Java基础(十九)：集合框架

---

一、Java集合框架体系

Java 集合可分为 Collection 和 Map 两大体系

• Collection接口：用于存储一个一个的数据，也称单列数据集合
  • List子接口：用来存储有序的、可以重复的数据（主要用来替换数组，"动态"数组）
    • 实现类：ArrayList(主要实现类)、LinkedList、Vector
  • Set子接口：用来存储无序的、不可重复的数据（类似于高中讲的"集合"）
    • 实现类：HashSet(主要实现类)、LinkedHashSet、TreeSet
• Map接口：用于存储具有映射关系“key-value对”的集合，即一对一对的数据，也称双列数据集合
  • HashMap(主要实现类)、LinkedHashMap、TreeMap、Hashtable、Properties

集合框架全图

Collection接口继承树

Map接口继承树

二、Collection接口及方法

• JDK不提供此接口的任何直接实现，而是提供更具体的子接口（如：Set和List）去实现
• Collection 接口是 List和Set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 集合

1、添加

• add(E obj)：添加元素对象到当前集合中
• addAll(Collection other)：添加other集合中的所有元素对象到当前集合中

@Test
public void test1(){Collection coll = new ArrayList();//add()coll.add("AA");coll.add(123);//自动装箱coll.add("么么哒");System.out.println(coll); // [AA, 123, 么么哒]//addAll(Collection other)Collection coll1 = new ArrayList();coll1.add("BB");coll1.add(456);coll.addAll(coll1);System.out.println(coll); // [AA, 123, 么么哒, BB, 456]coll.add(coll1);System.out.println(coll); // [AA, 123, 么么哒, BB, 456, [BB, 456]]
}

2、判断

• int size()：获取当前集合中实际存储的元素个数
• boolean isEmpty()：判断当前集合是否为空集合
• boolean contains(Object obj)：判断当前集合中是否存在一个与obj对象equals返回true的元素
• boolean containsAll(Collection coll)：判断coll集合中的元素是否在当前集合中都存在。即coll集合是否是当前集合的“子集”
• boolean equals(Object obj)：判断当前集合与obj是否相等

3、删除

• void clear()：清空集合元素
• boolean remove(Object obj) ：从当前集合中删除第一个找到的与obj对象equals返回true的元素
• boolean removeAll(Collection coll)：从当前集合中删除所有与coll集合中相同的元素

4、其它

• Object[] toArray()：返回包含当前集合中所有元素的数组
• hashCode()：获取集合对象的哈希值
• iterator()：返回迭代器对象，用于集合遍历

@Test
public void test2(){Collection coll = new ArrayList();coll.add("AA");coll.add("AA");Person p1 = new Person("Tom",12);coll.add(p1);coll.add(128);//自动装箱//集合 ---> 数组Object[] arr = coll.toArray();System.out.println(Arrays.toString(arr)); // [AA, AA, Person{name='Tom', age=12}, 128]//hashCode():System.out.println(coll.hashCode()); // -912175978
}

三、Iterator(迭代器)接口

1、Iterator接口

• JDK专门提供了一个接口java.util.Iterator遍历集合中的所有元素
  • Collection接口与Map接口主要用于存储元素
  • Iterator，被称为迭代器接口，本身并不提供存储对象的能力，主要用于遍历Collection中的元素
• Collection接口继承了java.lang.Iterable接口
  • 该接口有一个iterator()方法，那么所有实现了Collection接口的集合类都有一个iterator()方法，用以返回一个实现了Iterator接口的对象
  • public Iterator iterator(): 获取集合对应的迭代器，用来遍历集合中的元素的
  • 集合对象每次调用iterator()方法都得到一个全新的迭代器对象，默认游标都在集合的第一个元素之前
• Iterator接口的常用方法如下
  • public E next():返回迭代的下一个元素
  • public boolean hasNext():如果仍有元素可以迭代，则返回 true
• 注意：在调用it.next()方法之前必须要调用it.hasNext()进行检测。若不调用，且下一条记录无效，直接调用it.next()会抛出NoSuchElementException异常

