集合

什么是集合？

• 集合其实就是一个容器,用来存放引用类型的数据
• 使用不同的集合等同于使用不同的数据结构

集合用来存放什么？

• 集合中存放了引用(对象的内存地址)，集合不能存储基本数据类型

集合分类

1. 以单个的方式存储元素 ——> java.util.Collection(超级父接口)
2. 以键值对的方式存储元素 ——> java.util.Map(超级符接口)

Collection集合

以单个的方式存储元素

Collection集合继承关系

Iterator接口

想要迭代集合就得先了解集合的迭代器Iterator

1. 包路径: java.util.Iterator<E>
2. 方法:

迭代集合

通过Collection集合继承结构图可以看出,Colletion集合实现了Iterable接口,表示所有的集合都是可迭代的,每个集合都有一个iterator()方法,集合调用这个方法会返回一个迭代器(Iterator),下面我们用ArrayList集合来测试一下这个迭代器

 public static void main(String[] args) {
    
        // 给arrayList初始化容量5
        ArrayList arrayList = new ArrayList(5);
        arrayList.add("1");
        arrayList.add("2");
        arrayList.add("3");


        // 获取集合的迭代器
        Iterator it = arrayList.iterator();
        // 迭代集合,并向控制台输出集合中的元素
        while (it.hasNext()) {
    
            Object obj = it.next();
            System.out.println(obj);
        }

    }

对于迭代器Iterator的底层工作原理是怎样的呢,我们来看下面的这张图片

Colleciton接口

1. 包路径：java.util.Collection
2. 方法：
   

List接口

List集合中存储元素特点：有序¹可重复²

1. 包路径： java.util.List
2. List接口特有方法
   

ArrayList类

1. ArrayList集合采用了数组这种数据结构,底层实际是一个Object[]
2. ArrayList集合默认容量为10，在添加第一个元素时将这个默认容量给底层数组
3. ArrayList集合扩容：扩容到原先的1.5倍
4. 数组这种数据结构优缺点：
   • 优点：检索元素效率极高，因为数组元素在内存中存储是连续的，并且数组中每个元素所占空间大小都是相同的。我们知道了数组的内存地址，知道了数组元素的下标，知道了数组元素所占字节大小，就可以通过一个数学表达式计算出指定下标元素的内存地址，所以数组检索元素效率极高
   • 缺点：随机增删效率较低，为了保证数组元素在内存中是连续的这种特点，我们随机添加或删除一个元素，会涉及到后面所有元素整体向前或向后位移操作，所以效率较低；不不能存储大容量数据，因为很难在内存空间中找到一份大且连续的空间

ArrayList集合的默认容量

通过注释我们可以了解到ArrayList底层是elementData(Object[]),并且在添加第一个元素时，任何elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA都将扩展为DEFAULT_CAPACITY
我们来看具体代码


结论： ArrayList集合默认容量为10，在添加第一个元素时将这个默认容量给底层数组

LinkedList类

1. 底层采用了双向链表这种数据结构
2. 无默认容量
3. 双向链表这种结构的优缺点
   • 优点：随机增删元素效率较高，由于双向链表中的元素(节点)在内存空间中的内存地址是不连续的，随机增删元素并不涉及到整体元素位移操作，所以效率高
   • 缺点：检索元素效率极低，由于双向链表中的元素(节点)在内存空间中的内存地址是不连续的，想要检索一个元素需要从头节点开始依此遍历，所以效率极低

Vector类

1. 底层采用了数组这种数据结构
2. 默认容量为10
3. 数组扩容：扩容原来的2倍
4. 与ArrayList的区别 ----> 线程安全(Vector中所有的方法都被synchronized关键字修饰)

已过时，由于Verctor中的方法都被synchronized修饰所以效率较低，现在保证线程安全有其他的方式了。----> 使用java.util.Collections中的静态方法

Set接口

Set集合存储元素的特点：无序无可重复

1. 包路径：java.util.Set
2. 方法

HashSet类

1. HashSet集合底层采用了哈希表这种数据结构
2. HashSet在实例化时，底层实际实例化了个HashMap
3. 往HashSet集合中存储元素，实际存放到了HashMap集合的key部分

SortedSet接口

SortSet集合中继承了HashSet接口的特点(也是无序不可重复的)，并且SortSet集合中的元素都是可排序的(自动排序)

TreeSet类

1. TreeSet集合底层采用了二叉树这种数据结构
2. TreeSet在实例化时，底层实际实例化了个TreeMap
3. 往TreeSet集合中存储元素实际时存放到了TreeMap集合的key部分

Map集合

Map中的集合都是以键值对的方式存储元素

Map集合继承关系

Map接口

**

HashMap类

1. HashMap集合底层采用了哈希表这种数据结构

Hashtable类

1. Hashtable集合底层采用了哈希表这种数据结构
2. Hashtable集合和HashMap集合区别 ----> Hashtable是线程安全的(Hashtable中的方法都有synchronized关键字修饰)，现在保证线程安全有更好的方式了，Hashtable已过时

Properties类

1. Properties集合继承了Hashtable集合，所以Properties也是线程安全的
2. Properties集合中的key和value部分只能是String类型

SortedMap接口

1. SortedMap接口继承了Map接口的特点(无序不可重复)
2. SortedMap集合中元素都是可排序的(根据key部分自动排序)

SortedMap类

UML类图

Collection集合

Map集合