体系结构(将一般较多使用的划分出来)
1.为什么要需要Collection？
java是一种面向对象的语言，为了方便处理多个对象，把多个对象储存起来，需要一个容器-----集合。
2.数组和集合的区别？
- 长度： 数组的长度固定，集合的长度可变。
- 内容： 数组储存的同一类型的元素，集合可以储存不同的元素，但是我们通常不那样做。
- 元素的数据类型: 数组可以储存基本数据类型和引用类型，集合只能储存引用类型。
3.集合类简介
Java集合大致可以分为Set、List、Queue和Map四种体系，其中Set代表无序、不可重复的集合；List代表有序、重复的集合；而Map则代表具有映射关系的集合，Java 5 又增加了Queue体系集合，代表一种队列集合实现。 Java集合就像一种容器，可以把多个对象（实际上是对象的引用，但习惯上都称对象）“丢进”该容器中。从Java 5 增加了泛型以后，Java集合可以记住容器中对象的数据类型，使得编码更加简洁、健壮。
4.Collection接口
4.1简介：
collection接口是set，Queue，List的父接口
4.2使用Iterator遍历集合元素
Iterator接口是Collection的父接口，主要用于遍历Collection中的元素，其中定义了两个方法
public class IteratorExample {
public static void main(String[] args){
//创建集合，添加元素
Collection<Day> days = new ArrayList<Day>();
for(int i =0;i<10;i++){
Day day = new Day(i,i*60,i*3600);
days.add(day);
}
//获取days集合的迭代器
Iterator<Day> iterator = days.iterator();
while(iterator.hasNext()){//判断是否有下一个元素
Day next = iterator.next();//取出该元素
//逐个遍历，取得元素后进行后续操作
.....
}
}
}
注意： 使用Iterator对集合元素进行遍历时，Iterator并不是把集合元素本身传递给迭代变量，而是把集合元素的值传递给了迭代变量。
4.3ArrayList和Vector
ArrayList和Vector都是动态扩展的数组，如果开始的时候知道集合容纳元素的数量，可以指定initialCapacity的大小，这样可以提到性能。
**区别：**ArrayList线程不安全，Vector线程是安全的。Vector性能比ArrayList差。
Stack 是Vector的子类，先进后出，线程是安全的，但是性能较差，
- 使用迭代器遍历
Integer value = null;
Iterator iter = list.iterator();
while (iter.hasNext()) {
value = (Integer)iter.next();
}
- 随机访问通过索引值去访问
Integer value = null;
int size = list.size();
for (int i=0; i<size; i++) {
value = (Integer)list.get(i);
}
- for循环访问
Integer value = null;
for (Integer integ:list) {
value = integ;
}
4.4LinkedList
LinkedList是List是实现类，说明其可以通过索引来随机访问集合中的元素，除此之外，LinkedList还实现了Deque接口，还可以被当做双端队列来使用。 LinkedList与ArrayList完全不同，ArrayList以数组的形式来保存集合中的元素；而LinkedList内部以链表的形式保存集合的元素，因此随机访问的性能较差，但是插入和删除元素时的性能较出色。
##4.41LinkedList方法
void addFirst(E e):将指定元素插入此列表的开头。
void addLast(E e): 将指定元素添加到此列表的结尾。
E getFirst(E e): 返回此列表的第一个元素。
E getLast(E e): 返回此列表的最后一个元素。
boolean offerFirst(E e): 在此列表的开头插入指定的元素。
boolean offerLast(E e): 在此列表末尾插入指定的元素。
E peekFirst(E e): 获取但不移除此列表的第一个元素；如果此列表为空，则返回 null。
E peekLast(E e): 获取但不移除此列表的最后一个元素；如果此列表为空，则返回 null。
E pollFirst(E e): 获取并移除此列表的第一个元素；如果此列表为空，则返回 null。
E pollLast(E e): 获取并移除此列表的最后一个元素；如果此列表为空，则返回 null。
E removeFirst(E e): 移除并返回此列表的第一个元素。
boolean removeFirstOccurrence(Objcet o): 从此列表中移除第一次出现的指定元素（从头部到尾部遍历列表时）。
E removeLast(E e): 移除并返回此列表的最后一个元素。
boolean removeLastOccurrence(Objcet o): 从此列表中移除最后一次出现的指定元素（从头部到尾部遍历列表时）。
4.42遍历方法
1.通过迭代器遍历LinkedList 2通过快速随机访问遍历LinkedList 3.通过for循环遍历LinkedList 4.通过pollFirst()遍历LinkedList 5.通过pollLast()遍历LinkedList 6通过removeFirst()遍历LinkedList 7.通过removeLast()遍历LinkedList 实现都比较简单，就不贴代码了。
5.set集合
set集合和Collection集合基本相同，没有提供额外的方法，set不允许包含相同的元素，试图把两个相同的元素放到一个集合中，add()方法会返回false。