@Test
public void test3(){Collection coll = new ArrayList();coll.add("小李广");coll.add("扫地僧");coll.add("石破天");Iterator iterator = coll.iterator(); //获取迭代器对象while(iterator.hasNext()) { //判断是否还有元素可迭代System.out.println(iterator.next()); //取出下一个元素}
}

• 使用Iterator迭代器删除元素：java.util.Iterator迭代器中有一个方法：void remove()

@Test
public void test4(){Collection coll = new ArrayList();coll.add(1);coll.add(2);coll.add(3);coll.add(4);coll.add(5);coll.add(6);Iterator iterator = coll.iterator();while(iterator.hasNext()){Integer element = (Integer) iterator.next();if(element % 2 == 0){iterator.remove();}}System.out.println(coll); // [1, 3, 5]
}

2、迭代器的执行原理

• Iterator迭代器对象在遍历集合时，内部采用指针的方式来跟踪集合中的元素
• 接下来通过一个图例来演示Iterator对象迭代元素的过程

3、foreach循环

• foreach循环（也称增强for循环）是 JDK5.0 中定义的一个高级for循环，专门用来遍历数组和集合的
• foreach循环的语法格式：

for(元素的数据类型 局部变量 : Collection集合或数组){ //操作局部变量的输出操作
}
//这里局部变量就是一个临时变量，自己命名就可以

举例：

@Test
public void test5(){Collection coll = new ArrayList();coll.add("小李广");coll.add("扫地僧");coll.add("石破天");
//foreach循环其实就是使用Iterator迭代器来完成元素的遍历的。for (Object o : coll) {System.out.println(o);}
}

• 对于集合的遍历，增强for的内部原理其实是个Iterator迭代器

• 它用于遍历Collection和数组。通常只进行遍历元素，不要在遍历的过程中对集合元素进行增删操作

public class InterviewTest {@Testpublic void testFor() {String[] arr1 = new String[]{"AA", "CC", "DD"};//赋值操作1
//        for(int i = 0;i < arr1.length;i++){
//            arr1[i] = "MM";
//        }//赋值操作2for (String s : arr1) {s = "MM";}System.out.println(Arrays.toString(arr1));}
}

• 赋值操作1结果：[MM, MM, MM]
• 赋值操作2结果：[AA, CC, DD]

四、Collection子接口1：List

1、List接口特点

• 鉴于Java中数组用来存储数据的局限性，我们通常使用java.util.List替代数组
• List集合类中元素有序、且可重复，集合中的每个元素都有其对应的顺序索引
• JDK API中List接口的实现类常用的有：ArrayList、LinkedList和Vector

2、List接口方法

 
List除了从Collection集合继承的方法外，List 集合里添加了一些根据索引来操作集合元素的方法

• 插入元素
  • void add(int index, Object ele):在index位置插入ele元素
  • boolean addAll(int index, Collection eles):从index位置开始将eles中的所有元素添加进来
• 获取元素
  • Object get(int index):获取指定index位置的元素
  • List subList(int fromIndex, int toIndex):返回从fromIndex到toIndex位置的子集合
• 获取元素索引
  • int indexOf(Object obj):返回obj在集合中首次出现的位置
  • int lastIndexOf(Object obj):返回obj在当前集合中末次出现的位置
• 删除和替换元素
  • Object remove(int index):移除指定index位置的元素，并返回此元素
  • Object set(int index, Object ele):设置指定index位置的元素为ele

举例：

public class TestListMethod {public static void main(String[] args) {// 创建List集合对象List<String> list = new ArrayList<String>();// 往 尾部添加 指定元素list.add("图图");list.add("小美");list.add("不高兴");System.out.println(list); // [图图, 小美, 不高兴]// 往指定位置添加list.add(1,"没头脑");System.out.println(list); // [图图, 没头脑, 小美, 不高兴]// 删除指定位置元素  返回被删除元素System.out.println(list.remove(2));System.out.println(list); // [图图, 没头脑, 不高兴]// 在指定位置 进行 元素替代（改）// 修改指定位置元素list.set(0, "三毛");System.out.println(list); // [三毛, 没头脑, 不高兴]}
}

