Java集合类介绍

数组是一种很常见的数据结构，开始接触编程的时候多数程序都和数组相关。刚开始接触Java时也是一直使用数组写一些程序，后来越来越觉得数组这东西没法满足需求了，这时一位“前辈”对我说了一句：不会用集合类就等于没学过Java。然后才知道有集合类。

java集合类分为：set、list、map、queue四大体系。其中set代表无序、不可重复的集合；list代表有序、可重复的集合。map代表具有映射关系的集合；queue代表队列集合。

Java集合类与数组的区别：Java的集合类的长度是动态的，数组则是固定长度的。

Java集合类与数组的联系：使用相应的toArray()和Arrays.asList()方法可以回想转换。

想想已经是3、4年前的事了，时间如白驹过隙啊。

什么时候数组会显得力不从心，没法满足需求，需要集合类呢？

1、不知道具体数据长度

2、需要自动排序

3、存储键值对

当然，上面的情况不是绝对的，只是数组比较难满足。这时集合类（也可称为容器类）就显示了它强大的功能。

集合类的分类

上图中不包含Queue内容，部分Map的实现类未给出。

常见使用的有List、Set、Map及他们的实现类。

List、Set、Map接口及各实现类的特性

在满足要求的情况下，Map应尽量使用HashMap，Set应尽量使用HashSet。

集合类的基本使用

List

List基本操作

 1 ArrayList arrayList = new ArrayList();
 2         arrayList.add("Tom");
 3         arrayList.add("Jerry");
 4         arrayList.add("Micky");
 5         // 使用Iterator遍历元素
 6         Iterator it = arrayList.iterator();
 7         while (it.hasNext()) {
 8             String str = it.next();
 9             System.out.println(str);
10         }
11         // 在指定位置插入元素
12         arrayList.add(2, "Kate");
13         // 通过索引直接访问元素
14         for (int i = 0; i < arrayList.size(); i++) {
15             System.out.println(arrayList.get(i));
16         }
17         List subList = new ArrayList();
18         subList.add("Mike");
19         // addAll(Collection<? extends String> c)添加所给集合中的所有元素
20         arrayList.addAll(subList);
21         // 判断是否包含某个元素
22         if (arrayList.contains("Mike")) {
23             System.out.println("Mike is include in the list");
24         }
25 
26         LinkedList linkedList = new LinkedList();
27         linkedList.addAll(arrayList);
28         // 获取指定元素
29         System.out.println(linkedList.get(4));
30         // 获取第一个元素
31         System.out.println(linkedList.getFirst());
32         // 获取最后一个元素
33         System.out.println(linkedList.getLast());
34         // 获取并删除第一个元素
35         System.out.println(linkedList.pollFirst());
36         // 获取，但不移除第一个元素
37         System.out.println(linkedList.peekFirst());

ArrayList和LinkedList的效率比较

ArrayList添加元素的效率

 1 ArrayList arrList = new ArrayList();
 2         long startTimeMillis, endTimeMillis;
 3         startTimeMillis = System.currentTimeMillis();
 4         for (int i = 0; i < 10000; i++) {
 5             arrList.add(0, "addString");
 6         }
 7         endTimeMillis = System.currentTimeMillis();
 8         System.out.println("ArrayList:" + (endTimeMillis - startTimeMillis)
 9                 + "ms");
10 
11         arrList.clear();
12 
13         startTimeMillis = System.currentTimeMillis();
14         for (int i = 0; i < 20000; i++) {
15             arrList.add(0, "addString");
16         }
17         endTimeMillis = System.currentTimeMillis();
18         System.out.println("ArrayList:" + (endTimeMillis - startTimeMillis)
19                 + "ms");
20 
21         arrList.clear();
22 
23         startTimeMillis = System.currentTimeMillis();
24         for (int i = 0; i < 40000; i++) {
25             arrList.add(0, "addString");
26         }
27         endTimeMillis = System.currentTimeMillis();
28         System.out.println("ArrayList:" + (endTimeMillis - startTimeMillis)
29                 + "ms");
30 
31         arrList.clear();
32 
33         startTimeMillis = System.currentTimeMillis();
34         for (int i = 0; i < 80000; i++) {
35             arrList.add(0, "addString");
36         }
37         endTimeMillis = System.currentTimeMillis();
38         System.out.println("ArrayList:" + (endTimeMillis - startTimeMillis)
39                 + "ms");
40 
41         arrList.clear();
42 
43         startTimeMillis = System.currentTimeMillis();
44         for (int i = 0; i < 160000; i++) {
45             arrList.add(0, "addString");
46         }
47         endTimeMillis = System.currentTimeMillis();
48         System.out.println("ArrayList:" + (endTimeMillis - startTimeMillis)
49                 + "ms");
50 
51         arrList.clear();
52 
53         startTimeMillis = System.currentTimeMillis();
54         for (int i = 0; i < 320000; i++) {
55             arrList.add(0, "addString");
56         }
57         endTimeMillis = System.currentTimeMillis();
58         System.out.println("ArrayList:" + (endTimeMillis - startTimeMillis)
59                 + "ms");

