我們都知道，當(dāng)想要保存一組基本類(lèi)型數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)組是最有效的保存方式，也是推薦使用這種方式的。但是數(shù)組是固有大小的，當(dāng)運(yùn)行時(shí)才知道大小的程序，這種方式使用就受限制了，這就是
Java容器類(lèi)產(chǎn)生的原因。
Java集合類(lèi)有幾個(gè)特點(diǎn)：首先，這種容器是高性能的，對(duì)基本數(shù)據(jù)集合（動(dòng)態(tài)數(shù)組、鏈接表、樹(shù)和散列表）的實(shí)現(xiàn)是高效率的。第二，容器類(lèi)允許不同類(lèi)型的類(lèi)集合以相同的方式和高度互操作方式工作。第三，容器類(lèi)是容易擴(kuò)展或修改的。容器類(lèi)的常用的基本類(lèi)型有List、Set和Map，這些對(duì)象類(lèi)型也稱(chēng)為集合類(lèi)，但是在Java中使用了Collection這個(gè)名字來(lái)指代該類(lèi)庫(kù)的一個(gè)特殊子集，所以業(yè)界使用了范圍更廣泛的“容器”來(lái)稱(chēng)呼。
Collection：是一個(gè)接口，它位于集合框架層次結(jié)構(gòu)的頂層，繼承自Iterable接口，說(shuō)明是可以用Iterator迭代器來(lái)訪問(wèn)該集合中的元素的。又有List、Set和Queue接口繼承Collection接口，直接實(shí)現(xiàn)該接口的是一個(gè)叫AbstractCollection的抽象類(lèi)，該抽象類(lèi)以最大限度地減少了實(shí)現(xiàn)此接口所需的工作。
List：繼承自Collection接口，表示有序的、可包括重復(fù)元素的列表。同時(shí)擁有Collection內(nèi)的方法外，還添加了大量的方法，使得可以在List的中間插入和刪除元素。實(shí)現(xiàn)該接口的基本類(lèi)有ArrayList和LinkedList. ArrayList：擅長(zhǎng)于對(duì)元素的隨機(jī)訪問(wèn)，但是在插入和刪除元素時(shí)效率較慢。其實(shí)，看看ArrayList類(lèi)實(shí)現(xiàn)的源代碼就知道，ArrayList是以線性表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式存取數(shù)據(jù)的，初始化的表大小為10，下面就有幾個(gè)經(jīng)常用到的核心方法：add（E e）：在當(dāng)前表的末尾插入元素，如果在前面表不滿(mǎn)的情況下，也是很高效的，直接插入到末尾，但是如果在當(dāng)前表已經(jīng)滿(mǎn)的情況下，就要重新生成一個(gè)比當(dāng)前表大小更大的新表，新表的大小是當(dāng)前表大小的1.5倍加1，比如當(dāng)前表長(zhǎng)度為20的，新表的大小就為31，還需要把當(dāng)前表元素復(fù)制到新表中去，然后把當(dāng)前表引用指向新表，最后把數(shù)值插入到表末尾，所以這種操作是非常低效的。
add（int index，E element）：在指定索引位置插入元素，檢查表大小和重新追加表大小和上面的add（E e）方式是一樣的。最后是要把index以后的元素都是要依次往后移一個(gè)大小，然后把元素插入到index位置上去。涉及到表的復(fù)制和表內(nèi)元素的移動(dòng)，所以效率也是比add（E e）方法還要低。
remove（int index）：在指定索引位置刪除元素，就是把index位置后的所有元素都往前移一個(gè)大小，也是涉及到表內(nèi)元素的移動(dòng)，效率也是很低的。
remove（Object o）：刪除指定的元素，也就需要查找出該元素在表中出現(xiàn)第一次的位置，查找是用到順序一個(gè)一個(gè)進(jìn)行匹配的方法，找出后就把該元素后面的所有元素往前移一個(gè)大小。該方法涉及到順序查找和表內(nèi)元素移動(dòng)，比remove（int index）方法更低效。
set（int index，E element）：替換表中索引為index的元素值，返回被替換的值，直接用下標(biāo)索引訪問(wèn)元素，所以效率非常高。
get（int index）：獲取索引為index的元素，直接用下標(biāo)索引訪問(wèn)，所以效率也是非常高。
indexOf（Object o）：獲取元素的索引號(hào)，也就是需要查找，雖然用到了順序查找法，但效率還是比較高的。