3、List接口主要实现类：ArrayList

• ArrayList 是 List 接口的主要实现类
• 本质上，ArrayList是对象引用的一个”变长”数组

Arrays.asList(…) 方法创建集合

• Arrays.asList(…) 方法返回的 List 集合，既不是 ArrayList 实例，也不是 Vector 实例
• Arrays.asList(…) 返回值是一个固定长度的 List 集合
  • 返回值对象Arrays.ArrayList，Arrays工具类的内部类ArrayList
  • 继承AbstractList也就是实现List接口
  • 但是Arrays.ArrayList没有重写add方法
  • 所以返回的此集合不能新增

• 私有内部类，所以返回值用父类List表示，而不能用Arrays.ArrayList

public abstract class AbstractList<E> extends AbstractCollection<E> implements List<E> {protected AbstractList() {}public boolean add(E e) {add(size(), e);return true;}...public void add(int index, E element) {throw new UnsupportedOperationException();}
}    

例子：

@Test
public void test6(){List<String> list = Arrays.asList("1", "2", "3");list.add("a");
}

输出结果：

Exception in thread "main" java.lang.UnsupportedOperationExceptionat java.util.AbstractList.add(AbstractList.java:148)at java.util.AbstractList.add(AbstractList.java:108)

4、List的实现类之二：LinkedList

• 对于频繁的插入或删除元素的操作，建议使用LinkedList类，效率较高
• 这是由底层采用链表（双向链表）结构存储数据决定的

• 特有方法
  • void addFirst(Object obj)
  • void addLast(Object obj)
  • Object getFirst()
  • Object getLast()
  • Object removeFirst()
  • Object removeLast()

5、List的实现类之三：Vector

• Vector 是一个古老的集合，JDK1.0就有了
• 大多数操作与ArrayList相同，区别之处在于Vector是线程安全的
• 在各种List中，最好把ArrayList作为默认选择
  • 当插入、删除频繁时，使用LinkedList
  • Vector总是比ArrayList慢，所以尽量避免使用
• 特有方法：
  • void addElement(Object obj)
  • void insertElementAt(Object obj,int index)
  • void setElementAt(Object obj,int index)
  • void removeElement(Object obj)
  • void removeAllElements()

五、Collection子接口2：Set

1、Set接口概述

• Set接口是Collection的子接口，Set接口相较于Collection接口没有提供额外的方法
• Set 集合不允许包含相同的元素，如果试把两个相同的元素加入同一个 Set 集合中，则添加操作失败
• Set集合支持的遍历方式和Collection集合一样：foreach和Iterator
• Set的常用实现类有：HashSet、TreeSet、LinkedHashSet

2、Set主要实现类：HashSet

2.1、HashSet概述

• HashSet 是 Set 接口的主要实现类，大多数时候使用 Set 集合时都使用这个实现类
• HashSet 按 Hash 算法来存储集合中的元素，因此具有很好的存储、查找、删除性能
• HashSet 具有以下特点：
  • 不能保证元素的排列顺序
  • HashSet 不是线程安全的
  • 集合元素可以是 null
• HashSet 集合判断两个元素相等的标准：
  • 两个对象通过 hashCode() 方法得到的哈希值相等
  • 并且两个对象的 equals() 方法返回值为true
• 对于存放在Set容器中的对象，对应的类一定要重写hashCode()和equals(Object obj)方法，以实现对象相等规则。即：“相等的对象必须具有相等的散列码”
• HashSet集合中元素的无序性，不等同于随机性。这里的无序性与元素的添加位置有关
  • 具体来说：我们在添加每一个元素到数组中时
  • 具体的存储位置是由元素的hashCode()调用后返回的hash值决定的
  • 导致在数组中每个元素不是依次紧密存放的，表现出一定的无序性

