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Java集合详解（超详细）

article 2025/8/26 6:38:32

Java集合详解（超详细）

一、集合框架的概述
二、Collection接口
- （一）Collection接口常用方法
- （二）Iterator迭代器接口
- （三）JDK 5.0新特性–增强for循环：(foreach循环)
三、Collection子接口：List接口
- （一）List接口概述
- （二）List接口常用方法
- （三）实现类之一：ArrayList
- （四）实现类之一：LinkedList
- （五）实现类之一：Vector
四、Collection子接口：Set接口
- （一）概述
- （二）Set接口常用方法
- （三）实现类之一：HashSet
- （四）实现类之一：LinkedHashSet
- （五）实现类之一：TreeSet
五、Map接口
- （一）概述
- （二）Map接口常用方法
- （三）实现类之一：HashMap
- （四）实现类之一：LinkedHashMap
- （五）实现类之一：TreeMap
- （六）使用Properties读取配置文件
六、Collections工具类的使用
七、面试题

一、集合框架的概述

集合与数组存储数据概述：

集合、数组都是对多个数据进行存储操作的结构，简称Java容器。说明：此时的存储，主要指的是内存层面的存储，不涉及到持久化的存储（.txt,.jpg,.avi，数据库中)

数组存储的特点：

一旦初始化以后，其长度就确定了。
数组一旦定义好，其元素的类型也就确定了。我们也就只能操作指定类型的数据了。

数组存储的弊端：

1.一旦初始化以后，其长度就不可修改。
2.数组中提供的方法非常限，对于添加、删除、插入数据等操作，非常不便，同时效率不高。
3.获取数组中实际元素的个数的需求，数组没有现成的属性或方法可用
4.数组存储数据的特点：有序、可重复。对于无序、不可重复的需求，不能满足。

集合的框架结构

Java集合可分为Collection和Map两种体系

Collection接口：单列数据，定义了存取一组对象的方法的集合。Collection接口下还有个Queue接口、Set接口、List接口
List：元素有序、可重复的集合
Set：元素无序、不可重复的集
Map接口：双列数据，保存具有映射关系“key-value对”的集合

其中：

Set下有HashSet，LinkedHashSet，TreeSet
List下有ArrayList，Vector，LinkedList
Map下有Hashtable，LinkedHashMap，HashMap，TreeMap

|----Collection接口：单列集合，用来存储一个一个的对象|----List接口：存储有序的、可重复的数据。  -->“动态”数组|----ArrayList：作为List接口的主要实现类，线程不安全的，效率高;底层采用Object[] elementData数组存储|----LinkedList：对于频繁的插入删除操作，使用此类效率比ArrayList效率高底层采用双向链表存储|----Vector：作为List的古老实现类，线程安全的，效率低;底层采用Object[]数组存储|----Set接口：存储无序的、不可重复的数据   -->数学概念上的“集合”|----HashSet：作为Set接口主要实现类;线程不安全;可以存null值|----LinkedHashSet：作为HashSet的子类;遍历其内部数据时，可以按照添加顺序遍历;对于频繁的遍历操作，LinkedHashSet效率高于HashSet.|----TreeSet：可以按照添加对象的指定属性，进行排序。|----Map:双列数据，存储key-value对的数据   ---类似于高中的函数：y = f(x)|----HashMap:作为Map的主要实现类；线程不安全的，效率高；存储null的key和value|----LinkedHashMap:保证在遍历map元素时，可以照添加的顺序实现遍历。原因：在原的HashMap底层结构基础上，添加了一对指针，指向前一个和后一个元素。对于频繁的遍历操作，此类执行效率高于HashMap。|----TreeMap:保证照添加的key-value对进行排序，实现排序遍历。此时考虑key的自然排序或定制排序，底层使用红黑树|----Hashtable:作为古老的实现类；线程安全的，效率低；不能存储null的key和value|----Properties:常用来处理配置文件。key和value都是String类型

二、Collection接口

Collection接口是List、Set和Queue接口的父接口，该接口里定义的方法既可用于操作Set集合，也可用于操作List和 Queue集合。
JDK不提供此接口的任何直接实现，而是提供更具体的子接口（如：Set和List）实现。
在JDK 5.0之前，Java集合会丢失容器中所有对象的数据类型，把所有对象都当成 Object类型处理；从JDK 5.0增加了泛型以后，Java集合可以记住容器中对象的数据类型。

