Java13 集合知识点

一、集合概念

1. 定义：集合是一种工具/容器，用于存储数量不等的多个对象。

2. 位置：集合相关的接口和类位于java.util包中。

3. 学习要点：

◦ 集合接口的特点

◦ 集合接口中功能方法

◦ 集合接口对应的实现类

◦ 集合的遍历方式
二、Collection集合体系

1. 父接口：Collection接口

• 特点：存储任意类型Object对象。

• 核心方法：
方法声明 功能说明
boolean add(Object o) 将o对象添加到集合中【开发重点】
boolean contains(Object o) 判断集合中是否包含o元素，包含返回true，否则false
boolean remove(Object o) 将o对象从当前集合中移除、删除
int size() 获取集合中有效元素的个数

• 实现类：无直接实现类，详见子接口。

• 遍历：详见子接口。
2. 子接口：List接口

• 特点：存储任意类型Object对象，有序、有下标、元素允许重复【基础重点】

◦ 下标范围：0 ~ size()-1（有效元素个数-1）

• 核心方法（继承Collection，新增以下方法）：
方法声明 功能说明
boolean add(Object o) 将元素存储到List集合，默认存储在集合的尾部【重点】
add(int index, Object o) 将指定的元素插入到集合对应的下标位置
Object get(int index) 返回指定下标对应集合元素
Object remove(int index) 删除指定下标对应的元素，返回值代表被删除的对象
Object set(int index, Object o) 修改指定下标对应元素为o对象，返回被修改之前的元素

• 实现类对比：
实现类 底层结构 特点 线程安全 效率
ArrayList 数组 查询效率高，增删效率低 不安全 高（JDK2.0）
Vector 数组 查询效率高，增删效率低 安全（JDK1.0） 低
LinkedList 链表 查询效率低，增删效率高 不安全 高

面试题：ArrayList和LinkedList的区别？
答：底层结构不同，ArrayList基于数组实现，查询快、增删慢；LinkedList基于链表实现，查询慢、增删快；二者均为线程不安全，ArrayList在随机访问场景更优，LinkedList在频繁增删场景更优。
• 遍历方式：

1. 下标遍历：通过下标i + get()方法访问元素
for(int i=0;i<集合名.size();i++){
Object element = 集合名.get(i);
}
2. forEach遍历【开发应用重点】
for(数据类型 变量名 : 要遍历的集合名){
// 直接操作变量名即可
}
3. 迭代器遍历（forEach底层原理）
Iterator it = 集合名.iterator();
while(it.hasNext()){
Object element = it.next();
}
◦ 核心方法：hasNext()（判断是否有下一个元素）、next()（获取下一个元素）
3. 泛型

• 泛型集合：安全的集合，强制约束集合的元素类型一致【重点】
List<数据类型> 集合名 = new ArrayList<数据类型>();
• 泛型类：

◦ 语法：class 类名<泛型标识1,泛型标识2>{ // 将泛型标识作为数据类型应用 }

◦ 常用标识：K/V/E/T

◦ 应用：创建对象时需指定泛型数据类型，前后类型需一致

◦ 注意：基本数据类型不能作为泛型，需使用对应包装类；未指定时默认Object类型；多个泛型标识需全部指定或全部不指定。
4. 集合工具类：Collections

• 定义：用于操作集合元素的工具类，提供大量静态方法（排序、倒置、随机等）

• 常用方法：
方法声明 功能说明
static void reverse(List list) 将集合中元素进行倒置
static void shuffle(List list) 对集合中元素进行随机打乱
static void sort(List list) 对集合中元素进行排序

• 排序规则：

1. 内置比较器（java.lang.Comparable接口）：

◦ 需实现compareTo(T t)方法，定义排序规则（当前对象this与t比较）

◦ 示例代码：
public class Student implements Comparable<Student>{
private String name;
private Integer age;
private Double score;
// 构造方法、getter/setter、toString()
@Override
public int compareTo(Student o) {
// 先按年龄升序，再按成绩降序，最后按姓名升序
if(this.age > o.age) return 1;
else if(this.age < o.age) return -1;
else {
if(this.score > o.score) return -1;
else if(this.score < o.score) return 1;
else return this.name.compareTo(o.name);
}
}
}
2. 外置比较器（java.util.Comparator接口）：