2.2、HashSet中添加元素的过程

• 第1步：当向 HashSet 集合中存入一个元素时
  • HashSet 会调用该对象的 hashCode() 方法得到该对象的 hashCode值
  • 然后根据 hashCode值
  • 通过某个散列函数决定该对象在 HashSet 底层数组中的存储位置
• 第2步：如果要在数组中存储的位置上没有元素，则直接添加成功
• 第3步：如果要在数组中存储的位置上有元素，则继续比较
  • 如果两个元素的hashCode值不相等，则添加成功
  • 如果两个元素的hashCode()值相等，则会继续调用equals()方法
    • 如果equals()方法结果为false，则添加成功
    • 如果equals()方法结果为true，则添加失败
• 第3步两种添加成功的操作，由于该底层数组的位置已经有元素了，则会通过链表的方式继续链接，存储

2.3、重写 hashCode() 方法的基本原则

• 在程序运行时，同一个对象多次调用 hashCode() 方法应该返回相同的值
• 当两个对象的 equals() 方法比较返回 true 时，这两个对象的 hashCode() 方法的返回值也应相等
• 对象中用作 equals() 方法比较的 Field，都应该用来计算 hashCode 值

注意：如果两个元素的 equals() 方法返回 true，但它们的 hashCode() 返回值不相等，hashSet 将会把它们存储在不同的位置，但依然可以添加成功

2.4、重写equals()方法的基本原则

• 重写equals方法的时候一般都需要同时复写hashCode方法
• 通常参与计算hashCode的对象的属性也应该参与到equals()中进行计算
• 为什么用Eclipse/IDEA复写hashCode方法，有31这个数字？
  • 首先，选择系数的时候要选择尽量大的系数。因为如果计算出来的hash地址越大，所谓的“冲突”就越少，查找起来效率也会提高。（减少冲突）
  • 其次，31只占用5bits,相乘造成数据溢出的概率较小
  • 再次，31可以 由i*31== (i<<5)-1来表示,现在很多虚拟机里面都有做相关优化。（提高算法效率）
  • 最后，31是一个素数，素数作用就是如果我用一个数字来乘以这个素数，那么最终出来的结果只能被素数本身和被乘数还有1来整除！(减少冲突)

举例：

public class Person {String name;int age;public Person() {}public Person(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}@Overridepublic String toString() {return "Person{" +"name='" + name + '\'' +", age=" + age +'}';}@Overridepublic boolean equals(Object o) {System.out.println("Person equals()...");if (this == o) return true;if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;Person person = (Person) o;return age == person.age && Objects.equals(name, person.name);}@Overridepublic int hashCode() {System.out.println("Person hashCode()...");return Objects.hash(name, age);}
}

@Test
public void test1(){Set set = new HashSet();set.add("AA");set.add(123);set.add("BB");set.add(new Person("Tom",12));set.add(new Person("Tom",12));Iterator iterator = set.iterator();while(iterator.hasNext()){System.out.println(iterator.next());}
}

输出结果：

Person hashCode()...
Person hashCode()...
Person equals()...
AA
BB
123
Person{name='Tom', age=12}

3、Set实现类之二：LinkedHashSet

• LinkedHashSet 是 HashSet 的子类，不允许集合元素重复
• LinkedHashSet 根据元素的 hashCode 值来决定元素的存储位置
  • 但它同时使用双向链表维护元素的次序
  • 这使得元素看起来是以添加顺序保存的
• LinkedHashSet插入性能略低于 HashSet，但在迭代访问 Set 里的全部元素时有很好的性能

举例：

@Test
public void test2(){LinkedHashSet set = new LinkedHashSet();set.add("张三");set.add("张三");set.add("李四");set.add("王五");set.add("王五");set.add("赵六");System.out.println("set = " + set);//不允许重复，体现添加顺序
}

输出结果：

set = [张三, 李四, 王五, 赵六]

