什么是集合框架:
java中有一种特殊的类,这些类的内部可以存放多个其他类型的不同对象
文章涉及集合数组的区别，collection接口，iterator迭代器，list接口及其用法，LinkedHashSet集合等有关内容
简介:
集合和数组的区别:
| 数组 | 集合框架 |
|---|---|
| 定长 | 变长 |
| 只能存储基础的数据类型(每个数组只能存储一种) | 可存储任何类型的变量(Object祖宗类) |
| 如需对集合元素排序,需要自己编写算法 | 提供对集合元素排序的方法 |
在java中，Collection接口是集合框架的根接口，所有集合的类型都实现了此接口或从其子接口中继承,例如:list和set接口。
Collection接口
既然list和set是其子接口,那么意味着list和set的实现都含有collection接口含有的方法,根据数据结构的不同，一些collection允许有重复的元素，而另一些则不允许。一些collection是有序的，而另一些则是无序的。这里首先了解一下集合框架出现的接口,如图:
此处collection与map均位于集合框架的顶层,他们的区别是collection内每次存放的是对象例如:student,而map存放的是键值对就好像将学生直接放入collection类型教室,但放入map类型的教室时就要给学生起个别名,这个别名就是键,而具体的学生就是值,且键唯一;Collection有一些集合的通用性操作方法，分为两类：一类是普通方法；一类是带有All的方法，这类方法操作的是集合。
| 方法 | 返回值 | 作用 |
|---|---|---|
| add() | boolean | 向集合的尾部插入元素(存储的是对象的引用) |
| remove(Object o) | boolean | 删除某个元素 |
| isEmpty() | boolean | 判断此集合内是否有元素 |
| size() | int | 得到此集合元素个数 |
| equals(Object obj) | boolean | 比较两个集合是否完全相等 |
| addAll(Collection c) | boolean | 将整个集合c中的元素都添加到该集合中 |
| containsAll(Collection c) | boolean | 该集合是否包含了c集合中的所有元素 |
| removeAll(Collection c) | boolean | 删除该集合和c集合的交集元素 |
| retainAll(Collection c) | boolean | 仅保留该集合中和集合c交集部分的元素 |
| iterator(Collection c) | iterator | 在此collection的元素上进行迭代的迭代器 |
Iterator通用迭代器
因为不同类型的集合存储数据时数据结构不同，想要写一个通用的遍历集合的方法是不现实的。但无论是哪种类型的集合，只有集合自身对集合中的元素是最了解的，因此在实现Collection接口时，不同集合类都实现了自己独有的遍历方法，这称为集合的迭代器Iterator。其实Collection继承了java.lang.Iterable接口，该接口只提供了一个方法：iterator()，只要是实现了这个接口的类就表示具有迭代的能力，也就具有foreach增强遍历的能力。
Iterator接口提供了3个方法：
hasNext()：判断是否有下一个元素。
Next()：获取下一个元素。注意它返回的是Object(暂不考虑泛型)类型。
remove()：移除迭代器最后返回的一个元素。此方法为Collection迭代过程中修改元素的唯一安全的方法。
list
list是指有顺序可重复的容器;其实现类有3个:ArrayList,LinkedList,Vector
ArrayList继承自List接口，List接口又继承自Collection接口。ArrayList类存储的集合中，元素有序、可重复,且每个元素都有唯一的数字下标。
注意:ArrayList底层封装了数组,故其特点是查询效率高,增删效率低.数组的长度是有限的,其扩容的本质是先定义一个更大的数组,然后将数组的内容复制到新数组中来实现的.注意ArrayList是线程非安全的,
List集合的迭代器ListIterator
通过listIterator()方法可以获取ListIterator迭代器。该迭代器接口提供了如下几种方法：
hasNext()：是否有下一个元素
hasPrevious()：是否有前一个元素，用于逆向遍历
next()：获取下一个元素
previour()：获取前一个元素，用于逆向遍历
add(element)：插入元素。注：这是迭代器提供的add()，而非List提供的add()
remove()：移除next()或previous()获取到的元素。注：这是迭代器提供的remove()，而非List提供的remove()
set(element)：设置next()或previour()获取到的元素。注：这是迭代器提供的set()，而非List提供的set()
Vector
线程安全的,
注意,底层是一个长度可动态增长的对象数组,它的喜爱能管管方法都加了synchronized,因此是线程安全的但效率低
LinkedList:
底层是双向链表实现的,其增删效率高,查询效率低,故其适用于频繁的对集合内元素进行增删改时,此时的效率较高
set接口