◦ 无需修改实体类，通过匿名内部类实现compare(T o1, T o2)方法

◦ 示例代码：
Collections.sort(list, new Comparator<Worker>(){
@Override
public int compare(Worker w1, Worker w2) {
// 按年龄升序
if(w1.getAge() > w2.getAge()) return 1;
else if(w1.getAge() < w2.getAge()) return -1;
else return 0;
}
});
• 面试题：Collection和Collections的区别？

◦ Collection：是Java集合体系的父接口，包含List、Set等子接口，定义了集合的通用方法。

◦ Collections：是操作集合的工具类，提供大量静态方法（排序、倒置等）。
5. 子接口：Set接口

• 特点：存储多个任意类型的对象，无序、无下标、元素不允许重复

• 方法：继承Collection接口中的方法

• 实现类：HashSet【开发+面试重点】

◦ 自定义对象存储去重原理：需重写hashCode()和equals()方法

1. hashCode()：保证相同内容的对象返回相同哈希码，不同内容尽量返回不同哈希码（通常拼接所有属性的哈希值）

2. equals()：保证相同内容的对象返回true，拒绝重复添加

◦ 去重流程：存储时先调用hashCode()获取哈希值，若对应位置无元素则直接存储；若有元素则调用equals()比较内容，相同则拒绝添加，不同则添加。

• 其他Set实现类：

◦ SortedSet：Set的子接口，可对元素排序，实现类TreeSet（需实现Comparable接口）

◦ LinkedHashSet：HashSet的子类，按添加顺序存储元素，同时保证不重复（需重写hashCode()和equals()）
三、Map集合体系

1. Map集合的特点【基础重点】

• 存储任意的键值对（key-value），一个集合元素是一个键值对

• 键：无序、无下标、不允许重复（唯一）

• 值：无序、无下标、允许重复
2. Map集合中的方法
方法声明 功能说明
V put(K key,V value) 添加键值对，键不存在则直接添加并返回null；键存在则覆盖旧值，返回被覆盖的值【开发重点】
V remove(K key) 根据键删除对应的键值对，返回被删除的值
V get(K key) 根据键返回对应的值【重点】
boolean containsKey(K key) 判断是否包含指定键，包含返回true
boolean containsValue(V value) 判断是否包含指定值，包含返回true
int size() 获取Map中键值对的个数

3. 实现类对比
实现类 特点 线程安全 null支持 效率
HashMap 基于哈希表实现，键不重复 不安全（JDK1.2） 允许null作为key/value 高
Hashtable 早期哈希表实现 安全（JDK1.0） 不允许null作为key/value 低
Properties Hashtable子类，键值均为String类型，常用于读取配置文件 - - -
SortedMap Map子接口，可对键自动排序，实现类TreeMap - - -
LinkedHashMap HashMap子类，按添加顺序存储键值对 - - -

面试题：HashMap和Hashtable的区别？
答：HashMap线程不安全、效率高，允许null键值；Hashtable线程安全、效率低，不允许null键值；二者底层均为哈希表实现，HashMap是后续优化版本，更推荐使用。
4. Map集合的遍历方式

1. 键遍历（keySet()）：获取所有键，再通过get()获取值【开发应用重点】
Set<K> ks = map.keySet();
for(K key : ks){
V value = map.get(key);
}
2. 值遍历（values()）：仅获取所有值
Collection<V> vs = map.values();
for(V value : vs){
// 直接操作value
}
3. 键值对遍历（entrySet()）：获取所有键值对（Map.Entry）
Set<Map.Entry<K,V>> kvs = map.entrySet();
for(Map.Entry<K,V> kv : kvs){
K key = kv.getKey();
V value = kv.getValue();
}
集合体系结构图

Collection体系
Interface Collection
├─ Interface List
│ ├─ Class ArrayList
│ ├─ Class LinkedList
│ └─ Class Vector
└─ Interface Set
├─ Class HashSet
└─ Interface SortedSet
└─ Class TreeSet
Map体系
Interface Map
├─ Class HashMap
└─ Interface SortedMap
└─ Class TreeMap