4、Set实现类之三：TreeSet

• TreeSet 是 SortedSet 接口的实现类，TreeSet 可以按照添加的元素的指定的属性的大小顺序进行遍历
• TreeSet底层使用红黑树结构存储数据
• 新增的方法如下： (了解)
  • Comparator comparator()
  • Object first()
  • Object last()
  • Object lower(Object e)
  • Object higher(Object e)
  • SortedSet subSet(fromElement, toElement)
  • SortedSet headSet(toElement)
  • SortedSet tailSet(fromElement)
• TreeSet特点：不允许重复、实现排序（自然排序或定制排序）
• TreeSet 两种排序方法：自然排序和定制排序。默认情况下，TreeSet 采用自然排序
  • 自然排序：TreeSet 会调用集合元素的 compareTo(Object obj) 方法来比较元素之间的大小关系，然后将集合元素按升序(默认情况)排列
    • 如果试图把一个对象添加到 TreeSet 时，则该对象的类必须实现 Comparable 接口
    • 实现 Comparable 的类必须实现 compareTo(Object obj) 方法，两个对象即通过 compareTo(Object obj) 方法的返回值来比较大小
  • 定制排序：如果元素所属的类没有实现Comparable接口，或不希望按照升序(默认情况)的方式排列元素或希望按照其它属性大小进行排序，则考虑使用定制排序。定制排序，通过Comparator接口来实现。需要重写compare(T o1,T o2)方法
    • 利用int compare(T o1,T o2)方法，比较o1和o2的大小：如果方法返回正整数，则表示o1大于o2；如果返回0，表示相等；返回负整数，表示o1小于o2
    • 要实现定制排序，需要将实现Comparator接口的实例作为形参传递给TreeSet的构造器
• 因为只有相同类的两个实例才会比较大小，所以向 TreeSet 中添加的应该是同一个类的对象
• 对于 TreeSet 集合而言，它判断两个对象是否相等的唯一标准是：
  • 两个对象通过 compareTo(Object obj) 或compare(Object o1,Object o2)方法比较返回值
  • 返回值为0，则认为两个对象相等

举例1：String自然排序

/*
* 自然排序：针对String类的对象
* */
@Test
public void test1(){TreeSet set = new TreeSet();set.add("MM");set.add("CC");set.add("AA");set.add("DD");set.add("ZZ");//set.add(123);  //报ClassCastException的异常System.out.println(set); // [AA, CC, DD, MM, ZZ]
}

举例2：自定义类自然排序

public class User implements Comparable{String name;int age;public User() {}public User(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}@Overridepublic String toString() {return "User{" +"name='" + name + '\'' +", age=" + age +'}';}/*举例：按照age从小到大的顺序排列，如果age相同，则按照name从大到小的顺序排列* */public int compareTo(Object o) {if(this == o){return 0;}if(o instanceof User){User user = (User)o;int value = this.age - user.age;if(value != 0){return value;}return -this.name.compareTo(user.name);}throw new RuntimeException("输入的类型不匹配");}
}

/*
* 自然排序：针对User类的对象
* */
@Test
public void test2(){TreeSet set = new TreeSet();set.add(new User("Tom",12));set.add(new User("Rose",23));set.add(new User("Jerry",2));set.add(new User("Eric",18));set.add(new User("Tommy",44));set.add(new User("Jim",23));set.add(new User("Maria",18));//set.add("Tom");Iterator iterator = set.iterator();while(iterator.hasNext()){System.out.println(iterator.next());}System.out.println(set.contains(new User("Jack", 23))); //true
}

举例3：定制排序

/** 定制排序* */
@Test
public void test3(){//按照User的姓名的从小到大的顺序排列Comparator comparator = new Comparator() {@Overridepublic int compare(Object o1, Object o2) {if(o1 instanceof User && o2 instanceof User){User u1 = (User)o1;User u2 = (User)o2;return u1.name.compareTo(u2.name);}throw new RuntimeException("输入的类型不匹配");}};TreeSet set = new TreeSet(comparator);set.add(new User("Tom",12));set.add(new User("Rose",23));set.add(new User("Jerry",2));set.add(new User("Eric",18));set.add(new User("Tommy",44));set.add(new User("Jim",23));set.add(new User("Maria",18));Iterator iterator = set.iterator();while(iterator.hasNext()){System.out.println(iterator.next());}
}

