系列文章目录

Java基础篇之jdk、jre环境变量的配置
 第一章 – Java基础语法
 第七章 – Java网络编程

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前言
一、集合框架图
- 1.单列集合
- 2.双列集合
二、Collection接口和常用方法
三、Set接口和常用方法
四、Map接口和常用方法
五、总结-开发中如何选择集合实现类
总结

前言

集合是Java基础知识中的重难点部分，也是面试官频频问到的章节，虽然作为基础知识，但往往被小伙伴们忽视，使得面试时的回答往往不尽如人意，本人趁国庆闲暇时抽空整理这部分知识，包含基础用法、代码案例、源码解读等方面，文章阐述过程如有误，希望各位大佬、大牛们批评指正，小弟不甚感激，希望和伙伴们一起学习、进步！

一、集合框架图

1.单列集合

2.双列集合

二、Collection接口和常用方法

1.Collection接口基本特点

1.Collection接口子类可以存放多个元素，每个元素可以是Object
2.有些Collection的实现类，可以存放重复的元素，有些不可以
3.有些Collection的实现类，有些是有序的（List），有些是无序的（Set）
4.Collection没有直接的实现子类，是通过它的子接口Set和List来实现的

2.Collection接口常用方法

add : 添加单个元素
remove : 删除指定元素
contains : 查找元素是否存在
size ： 获取元素个数
isEmpty ：判断元素是否为空
clear ：清空
addAll ：添加多个元素
containsAll ：查找多个元素是否都存在
removeAll ：删除多个元素

3.Collection接口遍历元素方式

3.1使用Iterator迭代器遍历

1.Iterator对象称为迭代器，主要用于遍历Collection集合中的元素
2.所有实现了Collection接口的集合类都有一个iterator()方法，用于返回一个实现了Iterator接口的对象，即可以返回一个迭代器
3.Iterator的结构
4.Iterator仅用于遍历集合，Iterator本身并不存放对象
5.迭代器的执行原理

代码如下（示例）：

Iterator iterator = coll.iterator();// 得到一个集合的迭代器
hasNext() //判断是否还有下一个元素
while(iterator.hasNext()){
next();// 1.指针下移 2.将下移后集合位置上的元素返回
}

提示：在调用iterator.next()方法之前，必须调用iterator.hasNext()进行检测。若不调用，且下一条记录无效，直接调用iterator.next()会抛出NoSuchElementException异常

3.2使用增强for循环遍历

for(Object object : col){
}

3.3使用普通for循环方式遍历

三、Set接口和常用方法

1.Set接口基本介绍

1.无序（添加和取出的顺序不一致），没有索引
2.不允许重复元素，所以最多包含一个null

2.Set接口常用方法

1.和List接口一样，Set接口也是Collection接口的子接口，因此，常用方法和Collection接口一样

3.Set接口的遍历方式

1.可以使用迭代器方式遍历
2.可以使用增强for方式遍历
3.不能使用索引的方式
4.取出的顺序虽然不是添加的顺序，但是是固定的

4.Set接口实现类-HashSet

4.1HashSet基本特点

1.HashSet实现了Set接口
2.HashSet实际上是HashMap

// HashSet构造方法实际创建了一个HashMap对象：
public HashSet(){
map = new HashMap<>();
}

3.可以存放null值,但是只能有一个null
4.HashSet不保证元素是有序的，取决于hash后，再确定索引的结果
5.不能有重复元素或对象

4.2HashSet底层机制说明

1.分析HashSet底层是HashMap,HashMap底层是（数组+链表+红黑树）
2.分析HashSet的添加元素底层是如何实现的（hash() + equals()）
3.HashSet底层是HashMap
4.添加一个元素时，先得到hash值-会转成->索引值
5.找到存储数据表table，看这个索引位置是否已经存放的有元素如果没有，直接加入如果有，调用equals比较，如果相同，就放弃添加，如果不相同，则添加到最后
6.在Java8中，如果一条链表的元素个数到达TREEIFY_THRESHOLD（默认是8），并且table的大小>=MIN_TREEIFY_CAPACITY(默认64)，就会进行树化（红黑树）
<< num (相当于乘 2^num)

5.Set接口实现类-LinkedHashSet

5.1LinkedHashSet基本特点

1.LinkedHashSet是HashSet的子类
2.LinkedHashSet底层是一个LinkedHashMap，底层维护了一个组数+双向链表
3.LinkedHashSet根据元素的hashCode值来决定元素的储存位置，同时使用链表维护元素的次序，这使得元素看起来是以插4.入顺序保存的
5.LinkedHashSet不允许添加重复元素

5.2LinkedHashSet底层机制

1.在LinkedHashSet中维护了一个hash表和双向链表（LinkedHashSet有head和tail）
2.每一个节点有pre和next属性，这样可以形成双向链表
3.在添加一个元素时，先求hash值，在求索引，确定该元素在hashtable的位置，然后将添加的元素加入到双向链表（如果已经存在，不添加【原则和HashSet一样】）
4.这样的话，我们遍历LinkedHashSet也能确保插入顺序和遍历顺序一致

