集合概览【集合容器知识回顾 ①】

集合是用于存储和操作一组对象的数据结构。Java 的集合框架提供了一组接口和类，用于处理各种类型的集合。集合框架的主要目标是提供一种通用的方式来管理对象，使我们能够更轻松地添加、删除、搜索和遍历元素。

集合框架的层次结构 😺

Java 的集合框架是由一组接口和类组成的，这些接口和类之间形成了一个层次结构。以下是集合框架的一些关键接口：

1. Collection 接口：Collection 接口是所有集合类的根接口，它定义了一组通用的方法，如添加、删除、遍历元素等。它有两个主要子接口：List 和 Set。
2. List 接口：List 接口表示有序的集合，允许重复的元素。它的一些常见实现类包括 ArrayList、LinkedList 和 Vector。
3. Set 接口：Set 接口表示不允许重复元素的集合。它的一些实现类包括 HashSet、LinkedHashSet 和 TreeSet。
4. Map 接口：Map 接口表示键值对的集合，每个键对应一个值。它的一些实现类包括 HashMap、LinkedHashMap 和 TreeMap。

常见的集合类 😸

常见的集合类以及它们的特点：

1. ArrayList：ArrayList 是一个动态数组，它可以根据需要自动增长或缩小。它适用于需要高效随机访问元素的情况。
2. LinkedList：LinkedList 是一个双向链表，它适用于需要频繁在集合中插入或删除元素的情况。它的插入和删除操作比 ArrayList 更快。
3. HashSet：HashSet 是一个无序的集合，不允许重复元素。它用哈希表实现，因此查找元素的速度非常快。
4. TreeSet：TreeSet 是一个有序的集合，不允许重复元素。它基于红黑树数据结构，元素按照自然顺序或自定义顺序进行排序。
5. HashMap：HashMap 是一个键值对集合，用于存储关联数据。它的查找速度非常快，可以通过键来访问值。
6. TreeMap：TreeMap 是一个有序的键值对集合，它基于红黑树数据结构，键按照自然顺序或自定义顺序进行排序。

如何学习集合框架？🤖

1. 了解集合框架的基本概念和分类。集合框架包括List、Set、Map等不同类型的集合，每种集合都有其特点和适用场景。
2. 学习集合框架的核心接口和类。例如Collection接口、List接口、Set接口、Map接口等，了解它们的功能和常用方法。
3. 学习集合框架的常用实现类。例如ArrayList、LinkedList、HashSet、TreeSet、HashMap、TreeMap等，了解它们的特点、性能和使用场景。
4. 学习如何操作集合框架中的元素。例如添加、删除、修改和遍历元素等操作，以及这些操作在各种实现类中的表现和性能特点。

集合的泛型 😀

Java集合框架引入了泛型（Generics）以增加类型安全性。通过使用泛型，你可以在编译时强制执行类型检查，防止在运行时出现类型错误。

集合的基本操作 👻

集合的常见操作，无非就是添加，删除，获取，修改元素，以及判断是否存在某元素和遍历元素。

• 添加元素：使用 add() 方法向集合中添加元素。
• 删除元素：使用 remove() 方法删除集合中的元素。
• 获取元素：使用 get() 方法获取集合中的元素。
• 检查是否包含元素：使用 contains() 方法检查集合是否包含特定元素。
• 遍历元素：使用循环或迭代器遍历集合中的元素。

以下，我列举几个常用的集合类，并对其进行基本的操作

1. ArrayList

List<String> list = new ArrayList<>();
// 1.添加元素
list.add("列表1");
list.add(0,"列表2");
list.add("列表3");
list.add("列表4");
list.add("列表5");
// 2.删除元素
list.remove("列表2");
list.remove(0);
// 3.获取元素
list.get(2);
// 4.判断是否含有某个元素
list.contains("列表5");
// 5.遍历输出------>推荐使用foreach
for (String s :list) {
   
    System.out.println(s);
}

1. LinkedeList

List<String> list = new LinkedList<>();
// 1.添加元素
list.add("link1");
list.add("link2");
list.add(1,"link3");
list.add("link4");
list.add("link5");
// 2.删除元素
list.remove(1);
list.remove("link1");
// 3.获取元素
list.get(1);
// 4.判断是否含有某个元素
list.contains("link5");
// 5.遍历输出------>推荐使用foreach
for (String s :list) {
   