六、Map接口

1、Map接口概述

• Map与Collection并列存在。用于保存具有映射关系的数据：key-value
  • Collection集合称为单列集合，元素是孤立存在的（理解为单身）
  • Map集合称为双列集合，元素是成对存在的(理解为情侣)
• Map 中的 key 和 value 都可以是任何引用类型的数据。但常用String类作为Map的“键”
• Map接口的常用实现类：HashMap、LinkedHashMap、TreeMap和Properties
• HashMap是 Map 接口使用频率最高的实现类

2、Map中key-value特点

• HashMap中存储的key、value的特点如下：

• Map 中的 key用Set来存放，不允许重复，即同一个 Map 对象所对应的类，须重写hashCode()和equals()方法

• key 和 value 之间存在单向一对一关系
  • 即通过指定的 key 总能找到唯一的、确定的 value
  • 不同key对应的value可以重复
  • value所在的类要重写equals()方法
• key和value构成一个entry。所有的entry彼此之间是无序的、不可重复的

3、Map接口的常用方法

• 添加、修改操作：
  • Object put(Object key,Object value)：将指定key-value添加到(或修改)当前map对象中
  • void putAll(Map m):将m中的所有key-value对存放到当前map中
• 删除操作：
  • Object remove(Object key)：移除指定key的key-value对，并返回value
  • void clear()：清空当前map中的所有数据
• 元素查询的操作：
  • Object get(Object key)：获取指定key对应的value
  • boolean containsKey(Object key)：是否包含指定的key
  • boolean containsValue(Object value)：是否包含指定的value
  • int size()：返回map中key-value对的个数
  • boolean isEmpty()：判断当前map是否为空
  • boolean equals(Object obj)：判断当前map和参数对象obj是否相等
• 元视图操作的方法：
  • Set keySet()：返回所有key构成的Set集合
  • Collection values()：返回所有value构成的Collection集合
  • Set entrySet()：返回所有key-value对构成的Set集合

举例1：

@Test
public void test1(){//创建 map对象HashMap map = new HashMap();//添加元素到集合map.put("黄晓明", "杨颖");map.put("李晨", "李小璐");map.put("李晨", "范冰冰");map.put("邓超", "孙俪");System.out.println(map);//删除指定的key-valueSystem.out.println(map.remove("黄晓明"));System.out.println(map);//查询指定key对应的valueSystem.out.println(map.get("邓超"));System.out.println(map.get("黄晓明"));
}

举例2：

@Test
public void test2(){HashMap map = new HashMap();map.put("许仙", "白娘子");map.put("董永", "七仙女");map.put("牛郎", "织女");map.put("许仙", "小青");System.out.println("所有的key:");Set keySet = map.keySet();for (Object key : keySet) {System.out.println(key);}System.out.println("所有的value:");Collection values = map.values();for (Object value : values) {System.out.println(value);}System.out.println("所有的映射关系:");Set entrySet = map.entrySet();for (Object mapping : entrySet) {//System.out.println(entry);Map.Entry entry = (Map.Entry) mapping;System.out.println(entry.getKey() + "->" + entry.getValue());}
}

4、Map的主要实现类：HashMap

• HashMap是 Map 接口使用频率最高的实现类
• HashMap是线程不安全的。允许添加 null 键和 null 值
• 存储数据采用的哈希表结构
  • 底层使用一维数组+单向链表+红黑树进行key-value数据的存储
  • 与HashSet一样，元素的存取顺序不能保证一致
• HashMap 判断两个key相等的标准是：两个 key 的hashCode值相等，通过 equals() 方法返回 true
• HashMap 判断两个value相等的标准是：两个 value 通过 equals() 方法返回 true

举例：

@Test
public void test1(){Map map = new HashMap();map.put(null,null);map.put("Tom",23);map.put("CC",new Date());map.put(34,"AA");System.out.println(map); // {null=null, CC=Sat Apr 22 17:51:16 CST 2023, 34=AA, Tom=23}
}

5、Map实现类之二：LinkedHashMap

• LinkedHashMap 是 HashMap 的子类
• 存储数据采用的哈希表结构+链表结构
  • 在HashMap存储结构的基础上，使用了一对双向链表来记录添加元素的先后顺序
  • 可以保证遍历元素时，与添加的顺序一致
• 通过哈希表结构可以保证键的唯一、不重复，需要键所在类重写hashCode()方法、equals()方法