LinkedList：擅長(zhǎng)于對(duì)元素的插入和刪除操作，但對(duì)于隨機(jī)訪問(wèn)元素比較慢。該類(lèi)的實(shí)現(xiàn)是以雙向鏈表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的，所以是比較消耗內(nèi)存的，但它的特定集比ArrayList更大。雙向鏈表，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有三個(gè)域，兩個(gè)域是存放前后節(jié)點(diǎn)的內(nèi)存地址引用的，一個(gè)域是存放數(shù)據(jù)元素的。在LinkedList類(lèi)中，有一個(gè)叫Entry的內(nèi)部類(lèi)，是private的，里面三個(gè)屬性，分別是element、next和previous，分別對(duì)應(yīng)了雙向鏈表中的三個(gè)域，在ArrayList類(lèi)中每實(shí)例化一個(gè)Entry就生成一個(gè)節(jié)點(diǎn)。下面看看它的核心方法：add（E e）：把元素插入到鏈表末尾，首先要實(shí)例化一個(gè)節(jié)點(diǎn)，新節(jié)點(diǎn)previous域存放鏈表中最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)地址，next域存放鏈表中第一個(gè)節(jié)點(diǎn)地址，element域存放元素值，鏈表中最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)的next域存放新節(jié)點(diǎn)的地址，第一個(gè)元素的previous域存放新節(jié)點(diǎn)的地址，這樣這個(gè)元素就插入到該鏈表中去了，沒(méi)有涉及到復(fù)雜的操作，所以是非常高效的。
add（int index，E element）：在index位置插入元素，這就需要先查找到該位置。查到后，這里就把查到的節(jié)點(diǎn)的前一個(gè)節(jié)點(diǎn)叫為A，實(shí)例化新的節(jié)點(diǎn)為B，查到index的節(jié)點(diǎn)為C.B的next域等于A的next值（也就是C的內(nèi)存地址），B的previous域等于C的previous值（也就是A的內(nèi)存地址），B的element域存放元素值，然后把A的next域和C的previous域都等于B的內(nèi)存地址。這樣也就把元素插入到鏈表的index位置中去了，但涉及到了查詢(xún)，所以效率雖然高，但也沒(méi)有add（E e）那么高。
remove（int index）：刪除在index位置的元素，首先也是要找到該位置的節(jié)點(diǎn)。然后把該節(jié)點(diǎn)的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)（也就是該節(jié)點(diǎn)next域的內(nèi)存地址那個(gè)節(jié)點(diǎn)）的previous值等于該節(jié)點(diǎn)的previous值，該節(jié)點(diǎn)的上一個(gè)節(jié)點(diǎn)（也就是該節(jié)點(diǎn)previous域的內(nèi)存地址那個(gè)節(jié)點(diǎn)）的next值等于該節(jié)點(diǎn)的next值。這樣就把該節(jié)點(diǎn)從這條鏈表刪除了，過(guò)程中雖然涉及到了查找，但沒(méi)有涉及到像ArrayList類(lèi)中的remove方法要移動(dòng)表中元素，所以該方法的效率還是很高的。
remove（Object o）：刪除在鏈表中第一個(gè)元素為o的節(jié)點(diǎn)，也是需要查找到該節(jié)點(diǎn)，然后就跟remove（int index）思路一樣把元素刪除，所以效率也是很高的。
set（int index，E element）：把在鏈表中第index個(gè)元素值改為element，這也需要找到該節(jié)點(diǎn)來(lái)修改元素值，但涉及到了查找節(jié)點(diǎn)，ArrayList中的set方法就不用查找就可以修改，所以相對(duì)于ArrayList中的set方法，LinkedList方法set方法效率就沒(méi)那么高了。
get（int index）：獲取第index位置的元素值，也是要找到該節(jié)點(diǎn)，所以就也沒(méi)ArrayList中的get方法那么高效率了，因?yàn)樵摲椒ㄐ枰檎益湵怼?/p>
indexOf（Object o）：獲取該鏈表中第一o元素的位置，也是要查找鏈表，但ArrayList中的indexOf方法也是需要查找的，所以這兩個(gè)類(lèi)的indexOf的效率都差不多。
所以，在編程中，如果要進(jìn)行大量的隨機(jī)訪問(wèn)，就使用ArrayList；如果要經(jīng)常從表中插入或刪除元素的就應(yīng)該使用LinkedList.