    System.out.println(s);
}

1. HashSet

Set<String> set = new HashSet<>();  // set 集合自动去重
// 1.添加元素
set.add("set1");
set.add("set1");
set.add("set1");
set.add("set2");
set.add("set3");
set.add("set4");
set.add("set4");
set.add("set5");
// 2.删除元素
set.remove("set1");
// 3.获取元素
// 没有提供具体的方法
// 4.判断是否含有某个元素
set.contains("set3");
// 5.遍历输出------>推荐使用foreach
for (String s:set) {
   
    System.out.println(s);
}

1. HashMap

Map<String,Integer> map = new HashMap<>();
// 1.添加元素
map.put("张三",21);
map.put("张三",23);
map.put("李四",17);
map.put("王五",18);
map.put("赵六",19);
map.put("侯七",21);
// 2.删除元素
map.remove("张三");
// 3.获取元素
map.get("张三");
// 4.判断是否含有某个元素
map.containsKey(11);
map.containsValue("张三");
// 5.遍历输出 
for (String mapV :map.keySet()) {
   
    System.out.println(mapV + "=====>" +map.get(mapV));
}

HashMap只会维护一个key->value，重复的key会覆盖掉前面的key的Value值。

常用的集合操作 🤠

1. 集合的复制（通过构造器进行拷贝）

List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("robin");
list.add("robindebug");
list.add("blog");

List<String> listCopy = new ArrayList<>(list);
System.out.println(listCopy);

1. 集合的合并

List<String> list1 = new ArrayList<>();
list1.add("张三");
list1.add("李四");

List<String> list2 = new ArrayList<>();
list2.add("张晓明");
list2.add("王晓五");

// list1 合并 list2
list1.addAll(list2);
System.out.println(list1);

1. 集合的过滤（结合Stream流好玩儿的很👻）

List<String> list1 = new ArrayList<>();
list1.add("张三");
list1.add("李四");
list1.add("张晓明");
list1.add("王晓五");

// 使用Stream流过滤出想要的数据
List<String> collect = list1.stream()
                .filter(s -> s.startsWith("张"))
                .collect(Collectors.toList());
System.out.println(collect); // [张三, 张晓明]

Stream 流的使用，可以参考我之前写的博客 Stream流的简单使用

1. 集合的排序

如果需要对集合进行排序，可以使用 Collections.sort() 方法（对于列表）或者 TreeSet（对于集合）

List<String> list1 = new ArrayList<>();
list1.add("张三");
list1.add("李四");
list1.add("张晓明");
list1.add("王晓五");

// 对列表进行排序
Collections.sort(list1);// [张三, 张晓明, 李四, 王晓五]

// 对集合进行排序
TreeSet<String> sortedList = new TreeSet<>(list1);
System.out.println(sortedList); // [张三, 张晓明, 李四, 王晓五]

1. 集合的工具类

Java 提供了一些集合操作的工具类，如 Collections 类。这些工具类包含了一些有用的方法，用于对集合进行操作，如查找最大值、最小值、反转集合等。

ArrayList<Integer> numbers = new ArrayList<>();
numbers.add(3);
numbers.add(1);
numbers.add(2);

// 查找最大值
int max = Collections.max(numbers); // 返回 3

// 反转集合
Collections.reverse(numbers); // 现在 numbers 为 [2, 1, 3]

1. 使用集合初始化器

List<String> fruits = List.of("苹果", "香蕉", "橙子");
Set<Integer> numbers = Set.of(1, 2, 3, 4, 5);

集合的注意事项 📄

在使用集合时，有一些需要注意的事项：

1. 选择适当的集合类型：根据你的需求选择适当的集合类型。如果需要有序集合，可以选择 ArrayList 或 TreeSet。如果需要去重的集合，可以选择 HashSet。
2. 注意线程安全性：Java 集合框架中的大多数类不是线程安全的。如果在多个线程中同时修改集合，可能会导致并发问题。在多线程环境下，可以考虑使用线程安全的集合类，如 ConcurrentHashMap。
3. 避免使用原始类型：尽量避免使用原始类型（如 ArrayList、HashSet）来存储对象，而应使用泛型版本以获得类型安全性。
4. 了解性能特性：不同的集合类型具有不同的性能特性。在选择集合类型时，要考虑插入、删除、查找等操作的性能需求。
5. 集合的迭代器：在使用迭代器遍历集合时，不要在循环中修改集合，否则可能引发 ConcurrentModificationException 异常。
6. 注意空指针异常：在使用集合之前，要确保集合本身不为空，否则可能引发空指针异常。