举例：

@Test
public void test2(){LinkedHashMap map = new LinkedHashMap();map.put("Tom",23);map.put("CC","test");map.put(34,"AA");System.out.println(map); // {Tom=23, CC=test, 34=AA}
}

6、Map实现类之三：TreeMap

• TreeMap存储 key-value 对时，需要根据 key-value 对进行排序
• TreeMap 可以保证所有的 key-value 对处于有序状态
• TreeSet底层使用红黑树结构存储数据
• TreeMap 的 Key 的排序
  • 自然排序：TreeMap 的所有的 Key 必须实现 Comparable 接口
    • 而且所有的 Key 应该是同一个类的对象
    • 否则将会抛出 ClasssCastException
  • 定制排序：创建 TreeMap 时，构造器传入一个 Comparator 对象
    • 该对象负责对 TreeMap 中的所有 key 进行排序
    • 此时不需要 Map 的 Key 实现 Comparable 接口
• TreeMap判断两个key相等的标准：两个key通过compareTo()方法或者compare()方法返回0

举例1：自然排序

@Test
public void test1(){TreeMap map = new TreeMap();map.put("CC",45);map.put("MM",78);map.put("DD",56);map.put("GG",89);System.out.println(map); // {CC=45, DD=56, GG=89, MM=78}
}

举例1：定制排序

@Test
public void test2(){//按照User的姓名的从小到大的顺序排列TreeMap map = new TreeMap(new Comparator() {@Overridepublic int compare(Object o1, Object o2) {if(o1 instanceof User && o2 instanceof User){User u1 = (User)o1;User u2 = (User)o2;return u1.name.compareTo(u2.name);}throw new RuntimeException("输入的类型不匹配");}});map.put(new User("Tom",12),67);map.put(new User("Rose",23),"87");map.put(new User("Jerry",2),88);map.put(new User("Eric",18),45);map.put(new User("Tommy",44),77);map.put(new User("Jim",23),88);map.put(new User("Maria",18),34);System.out.println(map);
}

7、Map实现类之四：Hashtable

• Hashtable是Map接口的古老实现类，JDK1.0就提供了
• 不同于HashMap，Hashtable是线程安全的
• Hashtable实现原理和HashMap相同，功能相同
• 底层都使用哈希表结构（数组+单向链表），查询速度快
• 与HashMap一样，Hashtable 也不能保证其中 Key-Value 对的顺序
• Hashtable判断两个key相等、两个value相等的标准，与HashMap一致
• 与HashMap不同，Hashtable 不允许使用 null 作为 key 或 value

8、Map实现类之五：Properties

• Properties 类是 Hashtable 的子类，该对象用于处理属性文件
• 由于属性文件里的 key、value 都是字符串类型，所以Properties 中要求 key 和 value 都是字符串类型
• 存取数据时，建议使用setProperty(String key,String value)方法和getProperty(String key)方法

举例1：

@Test
public void test3() throws IOException {Properties pros = new Properties();pros.load(new FileInputStream("jdbc.properties"));String user = pros.getProperty("user");System.out.println(user);
}

七、Collections工具类

参考操作数组的工具类：Arrays，Collections 是一个操作 Set、List 和 Map 等集合的工具类

1、常用方法

• Collections 中提供了一系列静态的方法对集合元素进行排序、查询和修改等操作
• 还提供了对集合对象设置不可变、对集合对象实现同步控制等方法（均为static方法）

排序操作：

• reverse(List)：反转 List 中元素的顺序
• shuffle(List)：对 List 集合元素进行随机排序
• sort(List)：根据元素的自然顺序对指定 List 集合元素按升序排序
• sort(List，Comparator)：根据指定的 Comparator 产生的顺序对 List 集合元素进行排序
• swap(List，int， int)：将指定 list 集合中的 i 处元素和 j 处元素进行交换