执行时间比较

因为ArrayList底层由数组实现，在0号位置插入时将移动list的所有元素，在末尾插入元素时不需要移动。LinkedList是双向链表，在任意位置插入元素所需时间均相同。所以在List中有较多插入和删除操作的情况下应使用LinkedList来提高效率，而有较多索引查询的时候使用ArrayList（使用增强型的for循环或Iterator遍历LinkedList效率将提高很多）。

Map

Map基本操作

 1 HashMap map = new HashMap();
 2         // 向Map中添加元素
 3         map.put("Tom", 26);
 4         map.put("Jack", 18);
 5         map.put("Micky", 17);
 6         map.put("Kate", 15);
 7         // 根据Key获取Value
 8         System.out.println("Jack is " + map.get("Jack") + " years old");
 9         // 移除
10         map.remove("Micky");
11         // 遍历Map
12         for (Entry entry : map.entrySet()) {
13             System.out.println("name:" + entry.getKey() + " age:"
14                     + entry.getValue());
15         }
16         // Key相同的元素将被覆盖
17         map.put("Jack", 19);
18         // 根据Key获取Value
19         System.out.println("Jack is " + map.get("Jack") + " years old");
20         // 判断是否包含某个Key
21         if (map.containsKey("Tom")) {
22             System.out.println(map.get("Tom"));
23         }
24         // 判断是否包含某个Value
25         if (map.containsValue(26)) {
26             System.out.println("The map include the value 26");
27         }
28         // 判断map是否为空
29         if (!map.isEmpty()) {
30             // 获取map大小
31             System.out.println("The map's size=" + map.size());
32         }
33         // 获取Key的集合
34         for (String str : map.keySet()) {
35             System.out.println(str);
36         }
37 
38         TreeMap treeMap = new TreeMap();
39         treeMap.putAll(map);
40         // 输出内容按照key值排序
41         for (Entry entry : treeMap.entrySet()) {
42             System.out.println("name:" + entry.getKey() + " age:"
43                     + entry.getValue());
44             // name:Jack age:19
45             // name:Kate age:15
46             // name:Tom age:26
47         }
48 
49         LinkedHashMap linkedHashMap = new LinkedHashMap();
50         // 向Map中添加元素
51         linkedHashMap.put("Tom", 26);
52         linkedHashMap.put("Jack", 18);
53         linkedHashMap.put("Micky", 17);
54         linkedHashMap.put("Kate", 15);
55         // 保持了插入的顺序
56         for (Entry entry : linkedHashMap.entrySet()) {
57             System.out.println("name:" + entry.getKey() + " age:"
58                     + entry.getValue());
59             // name:Tom age:26
60             // name:Jack age:18
61             // name:Micky age:17
62             // name:Kate age:15
63         }

Set

Set基本操作

 1 HashMap map = new HashMap();
 2         // 向Map中添加元素
 3         map.put("Tom", 26);
 4         map.put("Jack", 18);
 5         map.put("Micky", 17);
 6         map.put("Kate", 15);
 7         // 根据Key获取Value
 8         System.out.println("Jack is " + map.get("Jack") + " years old");
 9         // 移除
10         map.remove("Micky");
11         // 遍历Map
12         for (Entry entry : map.entrySet()) {
13             System.out.println("name:" + entry.getKey() + " age:"
14                     + entry.getValue());
15         }
16         // Key相同的元素将被覆盖
17         map.put("Jack", 19);
18         // 根据Key获取Value
19         System.out.println("Jack is " + map.get("Jack") + " years old");
20         // 判断是否包含某个Key
21         if (map.containsKey("Tom")) {
22             System.out.println(map.get("Tom"));
23         }
24         // 判断是否包含某个Value
25         if (map.containsValue(26)) {
26             System.out.println("The map include the value 26");
27         }
28         // 判断map是否为空
29         if (!map.isEmpty()) {
30             // 获取map大小
31             System.out.println("The map's size=" + map.size());
32         }
33         // 获取Key的集合
34         for (String str : map.keySet()) {
35             System.out.println(str);
36         }
37 
38         TreeMap treeMap = new TreeMap();
39         treeMap.putAll(map);
40         // 输出内容按照key值排序
41         for (Entry entry : treeMap.entrySet()) {
42             System.out.println("name:" + entry.getKey() + " age:"
43                     + entry.getValue());
44             // name:Jack age:19
45             // name:Kate age:15
46             // name:Tom age:26
47         }
48 
49         LinkedHashMap linkedHashMap = new LinkedHashMap();
50         // 向Map中添加元素
51         linkedHashMap.put("Tom", 26);
52         linkedHashMap.put("Jack", 18);
53         linkedHashMap.put("Micky", 17);
54         linkedHashMap.put("Kate", 15);
55         // 保持了插入的顺序
56         for (Entry entry : linkedHashMap.entrySet()) {
57             System.out.println("name:" + entry.getKey() + " age:"
58                     + entry.getValue());
59             // name:Tom age:26
60             // name:Jack age:18
61             // name:Micky age:17
62             // name:Kate age:15
63         }

本文没有对ArrayList及HashMap进行深入的分析，这两个类是集合类中最常用的类，将另开文章进行深入剖析。