5.1HashSet
##5.11 HashSet的特点
- 不能保证元素的排列顺序，顺序可能与添加顺序不同，顺序也有可能发生变化
- HashSet不是同步的，如果多线程访问需要保证其同步
- 集合元素可以是null
- 判断两个元素是否相等，判断两个元素相等的标准是两个对象通过equals()方法比较相等，并且两个对象的hashCode()方法的返回值也相等。
equals()和hashCode()
equals() 比较两个对象是不是同一个对象
hashCode() 作用是获取哈希码，实践上是返回一个int整数，这个哈希码的作用是确定该对象在哈希表中的位置。Object类的默认的hashCode(),可以用来比较两个对象是否是同一个对象。 HashSet中元素的比较
- equals()返回false，hashCode()返回值不相等，HashSet会把他们保存在不同的位置。
- equals()返回true，hashCode()返回值不相等，，HashSet会把他们保存在不同的位置。
- equals()返回false，hashCode()返回值不相等，，HashSet会把他们保存在相同的位置。会在这个位置以链表结构保存多个对象，这是因为当向HashSet集合中存入一个元素时，HashSet会调用对象的hashCode()方法来得到对象的hashCode值，然后根据该hashCode值来决定该对象存储在HashSet中存储位置。
- 如果有两个元素通过equal()方法比较返回true，但它们的hashCode()方法返回true，HashSet将不予添加
5.2TreeSet
保证集合元素处于排序状态
5.21TreeSet的方法
comparator():返回对此 set 中的元素进行排序的比较器；如果此 set 使用其元素的自然顺序，则返回null。
first():返回此 set 中当前第一个（最低）元素。
last(): 返回此 set 中当前最后一个（最高）元素。
lower(E e):返回此 set 中严格小于给定元素的最大元素；如果不存在这样的元素，则返回 null。
higher(E e):返回此 set 中严格大于给定元素的最小元素；如果不存在这样的元素，则返回 null。
subSet(E fromElement, E toElement):返回此 set 的部分视图，其元素从 fromElement（包括）到 toElement（不包括）。
headSet(E toElement):返回此 set 的部分视图，其元素小于toElement。
tailSet(E fromElement):返回此 set 的部分视图，其元素大于等于 fromElement。
5.22TreeSet的排序方式
支持两种排序方式，自然排序（默认）;定制排序
5.23TreeSet判断集合元素相等
唯一标准，两个对象通过compareTo（Object obj），通过compareTo(Object obj)方法比较返回0，TreeSet则会认为它们相等，不予添加入集合内；否则就认为它们不相等，添加到集合内。
6.List集合
List集合代表了一个元素有序可重复的集合，集合的每个元素都有其索引，List集合允许使用重复的元素。默认按添加元素的顺序设置元素的索引。相比Collection接口的全部方法，List中添加了一些根据索引操作集合的方法。
void add(int index, Object element): //在列表的指定位置插入指定元素（可选操作）。
boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) : 将集合c 中的所有元素都插入到列表中的指定位置index处。
Object get(index):返回列表中指定位置的元素。
int indexOf(Object o): 返回此列表中第一次出现的指定元素的索引；如果此列表不包含该元素，则返回 -1。
int lastIndexOf(Object o):返回此列表中最后出现的指定元素的索引；如果列表不包含此元素，则返回 -1。
Object remove(int index); 移除列表中指定位置的元素。
Object set(int index, Object element):用指定元素替换列表中指定位置的元素。
List subList(int fromIndex, int toIndex): 返回列表中指定的 fromIndex（包括 ）和 toIndex（不包括）之间的所有集合元素组成的子集。
Object[] toArray(): 返回按适当顺序包含列表中的所有元素的数组（从第一个元素到最后一个元素）。
java8中还添加了两个默认方法
void replaceAll(UnaryOperator operator):根据operator指定的计算规则重新设置List集合的所有元素。
void sort(Comparator c):根据Comparator参数对List集合的元素排序。
7.Queue集合
Queue用户模拟队列这种数据结构，队列通常是指“先进先出”(FIFO，first-in-first-out)的容器。队列的头部是在队列中存放时间最长的元素，队列的尾部是保存在队列中存放时间最短的元素。新元素插入（offer）到队列的尾部，访问元素（poll）操作会返回队列头部的元素。通常，队列不允许随机访问队列中的元素。
8.Map集合
8.1简介
Map保存具有映射关系的数据，因此Map集合中保存着两组数，Key和Value都是可以支持任何数据类型的数据，Map中的key不允许重复，key和value存在一对一的对应关系。
8.2Map集合与Set和List的关系
- 和set集合的关系，把Map的所有Key放在一起，可以看成一个set集合
- 和List集合的关系，把Map的所有value放在一起看，可以看成一个List集合
8.3使用
public class MapTest {
public static void main(String[] args){
