Java集合类初探

目录

• 概述
• Iterable和Iterator
• Collection
• List
• Queue
• Set
• Map

概述

  Java中基本的经常使用的集合类，主要包含：

• List
• Set
• Queue
• Map

这几种类型的继承关系如图: 图片引自——Collection 和 Map的继承体系

其中 List、Queue 和 Set 继承自 Collection 接口，这三种集合的结构都比较简单，都是普通的元素的集合，而 Map 相对复杂一点，是键值对（key-value）的结构。

Iterable和Iterator

Iterable

  Iterable 接口是 Collection 接口的“超类”，也就是说 Iterable 接口是 List、Set、Queue 这类简单集合的顶级接口，看下 Iterable 接口有些啥：

Iterable 接口包含三个方法:

• iterator() 返回一个迭代器用于迭代、遍历集合；
• forEach(Consumer<? super T>) 加强型for循环，配合 lambda 表达式食用更香；
• spliterator() 一样返回一个迭代器，该迭代器是“可分割迭代器”，为并行遍历集合而设计。

Iterable 接口的 forEach() 和 spliterator() 方法是用 default 关键字修饰的，接口里包含了方法的默认实现。

Iterator

  Iterator 也是一个接口，用于集合的遍历：

• hasNext() 是否还有下一个元素，用于控制集合的遍历的结束；
• next() 返回一个元素，游标日后移。
• remove() 去除当前的元素(最近一次调用 next() 返回的元素)。想要在遍历集合时删除元素，须要用到 Iterator 迭代器和该方法。
• forEachRemaining(Consumer<? super E>) 对剩下的元素（即还没有被遍历到的元素）进行某些操做。和 Iterable 接口的 forEach() 有点相似。

Collection

  Collection 接口包含了集合的基本的增删查操做。既然是集合，那么如下基本方法是很是必要的:

• 获取集合大小: size();
• 添加元素: add();
• 移除元素: remove();
• 判断包含: contains();
• 判断元素是否相等: equals();

为了增长可用性，又加多了几个方法:

• isEmpty() 判空，少写几句 "collection.size==0";

• containsAll() 判断是否包含另外一个集合里的全部元素；

• toArray()、toArray(T[]) 把集合转化为数组;

• clear() 清除全部元素;

• removeIf() 条件删除；

• stream() 流操做；

• removeAll() 取补集，把另外一个集合也包含的元素去除；

• addAll() 把另外一个集合的元素添加进来，至关于取并集；

• retainAll() 取交集，把另外一个集合也包含的元素保留下来；

• stream()、parrallelStream() 流操做、并行流操做。

List

  List 中文译做“清单、列表”，List 是有序的，是按照必定的顺序来存储元素的，既然是有序的集合，就应该能够经过“游标”来进行访问，所以，List 在 Collection 的基础上添加了经过游标访问元素，或经过元素获取游标的方法:

• get(int);

• add(int, E);

• remove(int);

• indexOf(Object);

• subList(int, int);经过游标截取子序列。

• lastIndexOf(Object); 由于 List 是有序的，因此能够经过“游标”肯定惟一的元素，所以 List 是容许集合中包含相同(相等)的多个元素的，lastIndexOf(Object) 能够用来在集合包含多个相同元素时，获取该元素最后出现的位置。

除此以外，List 还加上了 Collection 没有的“改”操做，实现了集合的“增删查改”:

• set(int, E); 替换某个位置的元素，既然是替换，前提条件是该位置含有元素。

由于 List 是有序集合，所以给 List 加上排序操做是可取的:

• sort(Comparator<? super E>);
   

在List接口中有一个 “ListIerator()”的方法，该方法返回一个 ListIterator 对象。

ListIterator 继承了 Iterator 接口,提供了 previous 操做，以及与游标相关的 nextIndex() 和 previousIndex()。

Queue

  Queue（队列）是一种特殊的线性表，有的时候咱们会由于业务需求，须要一个“规定容量的Queue”，这时，若是队列满了却又要添加元素，该采起怎样的策略，或者队列为空时调用remove该如何处理，这是须要考虑的。Queue 继承了 Collection，又提供了几个本身的方法：

• offer(E): 队尾添加元素，与 add 对应，当队列已满时返回false, add()方法这种状况下则会抛出异常。

• poll(): 查询并删除队头元素，与 remove 对应，当队列为空时，不会像 remove 那样抛出异常，而是会返回 null;

