Java 提供了一套容器类用来“保存对象”，并将其划分为两个不同的概念：

• Collection：一个独立元素的序列，包括 List、Set 和 Queue
• Map：一组“键值对”的映射表

这些类型统称为集合类，但由于 Collection 又是其中一个特定子集的术语，所以往往也使用更宽泛的术语“容器”。

1. Collection 集合体系

Collection 是单列集合的祖宗接口，它的功能是全部单列集合都可以继承使用的。

1.1 Collection 常用 API

方法名称	说明
public boolean add(E e)	把给定的对象添加到当前集合中
public void clear()	清空集合中所有的元素
public boolean remove(E e)	把给定的对象在当前集合中删除
public boolean contains(Object obj)	判断当前集合中是否包含给定的对象
public boolean isEmpty()	判断当前集合是否为空
public int size()	返回集合中元素的个数。
public Object[] toArray()	把集合中的元素，存储到数组中

1.2 Collection 的遍历方式

1）方式一：迭代器

Collection 集合获取迭代器：

方法名称	说明
Iterator<E> iterator()	返回集合中的迭代器对象，该迭代器对象默认指向当前集合的 0 索引

Iterator 中的常用方法：

方法名称	说明
boolean hasNext()	询问当前位置是否有元素存在，存在返回true ,不存在返回false
E next()	获取当前位置的元素，并同时将迭代器对象移向下一个位置，注意防止取出越界。

• 迭代器取元素时越界会出现 NoSuchElementException 异常。

Iterator<String> it = lists.iterator();
while(it.hasNext()){
    String ele = it.next();
    System.out.println(ele);
}

2）方式二：foreach

for(Type varName : 数组或者Collection集合) {
	// ...
}

• 既可以遍历集合也可以遍历数组。

3）方式三：lambda 表达式

JDK 8 的新技术 Lambda 表达式，提供了一种更简单、更直接的遍历集合的方式。

Collection 结合 Lambda 遍历的 API：

方法名称	说明
default void forEach(Consumer<? super T> action)	结合 lambda 遍历集合

lists.forEach(s -> {
    System.out.println(s);
});

2. List 系列集合

特点：有序、可重复、有索引。

2.1 List 特有方法

List 集合因为支持索引，所以多了很多索引操作的独特 API，其他 Collection 的功能List也都继承了。

方法名称	说明
void add(int index,E element)	在此集合中的指定位置插入指定的元素
E remove(int index)	删除指定索引处的元素，返回被删除的元素
E set(int index, E element)	修改指定索引处的元素，返回被修改的元素
E get(int index)	返回指定索引处的元素

• ArrayList 底层是基于数组实现的，根据查询元素快，增删相对慢（但在实际上也非常快）。
• LinkedList 底层基于双链表实现的，查询元素慢，增删首尾元素是非常快的（多了很多增删首尾的 API）。

2.2 List 的遍历

① 迭代器 ② foreach ③ Lambda ④ 普通 for 循环（因为 List 支持索引）

3. 泛型深入

3.1 泛型概述

泛型是 JDK5 中引入的特性，可以在编译阶段约束操作的数据类型，并进行检查。

格式：<Type>，只支持引用数据类型。

泛型好处：

• 统一数据类型
• 把运行时期的问题提前到了编译期间，避免了强制类型转换可能出现的异常，因为编译阶段类型就能确定下来

泛型可以在很多地方使用：泛型类、泛型方法、泛型接口。

3.2 自定义泛型类

格式示例：public class MyArrayList<T> {}

• 泛型变量常用的标识是：T、E、K、V 等

核心思想：把出现泛型变量的地方全部替换成传输的真实数据类型

类似地可定义泛型方法和泛型接口。

3.3 泛型通配符、上下限

通配符：?

• ? 可以在“使用泛型”的时候代表一切类型
• E T K V 是在定义泛型的时候使用的

案例导学：

• 开发一个极品飞车的游戏，所有的汽车都能一起参与比赛

class Car {
    ...
}

/** 宝马 */
class BMW extends Car {
    ...
}

/** 奔驰 */
class BENZ extends Car {
    ...
}

注意：🔺 虽然 BMW 和 BENZ 都继承了 Car 但是 ArrayList<BMW> 和 ArrayList<BENZ> 与 ArrayList<Car> 没有关系的！!

泛型的上下限：

• ? extends Car：其中的 ? 必须是 Car 或者其子类，泛型上限
• ? super Car：其中的 ? 必须是 Car 或者其父类，泛型下限

助记

extends —— 子类

super —— 父类

4. Set 系列集合

• HashSet : 无序、不重复、无索引。
• LinkedHashSet：有序、不重复、无索引。
• TreeSet：排序、不重复、无索引。

Set 集合的功能上基本上与 Collection 的 API 一致。

4.1 HashSet

HashSet 集合底层采取哈希表存储的数据，哈希表的组成：

• JDK8 之前的，底层使用数组+链表（拉链法）组成
• JDK8 开始后，底层采用数组+链表+红黑树组成
  • 当一条拉链上数据过多时（长度超过 8），这条链表会自动转换成红黑树

Object 类的 API public int hashCode() 会返回对象的哈希值。

提示

如果希望 Set 集合认为两个内容相同的对象是重复的应该怎么办？

• 重写对象的 hashCode 和 equals 方法。

4.2 LinkedHashSet

有序、不重复、无索引。底层数据结构依然是哈希表，只是每个元素又额外地多了一个双链表的机制来记录存储顺序。

4.3 TreeSet

不重复、无索引、可排序。

• 可排序：按照元素的大小默认升序排序。注意：TreeSet 是一定要排序的，可以将元素按照指定的规则进行排序。

TreeSet 底层是基于红黑树实现排序的，增删查改的性能都较好。

4.3.1 为 TreeSet 自定义排序规则

🖊方式一：让自定义的类（如 Student 类）实现 Comparable 接口重写里面的 compareTo 方法来定制比较规则。

🖊方式二：TreeSet 有参构造器，可以设置 Comparator 接口对应的比较器对象，来定制比较规则。

关于比较的返回值规则：第一个元素大于第二个元素则返回正整数，小于则返回负整数，相等则返回 0。

5. Java 可变参数

可变参数用在形参中可以接收多个数据。格式：Type... argName，例如：

public static void sum(int...nums) {
    int result = 0;
    for (int i = 0; i < nums.length; ++i) {
        result += nums[i];
    }
    return result;
}

调用时可以传递 0~N 个参数，也可以传输一个数组。可变参数在方法内部本质上就是一个数组。

注意事项：

• 一个形参列表中可变参数至多有一个
• 可变参数必须放在形参列表的最后

6. 集合工具类 Collections

Collections 是用来操作集合的工具类。

6.1 常用 API

方法名称	说明
public static <T> boolean addAll(Collection<? super T> c, T... elements)	给集合对象批量添加元素
public static void shuffle(List<?> list)	打乱 List 集合元素的顺序

6.2 排序 API

只能对于 List 集合的排序。

方法名称	说明
public static <T> void sort(List<T> list)	将集合中元素按默认规则排序
public static <T> void sort(List<T> list，Comparator<? super T> c)	将集合中元素按指定规则排序

7. Map 集合体系

// TODO