Set接口也实现了Collection接口。它既然能单独成类，它和List集合的数据结构一定是大有不同的。
特点:
1.Set集合中的元素无序。这里的无序是相对于List而言的，List的有序表示有下标Index的顺序，而Set无序是指没有index也就没有顺序。
2.Set集合中的元素不可重复。若重复,覆盖之前的
3.因为无序，因此Set集合中取出元素的方法只有一种：迭代。
4.实现Set接口的两个常见类为：
(1)HashSet：hash表数据结构；
1).不同步；
2).查询速度快；
3).判断元素是否重复的唯一方法是：先调用hashcode()判断对象是否相同，相同者再调用equals()方法判断内容是否相同。所以，要将元素存储到此数据结构的集合中，必须重写hashcode()和equals()。
(2).TreeSet：二叉树数据结构；
1).二叉树是用来排序的，因此该集合中的元素是有序的。这个有序和List的有序概念不同，此处的有序指的是存储时对元素进行排序，例如按照字母顺序，数字大小顺序等，而非index索引顺序。
2).既然要排序，而equals()方法只能判断是否相等。因此数据存储到TreeSet集合中时需要能够判断大小。
3).有两种方法用于构造有序的TreeSet集合：
a.待存储对象的类实现Comparable接口并重写它的compareTo()方法；
b.在构造TreeSet集合时指定一个比较器comparator。这个比较器需要实现Comparator接口并重写compare()方法。
(3).LinkedHashSet：链表形式的HashSet，仅在HashSet上添加了链表索引。因此此类集合有序(Linked)、查询速度快(HashSet)。不过很少使用该集合类型。
Map接口
用于存储键值对,其存储的键值是通过键来标识的,所有键不能重复,值可以重复
1.map接口的实现类有:HashMap,TreeMap,HashTree和properties
2.常用的方法:
put(),get(),remove(),boolean containsKey(object key),Boolean containsValue(Object Value), void putAll(Map t)
3.HashMap 是 Map 的一个实现类，用来存放键值对。它允许将 null 作为 key 或者 value。HashMap采用散列算法实现,是Map接口常用的实现类,其底层采用哈希表存储数据,若键重复,新值会覆盖旧值,其在查找,删除,修改父母效率都非常高
4.Hashtable 同样也是 Map 的一个实现类，不过它不允许将 null 作为 key 或者 value。线程安全,但效率低
5.哈希表:本质上就是"数组+单向链表",故融合了2者优点:查询效率和增删效率都高;
Entry[ ] table 是HashMap的核心数组结构，也称为“位桶数组”，这个位桶数组中的每个数组对象就是一个单向链表，要将“key-value”两个对象成对存入HashMap的Entry[ ]数组中，步骤如下：
（1）获得key的hashcode,通过调用hashcode()方法；
（2）由hashcode计算hash值（要求在[0, 数组长度-1]区间内）
a.其中一种极其简单和低下的算法：hash值=hashcode/hashcode,意味着将所有键值对对象全部存储到Entry[]索引为1的位置上，形成一个非常长的单向链表；
b. 一种简单和常用的算法：hash值=hashcode%数组长度，缺点：使用除法，效率会低；
c.JDK改进的算法：首先约定数组长度必须为2的整数幂，然后采用位运算实现取余：hash值 =hashcode&(数组长度-1)。
6.TreeMap底层是用红黑二叉树实现的，HashMap的效率高于TreeMap,在需要key按照自然顺序排序时才使用TreeMap。
7.HashMap和HashTable的区别:
①继承不同。
public class Hashtable extends Dictionary implements Map public class HashMap extends AbstractMap implements Map
②Hashtable 中的方法是同步的，而HashMap中的方法在缺省情况下是非同步的。在多线程并发的环境下，可以直接使用Hashtable，但是要使用HashMap的话就要自己增加同步处理了。
③Hashtable中，key和value都不允许出现null值。
在HashMap中，null可以作为键，这样的键只有一个；可以有一个或多个键所对应的值为null。当get()方法返回null值时，即可以表示 HashMap中没有该键，也可以表示该键所对应的值为null。因此，在HashMap中不能由get()方法来判断HashMap中是否存在某个键， 而应该用containsKey()方法来判断。
④两个遍历方式的内部实现上不同。
Hashtable、HashMap都使用了 Iterator。而由于历史原因，Hashtable还使用了Enumeration的方式 。
⑤哈希值的使用不同，HashTable直接使用对象的hashCode。而HashMap重新计算hash值。
⑥Hashtable和HashMap它们两个内部实现方式的数组的初始大小和扩容的方式。HashTable中hash数组默认大小是11，增加的方式是 old*2+1。HashMap中hash数组的默认大小是16，而且一定是2的指数。