Day day1 = new Day(1, 2, 3);
Day day2 = new Day(2, 3, 4);
Map<String,Day> map = new HashMap<String,Day>();
//成对放入key-value对
map.put("第一个", day1);
map.put("第二个", day2);
//判断是否包含指定的key
System.out.println(map.containsKey("第一个"));
//判断是否包含指定的value
System.out.println(map.containsValue(day1));
//循环遍历
//1.获得Map中所有key组成的set集合
Set<String> keySet = map.keySet();
//2.使用foreach进行遍历
for (String key : keySet) {
//根据key获得指定的value
System.out.println(map.get(key));
}
//根据key来移除key-value对
map.remove("第一个");
System.out.println(map);
}
}
8.4 HashMap
HashMap是一个散列表，它存储的内容是键值对（Key-value)映射 **与Hashtable的比较：**HashMap比Hashtable的性能要好一些，但是线程不安全。 Hashtable不允许null作为key或value，但是HashMap可以使用null作为key或者value。
8.41判断相等的标准
key和hashset比较像，hashCode()返回结果一直，equals()返回true。 value equals()返回结果为true。
8.42HashMap的本质
HashMap的构造函数
// 默认构造函数。
HashMap()
// 指定“容量大小”的构造函数
HashMap(int capacity)
// 指定“容量大小”和“加载因子”的构造函数
HashMap(int capacity, float loadFactor)
// 包含“子Map”的构造函数
HashMap(Map<? extends K, ? extends V> map)
有两个重要的元素：容量（capacity）和加载因子（loadFactor），加载因子是在其容量自动增加之前可以达到多满的程度（通常默认为0.75）
Node类型 HashMap是通过“拉链法”实现的哈希表，它包括几个重要的成员变量：table，size，threshold，loadFactor size 是HashMap的大小，它是HashMap保存的键值对的数量。threshold是阈值，用于判断是否需要调整HashMap的容量，threshold的值=size*loadFactor，当存储的数据达到数量时，就将HashMap的容量加倍。
**数据存储方式：**综合了数组和链表的优点-----哈希表，有较快的查询速度和增删速度，通过hash(key)获得key的哈希值，如果hash值相等，则都存入该hash值对应的链表中，其内部是通过一个node数组来实现的，每一个数组元素代表一个链表，其共同点就是hash（key）相等
Node基本元素
static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
final int hash;
final K key;
V value;
// 指向下一个节点
Node<K,V> next;
//构造函数。
// 输入参数包括"哈希值(hash)", "键(key)", "值(value)", "下一节点(next)"
Node(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {
this.hash = hash;
this.key = key;
this.value = value;
this.next = next;
}
public final K getKey() { return key; }
public final V getValue() { return value; }
public final String toString() { return key + "=" + value; }
public final int hashCode() {
return Objects.hashCode(key) ^ Objects.hashCode(value);
}
public final V setValue(V newValue) {
V oldValue = value;
value = newValue;
return oldValue;
}
// 判断两个Node是否相等
// 若两个Node的“key”和“value”都相等，则返回true。
// 否则，返回false
public final boolean equals(Object o) {
if (o == this)
return true;
if (o instanceof Map.Entry) {
Map.Entry<?,?> e = (Map.Entry<?,?>)o;
if (Objects.equals(key, e.getKey()) &&
Objects.equals(value, e.getValue()))
return true;
}
return false;
}
}
HashMap的遍历方式
-
1.遍历HashMap的键值对 第一步：根据entrySet()获取HashMap的“键值对”的Set集合。 第二步：通过Iterator迭代器遍历“第一步”得到的集合。
-
2.遍历HashMap的键 第一步：根据keySet()获取HashMap的“键”的Set集合。 第二步：通过Iterator迭代器遍历“第一步”得到的集合。
-
3.遍历HashMap的值 第一步：根据value()获取HashMap的“值”的集合。 第二步：通过Iterator迭代器遍历“第一步”得到的集合。
##8.5TreeMap