6.Set接口实现类-TreeSet

6.1LinkedHashSet基本特点

1.使用默认构造器，创建TreeSet是无序的
2.提供了一个可以传入Comparator接口内部类

TreeSet<Object> treeSet = new TreeSet<>(new Comparator<Object>() {
    @Override
    public int compare(Object o1, Object o2) {
        return ((String) o2).compareTo((String) o1);
    }
});

四、Map接口和常用方法

1.Map接口实现类的特点

注：这里的是JDK8的Map接口特点
1.Map与Collection并列存在。用于保存具有映射关系的数据：Key-Value
2.Map中的key和value可以是任何引用类型的数据，会封装到HashMap$Node对象中
3.Map的Key不允许重复，原因和HashSet一样
4.Map中的value可以重复
5.Map的key可以为null，value也可以为null，注意key为null，只能有一个，value为null，可以多个
6.常用String类作为Map的key
7.key和value之间存在单向一对一关系，即通过指定的key总能找到对应的value
8.Map存放数据的key-value示意图，一对k-v是存放在一个Node中的，又因为Node实现了Entry接口，有些书上也说一对k-v就是一个Entry

2.Map接口的常用方法

put：添加
remove：根据键删除映射关系
get：根据键获取值
size：获取元素个数
isEmpty：判断元素个数是否为0
clear：清除
containsKey：查找键是否存在

3.Map六大遍历方式

 Map hashMap = new HashMap<>();
hashMap.put("N1", "小黄");
hashMap.put("N2", "小黑");
hashMap.put("N3", "小吴");
System.out.println("hashMap=" + hashMap);

// 第一组，先取出所有的key，再通过key取出对应的value
System.out.println("----第一组------");
Set keySet = hashMap.keySet();

// (1) 增强for
for (Object key : keySet){
    System.out.println(key + "--" + hashMap.get(key));
}

// (2) 迭代器
Iterator iterator = keySet.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
    Object key =  iterator.next();
    System.out.println(key + "--" + hashMap.get(key));
}

// 第二组 把所有的values取出来
System.out.println("----第二组------");
Collection values = hashMap.values();

// (1) 增强for
for (Object value : values){
    System.out.println(value);
}
// (2) 迭代器
Iterator iterator1 = values.iterator();
while (iterator1.hasNext()) {
    Object value =  iterator1.next();
    System.out.println(value);
}

// 第三组 entrySet
System.out.println("----第三组------");
Set entrySet = hashMap.entrySet();
// (1) 增强for
for (Object entry : entrySet){
    Map.Entry m = (Map.Entry) entry;
    System.out.println(m.getKey() + "--" + m.getValue());
}

// (2) 迭代器
Iterator iterator2 = entrySet.iterator();
while (iterator2.hasNext()) {
    Object entry =  iterator2.next();
    Map.Entry m = (Map.Entry) entry;
    System.out.println(m.getKey() + "--" + m.getValue());
}

4.HashMap小结

1.Map接口的常用实现类：HashMap、Hashtable、Properties
2.HashMap是Map接口使用频率最高的实现类
3.HashMap是以key-val对的方式来存储数据（HashMap$Node类型）
4.key不能重复，但是值可以重复，允许使用nul键和null值
5.如果添加相同的key，则会覆盖原来的key-val，等同于修改（key不会替换，val会替换）
6.与HashSet一样，不保证映射的顺序，因为底层是以hash表的方式来存储的（jdk8的hashMap底层数组+链表+红黑树）
7.HashMap没有实现同步，因此是线程不安全的，方法没有做同步互斥的操作，没有synchronized

5.HashMap底层机制及源码剖析

1.HashMap底层维护了Node类型的数组table，默认为null
2.当创建对象时，将加载因子（loadfactor）初始化为0.75.
3.当添加key-val时，通过key的哈希值得到在table的索引。然后判断该索引处是否有元素，如果没有元素则直接添加。如果不相等需要判断是树结构还是链表结构，做出相应处理。如果添加时发现容量不够，则需要扩容。
4.第一次添加，则需要扩容table容量为16，临界值（threshold）为12（16*0.75）
5.以后再扩容，则需要扩容table容量为原来的2倍（32），临界值为原来的2倍，依次类推。
6.在Java8中，如果一条链表的元素个数超过TREEIFY_THRESHOLD(默认是8)，并且table的大小>=MIN_TREEIFY_CAPACITY（默认64），就会树化（红黑树)。

6.HashTable的基本介绍

1.存放的元素是键值对：即K-V
2.hashtable的键和值都不能为null
3.hashTable使用方法基本上和HashMap一样
4.hashTable是线程安全的，hashMap是线程不安全的

7.Hashtable 和 HashMap对比

8.Properties基本介绍

1.Properties类继承自Hashtable类并且实现了Map接口，也是使用一种键值对的形式来保存数据
2.他的使用特点和Hashtable类似
3.Properties还可以用于从xxx.properties文件中，加载数据到4.Properties类对象，并进行读取和修改
说明：工作后xxx.properties文件通常作为配置文件，这个知识点在IO流

9.Map接口实现类-TreeMap

9.1TreeMap基本特点

1.使用默认的构造器创建TreeMap，是无序的
2.提供了一个可以传入Comparator接口内部类

TreeMap treeMap = new TreeMap(new Comparator() {
    @Override
    public int compare(Object o1, Object o2) {
        return ((String) o1).compareTo((String) o2);
    }
});