Set：繼承自Collection接口，表示無(wú)序的，無(wú)重復(fù)元素的集合。Set中最常使用的是測(cè)試歸屬性，可以很容易測(cè)試某個(gè)對(duì)象是否在某個(gè)Set中。所以，查找就成為了Set中最重要的操作，因此通常會(huì)選擇一個(gè)HashSet的實(shí)現(xiàn)查找，因?yàn)橛斜容^復(fù)雜的哈希表支持，它專(zhuān)門(mén)對(duì)快速查找進(jìn)行了優(yōu)化。
迭代器：迭代器是一種設(shè)計(jì)模式，在這里是一個(gè)對(duì)象，它的作用就是遍歷并選擇列表和操作列表中的對(duì)象。迭代器的創(chuàng)佳的代價(jià)小，所以通常被稱(chēng)為輕量級(jí)對(duì)象。迭代器統(tǒng)一了對(duì)各種容器的訪問(wèn)方式，很方便。Java中的迭代器有兩種，一種是Iterator，另一種是繼承了Iterator只能用于各種List訪問(wèn)的ListIterator. Iterator：只能用于單向移動(dòng)，方法有：iterator（）要求容器返回一個(gè)Iterator，Iterator將準(zhǔn)備好返回序列的第一元素。next（）獲得列表中的下一個(gè)元素。hasNext（）檢查列表中是否還有元素。remove（）將迭代器新近返回的元素刪除。
ListIterator：只能用于各種的List類(lèi)的訪問(wèn)，但能用于雙向的移動(dòng)，有一個(gè)hasPrevious（）檢查時(shí)候有前一個(gè)元素的，這種操作很像數(shù)據(jù)庫(kù)的游標(biāo)。
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import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.Collection;
import java.util.Iterator;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
import java.util.ListIterator;
public class ListTest ...{
public static void main(String [] args)
...{
Collection<Integer> col = new ArrayList<Integer>(Arrays.asList(10,20,30));
List<Integer> list = new LinkedList<Integer>();
list.addAll(col);
list.add(40);
list.add(50);
list.add(60);
displayIterator(list);
list.remove(3);
displayListIterator(list);
}
public static void displayIterator(Collection<Integer> list)
...{
Iterator<Integer> it = list.iterator();
Integer i;
while(it.hasNext())
...{
i = it.next();
System.out.print(i + " ");
if(i==50)
...{
it.remove();
}
}
System.out.println();
}
public static void displayListIterator(List<Integer> list)
...{
ListIterator<Integer> li = list.listIterator();
/** *//**以下注釋代碼為死循環(huán)，永遠(yuǎn)輸入表中的第一個(gè)數(shù)據(jù)*/
/** *//**while(li.hasNext())
{
System.out.println(li.next());
System.out.println(li.previous());
}*/
while(li.hasNext())
...{
System.out.print(li.next() + " ");
}
System.out.println();
while(li.hasPrevious())
...{
System.out.print(li.previous() + " ");
}
}
}
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Map：也是一個(gè)映射存儲(chǔ)鍵/值對(duì)的接口，但跟Collection沒(méi)有任何關(guān)系的，也沒(méi)有繼承任何接口，所以不能用Iterator迭代器來(lái)訪問(wèn)該集合中的元素。給定一個(gè)關(guān)鍵字和一個(gè)值，可以存儲(chǔ)這個(gè)值到一個(gè)Map對(duì)象中，存儲(chǔ)以后，就可以使用它的關(guān)鍵字來(lái)檢索它。映射經(jīng)常使用到的兩個(gè)基本操作：get()和put()。使用put()方法可以將一個(gè)指定了關(guān)鍵字和值的項(xiàng)加入映射。為了得到值，可以通過(guò)將關(guān)鍵字作為參數(shù)來(lái)調(diào)用get()方法。
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import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
public class TestMap ...{
public static void main(String [] args)
...{
Map<String,Integer> hm = new HashMap<String,Integer>();
hm.put("a1", 1);
hm.put("b2", 2);
hm.put("c3", 3);
hm.put("d4", 4);
hm.put("e5", 5);
display(hm);
System.out.println(hm.containsKey("c3"));
hm.remove("c3");
System.out.println(hm.containsValue(3));
System.out.println(hm.size());
}
public static void display(Map<String,Integer> m)
...{
for(String s : m.keySet())
...{
System.out.println(s + " : " + m.get(s));
}
}
}
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