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Java集合概述
在编程时，常常需要集中存放多个数据，当然我们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：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。所有的集合类都位于java.util包下，后来为了处理多线程环境下的并发安全问题，Java 5还在java.util.concurrent包下提供了一些多线程支持的集合类。
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的集合类主要由两个接口派生而出：Collection和Map，Collection和Map是Java集合框架的根接口，这两个接口又包含了一些子接口或实现类。
我们可以把Java的所有集合分成三大类，其中Set集合类似于一个
罐子，把一个对象添加到Set集合时，Set集合无法记住添加这个元素的顺序，所以Set里的元素不能重复（否则系统无法准确识别这个元素）；List集合非常像一个数组，它可以记住每次添加元素的顺序，只是List的长度可变。Map集合也像一个罐子，只是它里面的每项数据都由两个值组成。图8.3显示了这三种集合的示意图。
如果访问List集合中的元素，可以直接根据元素的
索引来访问；如果访问Map集合中的元素，可以根据每项元素的key来访问其value；如果访问Set集合中的元素，则只能根据元素本身来访问（这也是Set集合里元素不允许重复的原因）。
最常用的实现类在图中以灰色区域覆盖，分别是HashSet、TreeSet、ArrayList、ArrayDeque、LinkedList和HashMap、TreeMap等实现类。
2 Collection和Iterator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。Collection接口里定义了如下操作集合元素的方法。
- boolean
add(Object o)：该方法用于向集合里添加一个元素。如果集合对象被添加操作改变了，则返回true。 - boolean
addAll(Collection c)：该方法把集合c里的所有元素添加到指定集合里。如果集合对象被添加操作改变了，则返回true。 - void
clear()：清除集合里的所有元素，将集合长度变为0。 - boolean
contains(Object o)：返回集合里是否包含指定元素。 - boolean
containsAll(Collection c)：返回集合里是否包含集合c里的所有元素。 - boolean
isEmpty()：返回集合是否为空。当集合长度为0时返回true，否则返回false。 - Iterator
iterator()：返回一个Iterator对象，用于遍历集合里的元素。 - boolean
remove(Object o)：删除集合中的指定元素o，当集合中包含了一个或多个元素o时，这些元素将被删除，该方法将返回true。 - boolean
removeAll(Collection c)：从集合中删除集合c里包含的所有元素（相当于用调用该方法
public class CollectionTest
{
public static void main(String[] args)
{
Collection c=new ArrayList();
//添加元素
c.add("孙悟空");
//虽然集合里不能放基本类型的值，但Java支持自动装箱
c.add(6);
System.out.println("c集合的元素个数为:" + c.size());
//删除指定元素
c.remove(6);
System.out.println("c集合的元素个数为:" + c.size());
//判断是否包含指定字符串
System.out.println("c集合是否包含\"孙悟空\"字符串:"
+ c.contains("孙悟空"));
c.add("轻量级Java EE企业应用实战");
System.out.println("c集合的元素：" + c);
Collection books=new HashSet();
books.add("轻量级Java EE企业应用实战");
books.add("疯狂Java讲义");
System.out.println("c集合是否完全包含books集合？"
+ c.containsAll(books));
//用c集合减去books集合里的元素
c.removeAll(books);
System.out.println("c集合的元素：" + c);
//删除c集合里的所有元素
c.clear();
System.out.println("c集合的元素：" + c);
//books集合里只剩下c集合里也包含的元素
books.retainAll(c);
System.out.println("books集合的元素:" + books);
}
}
上面程序中创建了两个Collection对象，一个是c集合，一个是books集合，其中c集合是ArrayList，而books集合是HashSet。虽然它们使用的实现类不同，但当把它们当成Collection来使用时，使用add、remove、clear等方法来操作集合元素时没有任何区别。
当使用System.out的println方法来输出集合对象时，将输出[ele1,ele2,...]的形式，这显然是因为所有的Collection实现类都重写了toString()方法，该方法可以一次性地输出集合中的所有元素。
如果想依次访问集合里的每一个元素，则需要使用某种方式来遍历集合元素，下面介绍遍历集合元素的两种方法。
注意：
