Java回顾之集合

　　在这篇文章里，我们关注Java中的集合（Collection）。集合是编程语言中基础的一部分，Java自JDK早期，就引入了Java Collection Framework。设计JCF的那个人，后来还写了一本书，叫《Effective Java》。

　　Java中的集合主要集中在2部分，一部分是java.util包中，一部分是java.util.concurrent中，后者是在前者的基础上，定义了一些实现了同步功能的集合。

　　这篇文章主要关注java.util下的各种集合对象。Java中的集合对象可以粗略的分为3类：List、Set和Map。对应的UML图如下（包括了java.util下大部分的集合对象）：

Java回顾之集合

　　（这张图经过缩放已经变形，完整清晰版图片请参见：https://files.cnblogs.com/wing011203/java_collection_structure.zip，解压缩后就可以看到未经缩放的版本。）

　　Collection概述

　　Java集合中的List和Set都从Collection出来，它是一个学习集合很不错的入口，它包含了集合中通常需要有的操作：

添加元素：add/addAll
清空集合：clear
删除元素：remove/removeAll
判断集合中是否包含某元素：contains/containsAll
判断集合是否为空：isEmpty
计算集合中元素的个数：size
将集合转换为数组：toArray
获取迭代器：iterator

　　我们来看一个简单的例子，下面的代码会返回一个集合，集合中的元素是随机生成的整数：

 1 private static Collection initCollection()
 2 {
 3     Collection<Integer> collection = new ArrayList<Integer>();
 4     Random r = new Random();
 5     for (int i = 0 ; i < 5; i++)
 6     {
 7         collection.add(new Integer(r.nextInt(100)));
 8     }
 9     
10     return collection;
11 }

　　在对集合进行操作的过程中，遍历是一个经常使用的操作，我们可以使用两种方式对集合进行遍历：

　　1）使用迭代器对集合进行遍历。正如上面描述Collection接口时所说，所有集合都会有一个迭代器，我们可以用它来遍历集合。

1 private static void accessCollectionByIterator(Collection<Integer> collection)
2 {
3     Iterator<Integer> iterator = collection.iterator();
4     System.out.println("The value in the list:");
5     while(iterator.hasNext())
6     {
7         System.out.println(iterator.next());
8     }
9 }

　　2）使用foreach遍历集合。

1 private static void accessCollectionByFor(Collection<Integer> collection)
2 {
3     System.out.println("The value in the list:");
4     for(Integer value : collection)
5     {
6         System.out.println(value);
7     }
8 }

　　List

　　Java中的List是对数组的有效扩展，它是这样一种结构，如果不使用泛型，它可以容纳任何类型的元素，如果使用泛型，那么它只能容纳泛型指定的类型的元素。和数组相比，List的容量是可以动态扩展的。

　　List中的元素是可以重复的，里面的元素是“有序”的，这里的“有序”，并不是排序的意思，而是说我们可以对某个元素在集合中的位置进行指定。

　　List中常用的集合对象包括：ArrayList、Vector和LinkedList，其中前两者是基于数组来进行存储，后者是基于链表进行存储。其中Vector是线程安全的，其余两个不是线程安全的。

　　List中是可以包括null的，即使是使用了泛型。

　　ArrayList可能是我们平时用到的最多的集合对象了，在上述的示例代码中，我们也是使用它来实例化一个Collection对象，在此不再赘述。

　　Vector

　　Vector的示例如下，首先我们看如何生成和输出Vector：

 1 private static void vectorTest1()
 2 {
 3     List<Integer> list = new Vector<Integer>();
 4     for (int i = 0 ; i < 5; i++)
 5     {
 6         list.add(new Integer(100));
 7     }
 8     list.add(null);
 9     System.out.println("size of vector is " + list.size());
10     System.out.println(list);
11 }

　　它的元素中，既包括了重复元素，也包括了null，输出结果如下：

size of vector is 6
[100, 100, 100, 100, 100, null]

　　下面的示例，演示了Vector中的一些常用方法：

 1 private static void vectorTest2()
 2 {
 3     Vector<Integer> list = new Vector<Integer>();
 4     Random r = new Random();
 5     for (int i = 0 ; i < 10; i++)
 6     {
 7         list.add(new Integer(r.nextInt(100)));
 8     }
 9     System.out.println("size of vector is " + list.size());
10     System.out.println(list);
11     System.out.println(list.firstElement());
12     System.out.println(list.lastElement());
13     System.out.println(list.subList(3, 8));
14     List<Integer> temp = new ArrayList<Integer>();
15     for(int i = 4; i < 7; i++)
16     {
17         temp.add(list.get(i));
18     }
19     list.retainAll(temp);
20     System.out.println("size of vector is " + list.size());
21     System.out.println(list);
22 }

　　它的输出结果如下：

size of vector is 10
[39, 41, 20, 9, 29, 32, 54, 12, 94, 82]
39
82
[9, 29, 32, 54, 12]
size of vector is 3
[29, 32, 54]

　　LinkedList

　　LinkedList使用链表来存储数据，它的示例代码如下：

 1 private static void linkedListTest1()
 2 {
 3     LinkedList<Integer> list = new LinkedList<Integer>();
 4     Random r = new Random();
 5     for (int i = 0 ; i < 10; i++)
 6     {
 7         list.add(new Integer(r.nextInt(100)));
 8     }
 9     list.add(null);
10     System.out.println("size of linked list is " + list.size());
11     System.out.println(list);
12     System.out.println(list.element());
13     System.out.println(list.getFirst());
14     System.out.println(list.getLast());
15     System.out.println(list.peek());
16     System.out.println(list.peekFirst());
17     System.out.println(list.peekLast());
18     System.out.println(list.poll());
19     System.out.println(list.pollFirst());
20     System.out.println(list.pollLast());
21     System.out.println(list.pop());
22     list.push(new Integer(100));
23     System.out.println("size of linked list is " + list.size());
24     System.out.println(list);
25 }

LinkedList示例