Java集合详解

在编程时，可以使用数组来保存多个对象，但数组长度不可变化，一旦在初始化数组时指定了数组长度，这个数组长度就是不可变的。如果需要保存数量变化的数据，数组就有点无能为力了。而且数组无法保存具有映射关系的数据，如成绩表为语文——79，数学——80，这种数据看上去像两个数组，但这两个数组的元素之间有一定的关联关系。

为了保存数量不确定的数据，以及保存具有映射关系的数据（也被称为关联数组），Java 提供了集合类。集合类主要负责保存、盛装其他数据，因此集合类也被称为容器类。Java 所有的集合类都位于 java.util 包下，提供了一个表示和操作对象集合的统一构架，包含大量集合接口，以及这些接口的实现类和操作它们的算法。

集合类和数组不一样，数组元素既可以是基本类型的值，也可以是对象（实际上保存的是对象的引用变量），而集合里只能保存对象（实际上只是保存对象的引用变量，但通常习惯上认为集合里保存的是对象）。

Java 集合类型分为 Collection 和 Map，它们是 Java 集合的根接口，这两个接口又包含了一些子接口或实现类。图 1 和图 2 分别为 Collection 和 Map 的子接口及其实现类。
在 图 1 和图 2 中，黄色块为集合的接口，蓝色块为集合的实现类。表 1 介绍了这些接口的作用。

表 1 Java集合接口的作用

接口名称	作    用
Iterator 接口	集合的输出接口，主要用于遍历输出（即迭代访问）Collection 集合中的元素，Iterator 对象被称之为迭代器。迭代器接口是集合接口的父接口，实现类实现 Collection 时就必须实现 Iterator 接口。
Collection 接口	是 List、Set 和 Queue 的父接口，是存放一组单值的最大接口。所谓的单值是指集合中的每个元素都是一个对象。一般很少直接使用此接口直接操作。
Queue 接口	Queue 是 Java 提供的队列实现，有点类似于 List。
Dueue 接口	是 Queue 的一个子接口，为双向队列。
List 接口	是最常用的接口。是有序集合，允许有相同的元素。使用 List 能够精确地控制每个元素插入的位置，用户能够使用索引（元素在 List 中的位置，类似于数组下标）来访问 List 中的元素，与数组类似。
Set 接口	不能包含重复的元素。
Map 接口	是存放一对值的最大接口，即接口中的每个元素都是一对，以 key➡value 的形式保存。

对于 Set、List、Queue 和 Map 这 4 种集合，Java 最常用的实现类分别是 HashSet、TreeSet、ArrayList、ArrayDueue、LinkedList 和 HashMap、TreeMap 等。表 2 介绍了集合中这些常用的实现类。

表 2 Java集合实现类的作用

类名称	作用
HashSet	为优化査询速度而设计的 Set。它是基于 HashMap 实现的，HashSet 底层使用 HashMap 来保存所有元素，实现比较简单
TreeSet	实现了 Set 接口，是一个有序的 Set，这样就能从 Set 里面提取一个有序序列
ArrayList	一个用数组实现的 List，能进行快速的随机访问，效率高而且实现了可变大小的数组
ArrayDueue	是一个基于数组实现的双端队列，按“先进先出”的方式操作集合元素
LinkedList	对顺序访问进行了优化，但随机访问的速度相对较慢。此外它还有 addFirst()、addLast()、getFirst()、getLast()、removeFirst() 和 removeLast() 等方法，能把它当成栈（Stack）或队列（Queue）来用
HsahMap	按哈希算法来存取键对象
TreeMap	可以对键对象进行排序