在普通情况下，当我们把一个对象“丢进”集合中后，集合会忘记这个对象的类型——也就是说，系统把所有的集合元素都当成Object类的实例进行处理。从JDK 1.5以后，这种状态得到了改进：可以 使用泛型来限制集合里元素的类型，并让集合记住所有集合元素的类型。
2.1 使用Iterator接口遍历集合元素
Iterator接口也是Java集合框架的成员，但它与Collection系列、Map系列的集合不一样：Collection系列集合、Map系列集合主要用于盛装其他对象，而Iterator则主要用于遍历（即迭代访问）Collection集合中的元素，Iterator对象也被称为迭代器
Iterator接口隐藏了各种Collection实现类的底层细节，向应用程序提供了遍历Collection集合元素的统一编程接口。Iterator接口里定义了如下三个方法。
-
boolean
hasNext()：如果被迭代的集合元素还没有被遍历，则返回true。 -
Object
next()：返回集合里的下一个元素。 -
void
remove()：删除集合里上一次next方法返回的元素。下面程序示范了通过Iterator接口来遍历集合元素。
public class IteratorTest
{
public static void main(String[] args)
{
//创建一个集合
Collection books=new HashSet();
books.add("轻量级Java EE企业应用实战");
books.add("疯狂Java讲义");
books.add("疯狂Android讲义");
//获取books集合对应的迭代器
Iterator it=books.iterator();
while(it.hasNext())
{
//it.next()方法返回的数据类型是Object类型
//需要强制类型转换
String book=(String)it.next();
System.out.println(book);
if (book.equals("疯狂Java讲义"))
{
//从集合中删除上一次next方法返回的元素
it.remove();
}
//对book变量赋值，不会改变集合元素本身
book="测试字符串"; //①
}
System.out.println(books);
}
}
当使用Iterator对集合元素进行迭代时，Iterator并不是把集合元素本身传给了迭代变量，而是把集合元素的值传给了迭代变量，所以修改迭代变量的值对集合元素本身没有任何影响。
当使用Iterator迭代访问Collection集合元素时，Collection集合里的元素不能被改变，只有通过Iterator的remove方法删除上一次next方法返回的集合元素才可以；否则将会引发java.util.Concurrent ModificationException异常。下面程序示范了这一点。
public class IteratorErrorTest
{
public static void main(String[] args)
{
//创建一个集合
Collection books=new HashSet();
books.add("轻量级Java EE企业应用实战");
books.add("疯狂Java讲义");
books.add("疯狂Android讲义");
//获取books集合对应的迭代器
Iterator it=books.iterator();
while(it.hasNext())
{
String book=(String)it.next();
System.out.println(book);
if (book.equals("疯狂Android讲义"))
{
//使用Iterator迭代过程中，不可修改集合元素，下面代码引发异常
books.remove(book);
}
}
}
}
Iterator迭代器采用的是快速失败（fail-fast）机制，一旦在迭代过程中检测到该集合已经被修改（通常是程序中的其他线程修改），程序立即引发ConcurrentModificationException异常，而不是显示修改后的结果，这样可以避免共享资源而引发的潜在问题
**注意：**上面程序如果改为删除“疯狂Java讲义”字符串，则不会引发异常，这样可能有些读者会“心存侥幸”地想：在迭代时好像也可以删除集合元素啊。实际上这是一种危险的行为：对于HashSet以及后面的ArrayList等，迭代时删除元素都会导致异常——只有在删除集合中的某个特定元素时才不会抛出异常，这是由集合类的实现代码决定的，程序员不应该这么做。
2.2 使用foreach循环遍历集合元素
public class ForeachTest
{
public static void main(String[] args)
{
//创建一个集合
Collection books=new HashSet();
books.add(new String("轻量级Java EE企业应用实战"));
books.add(new String("疯狂Java讲义"));
books.add(new String("疯狂Android讲义"));
for (Object obj : books)
{
//此处的book变量也不是集合元素本身
String book=(String)obj;
System.out.println(book);
if (book.equals("疯狂Android讲义"))
{
//下面代码会引发ConcurrentModificationException异常
books.remove(book); //①
}
}
System.out.println(books);
}
}
与使用Iterator接口迭代访问集合元素类似的是，foreach循环中的迭代变量也不是集合元素本身，系统只是依次把集合元素的值赋给迭代变量，因此在foreach循环中修改迭代变量的值也没有任何实际意义。
