap，那么这个时候我们可以利用Collections这个类当中为我们提供的synchronizedMap(Map<K,V> m)，它可以返回一个线程安全的同步的HashMap

  Stack：
  　　用LinkedList代替Stack。当初在设计Stack的时候就有一些潜在的问题，它是从Vector继承而来，对于一个栈来说，它只能是最后放进去的元素，要先出来，但是它继承自Vector，而Vector中有一个方法叫做elementAt(int index)，而不能说是通过这个索引index去任意的获得一个元素。结果它就有了这个奇怪的特性，提倡应该自己利用LinkedList去实现一个stack。

        其实只有四种容器：Map、List、Set和Queue，它们各有两到三个实现版本。常用的容器用黑色粗线框表示。点线框表示接口，实线框表示普通类。带有空心箭头的点线表示一个特定的类实现了一个接口，实心箭头表示某个类可以生成箭头所指向类的对象。