• element(): 查询队头元素但不删除，与 peek 对应，队列为空时抛出异常。

• peek(): 查询队头元素但不删除，队列为空时返回 null;

Set

  Set 中文是“一组、一套”的意思。与 List 相比，Set 没有 List 的“列表、清单”的“列”的语义。Set 是无序的。 Set 与 Collection 在语义以及属性上最为接近，Set 继承了 Collection 的方法，没有本身新添加的方法，以下所示:

  
Set 是没有 List 的 Index 的概念的，List 能够用 index 惟一肯定一个元素，Map 能够用 key 惟一肯定一个元素，而 Set 只能靠自身来惟一肯定一个元素，因此 Set 里面的元素是不能重复的。正由于 Set 这一特性，可使用 Set 给集合去重。

Map

  在词典中，Map 做动词时是“映射”的意思，key-value，key 映射到 value，能够经过 key 来获取 value。Map 和 Iterable 同样是顶级接口。Map 接口 UML 图以下：

虽然 Map 是一个顶级接口，可是 Map 和 Set、List、Queue应该是同一层级的接口，它们的方法不少是相似的（功能上）。
基本的增删查改:

• size();
• isEmpty();
• containsKey();
• containsValue();
• get();
• put();
• remove();
• putAll();
• clear();
• replace()

键和值的遍历:

• keySet(): 返回 key 的 Set 集合，由于 Map 靠 key 来惟一肯定一个元素，因此 Map 的 key 是不能重复的，天然地，返回的 key 集合是一个 Set;

• values(): value 的值不会影响到 Map 的结构，value 是能够重复的，也是能够为 null 的，因此返回的 value 集合应该是一个 Collection;

• entrySet: 该方法返回的是 Entry 的 Set 集合， Entry 是 Map 的内部接口，可把其看做一对键值对的组合:
  

其它的方法:

• getOrDefault(Object, V): 若是找到 key 为 object 的键值对，则返回其 value, 不然返回本身传入的 V；

• putIfAbsent(K, V): 与 put(K, V) 对应，若是 Map 中已经包含 key 为 K 的键值对或键值对的值为空，put(K, V) 方法会用 V 覆盖原来的值；而 putIfAbsent(K, V)方法仅返回如今的值，不覆盖；当 Map 中不存在 key 为 k 的键值对时，put 和 putIfAbsent 都会添加新的元素。 概况说就是若是指定的键还没有映射（映射即关联，就是 key 和 value 的关联关系， value 为 null 也视为未映射或者说未关联），将其与给定值相关联并返回 null ，不然返回当前值。

• compute(K key, BiFunction<? super K, ? super V, ? extends V> remappingFunction): 传一个BiFunction 对象进去实现值的“计算”，此处的“计算”应该是指“操做”，不只仅是指算术上的“计算”。这与 VueJS 的“计算属性”有点相似。能够经过该方法实现 Map 数据的转换、数据的统计。
  BiFunction是一个接口，关键方法和说明以下图所示，可配合 lambda 表达式，是函数式编程的思想。
  
  
  
  详情见Java基础之Java8中Map的compute的使用

• computeIfAbsent(K key, Function<? super K, ? extends V> mappingFunction): 同 putIfAbsent 同样，若是 key 未映射( value 为 null 也视为未映射)，则尝试使用给定的映射函数计算其值，并将其输入到此映射中（即设置 value ）。

• computeIfPresent(K key, BiFunction<? super K, ? super V, ? extends V> remappingFunction): Present 与 Absent 相反，前者是“存在”的意思，后者是“不在”的意思，顾名思义，该方法是在指定的 key 在 Map 中存在映射时，则尝试计算给定key 及其当前值的新值。

• merge(K key, V value, BiFunction<? super V, ? super V, ? extends V> remappingFunction): merge 其实与 compute 这几个方法的做用是同样的，对 key 映射的 value 值进行变换，只是该方法多提供了一个参数 “V value”，至关于用这个参数的 value 和 key 所对应的 value 结合（merge）起来一块儿变换；   好比想要让 Map 中存储的学生的年龄加“1”，使用 computer 的话，能够在函数里写定参数“1”；使用 merge 的话，能够在调用 merge 方法时把“1”传进去。这时，若是需求变了，年龄不是加“1”，而是加“2”，使用compute 方法的话须要到方法里面改这个“1”(magic num)；而使用 merge 的话只须要在方法调用时改参数，不用改其它代码。