查找

• Object max(Collection)：根据元素的自然顺序，返回给定集合中的最大元素
• Object max(Collection，Comparator)：根据 Comparator 指定的顺序，返回给定集合中的最大元素
• Object min(Collection)：根据元素的自然顺序，返回给定集合中的最小元素
• Object min(Collection，Comparator)：根据 Comparator 指定的顺序，返回给定集合中的最小元素
• int frequency(Collection c，Object o)：返回指定集合中指定元素的出现次数

复制、替换

• void copy(List dest,List src)：将src中的内容复制到dest中
• boolean replaceAll(List list，Object oldVal，Object newVal)：使用新值替换 List 对象的所有旧值
• 提供了多个unmodifiableXxx()方法，该方法返回指定 Xxx的不可修改的视图

添加

• boolean addAll(Collection c,T… elements)将所有指定元素添加到指定 collection 中

同步

• Collections 类中提供了多个 synchronizedXxx() 方法，该方法可使将指定集合包装成线程同步的集合，从而可以解决多线程并发访问集合时的线程安全问题

2、举例

@Test
public void test1(){List list = Arrays.asList(45, 43, 65, 6, 43, 2, 32, 45, 56, 34, 23);//reverse(List)：反转 List 中元素的顺序
//  Collections.reverse(list); // [23, 34, 56, 45, 32, 2, 43, 6, 65, 43, 45]//shuffle(List)：对 List 集合元素进行随机排序,每次不一样
//  Collections.shuffle(list); // [65, 32, 34, 23, 45, 45, 2, 43, 43, 56, 6]//sort(List)：根据元素的自然顺序对指定 List 集合元素按升序排序
//  Collections.sort(list); // [2, 6, 23, 32, 34, 43, 43, 45, 45, 56, 65]//sort(List，Comparator)：根据指定的 Comparator 产生的顺序对 List 集合元素进行排序Collections.sort(list, new Comparator() {@Overridepublic int compare(Object o1, Object o2) {if(o1 instanceof Integer && o2 instanceof Integer){Integer i1 = (Integer) o1;Integer i2 = (Integer) o2;//                    return i1 - i2;return -(i1.intValue() - i2.intValue());}throw new RuntimeException("类型不匹配");}}); // [65, 56, 45, 45, 43, 43, 34, 32, 23, 6, 2]System.out.println(list);
}

@Test
public void test2(){List list = Arrays.asList(45, 43, 65, 6, 43, 2, 32, 45, 56, 34, 23);System.out.println(list);Object max = Collections.max(list);Object max1 = Collections.max(list,new Comparator() {@Overridepublic int compare(Object o1, Object o2) {if(o1 instanceof Integer && o2 instanceof Integer){Integer i1 = (Integer) o1;Integer i2 = (Integer) o2;//                    return i1 - i2;return -(i1.intValue() - i2.intValue());}throw new RuntimeException("类型不匹配");}});System.out.println(max); // 65System.out.println(max1); // 2int count = Collections.frequency(list, 45);System.out.println("45出现了" + count + "次"); // 45出现了2次
}

@Test
public void test3(){List src = Arrays.asList(45, 43, 65, 6, 43, 2, 32, 45, 56, 34, 23);//void copy(List dest,List src)：将src中的内容复制到dest中//错误的写法：
//        List dest = new ArrayList();//正确的写法：List dest = Arrays.asList(new Object[src.size()]);Collections.copy(dest,src);System.out.println(dest);
}

@Test
public void test4(){//提供了多个unmodifiableXxx()方法，该方法返回指定 Xxx的不可修改的视图。List list1 = new ArrayList();//list1可以写入数据list1.add(34);list1.add(12);list1.add(45);List list2 = Collections.unmodifiableList(list1);//此时的list2只能读，不能写list2.add("AA");//不能写System.out.println(list2.get(0));//34
}

@Test
public void test5(){//Collections 类中提供了多个 synchronizedXxx() 方法List list1 = new ArrayList();//返回的list2就是线程安全的List list2 = Collections.synchronizedList(list1);list2.add(123);HashMap map1 = new HashMap();//返回的map2就是线程安全的Map map2 = Collections.synchronizedMap(map1);
}