（一）Collection接口常用方法

添加
add(Object obj)
addAll(Collection coll)
获取有效元素个数
int size()
清空集合
void clear()
是否为空集合
boolean isEmpty()
是否包含某个元素
boolean contains(Object obj):是通过元素的equals方法来判断是否是同一个对象
boolean containsAll(Collection c):也是调用元素的equals方法来比较的。用两个两个集合的元素逐一比较
删除
boolean remove(Object obj):通过元素的equals方法判断是否是要删除的那个元素。只会删除找到的第一个元素
boolean removeAll(Collection coll):取当前集合的差集
取两个集合的交集
boolean retainAll(Collection c):把交集的结果存在当前的集合中，不影响c
集合是否相等
boolean equals(Object obj)
转换成对象数组
Object [] toArray()
获取集合对象的哈希值
hashCode()
遍历
iterator()：返回迭代器对象，用于集合遍历

代码实例：

@Test
public void test01(){//1.add(Object e):将元素e添加到集合coll中Collection coll = new ArrayList();coll.add(123);//自动装箱coll.add(new Date());Collection coll1 = new ArrayList();coll1.add("CC");//addAll(Collection coll1)：将coll1集合中的元素添加到当前的集合中coll.addAll(coll1);//2.size()：获取添加的元素的个数System.out.println(coll.size());//3//调用collection1中的toString()方法输出System.out.println(coll);//[123, Sun Jan 31 14:37:52 CST 2021, CC]//3.clear()：清空集合元素coll.clear();//4.isEmpty()：判断当前集合是否为空System.out.println(coll.isEmpty());//true
}
@Test
public void Test02(){Collection coll = new ArrayList();coll.add(123);coll.add(new String("Tom"));coll.add(new Person("Jerry",20));//5.contains(Object obj)：判断当前集合中是否包含obj//判断时需要调用obj对象所在类的equals()方法System.out.println(coll.contains(new String("Tom")));//trueSystem.out.println(coll.contains(new Person("Jerry",20)));//false，重写Person类的equals()后为true//containsAll(Collection coll1):判断形参coll1中的所有元素是否都存在于当前集合中。Collection coll1 = Arrays.asList(1234,new String("Tom"));System.out.println(coll.containsAll(coll1));//true//6.remove(Object obj):从当前集合中移除obj元素。移除成功返回true，否则返回falseSystem.out.println(coll.remove(123));//trueSystem.out.println(coll);//[Tom, Person{name='Jerry', age=20}]//removeAll(Collection coll1):从当前集合中移除coll1中所有的元素。（差集）coll.removeAll(coll1);System.out.println(coll);//[Person{name='Jerry', age=20}]Collection a = new ArrayList();a.add(123);a.add(456);a.add(new Person("Jerry",20));a.add(new String("Tom"));a.add(false);//7.retainAll(Collection coll1):交集：获取当前集合和coll1集合的交集，并返回给当前集合Collection b = Arrays.asList(123,456,789);System.out.println(a.retainAll(b));//trueSystem.out.println(a);//[123, 456]
}@Test
public void Test03(){Collection a = new ArrayList();a.add(456);a.add(new Person("Jerry",20));a.add(new String("Tom"));//8.equals(Object obj):要想返回true，需要当前集合和形参集合的元素都相同。Collection b = new ArrayList();b.add(456);b.add(new Person("Jerry",20));b.add(new String("Tom"));System.out.println(a.equals(b));//true//9.hashCode():返回当前对象的哈希值System.out.println(a.hashCode());//1350934216//10.集合 --->数组：toArray()Object[] arr = a.toArray();//拓展：数组 --->集合:调用Arrays类的静态方法asList()List<Object> objects = Arrays.asList(arr);System.out.println(objects);//注意两个的区别List<int[]> ints = Arrays.asList(new int[]{123, 456});System.out.println(ints.size());//1，集合将其识别为一个元素List<Integer> integers = Arrays.asList(new Integer[]{123, 456});System.out.println(integers.size());//2//11.iterator():返回Iterator接口的实例，用于遍历集合元素。
}

注意：

使用Collection集合存储对象，要求对象所属的类满足：
向Collection接口的实现类的对象中添加数据obj时，要求obj所在类要重写equals()。

（二）Iterator迭代器接口

概述

Iterator对象称为迭代器(设计模式的一种)，主要用于遍历 Collection 集合中的元素。
迭代器模式：提供一种方法访问一个容器(container)对象中各个元素，而又不需暴露该对象的内部细节。
Collection接口继承了java.lang.Iterable接口，该接口有一个iterator()方法，那么所
有实现了Collection接口的集合类都有一个iterator()方法，用以返回一个实现了Iterator接口的对象。
集合对象每次调用iterator()方法都得到一个全新的迭代器对象，默认游标都在集合的第一个元素之前。