Java集合可用于存储数量不等的对象，并可以实现常用的数据结构，如栈，队列等。除此之外，Java集合还可用于保存具有映射关系的关联数组。
Java集合大致分为：List、Set、Queue、Map
List：代表有序、重复的集合
Set：代表无序、不可重复的集合
Queue：代表队列集合
Map：代表具有映射关系的集合(k-v)
为了保存数量不确定的数据，以及保存具有映射关系的数据（也被称为关联数组），Java提供了集合类，主要负责保存、盛装其他数据，因此也被称为容器类，所有的集合类都位于 java.util 包下。
集合类和数组不一样，数组是既可以存储基本数据类型，又可以存储引用数据类型，基本数据类型存储的是值，引用数据类型存储的是地址值，长度是固定的，不能自动增长；而集合只能存储引用数据类型(对象)集合中也可以存储基本数据类型，但是在存储的时候会自动装箱变成对象，长度是可变的，可以根据元素的增加而增长。
Java集合类主要由两个接口派生而出：Collection 和 Map，这两个接口是集合框架的根接口，其中又包括了一些子接口或实现类：
概述
- List , Set, Map都是接口，前两个继承至Collection接口，Map为独立接口
- Set下有HashSet，LinkedHashSet，TreeSet
- List下有ArrayList，Vector，LinkedList
- Map下有Hashtable，LinkedHashMap，HashMap，TreeMap
- Collection接口下还有个Queue接口，有PriorityQueue类
Collection
注意：
- Queue接口与List、Set同一级别，都是继承了Collection接口。 LinkedList既可以实现Queue接口，也可以实现List接口。只不过， LinkedList实现了Queue接口。Queue接口窄化了对LinkedList的方法的访问权限（即在方法中的参数类型如果是Queue时，就完全只能访问Queue接口所定义的方法 了，而不能直接访问 LinkedList的非Queue的方法），以使得只有恰当的方法才可以使用。
- SortedSet是个接口，它里面的（只有TreeSet这一个实现可用）中的元素一定是有序的。
总结：
List 有序,可重复
- ArrayList 优点: 底层数据结构是数组，查询快，增删慢。 缺点: 线程不安全，效率高
- Vector 优点: 底层数据结构是数组，查询快，增删慢。 缺点: 线程安全，效率低
- LinkedList 优点:底层数据结构是链表，查询慢，增删快。 缺点: 线程不安全，效率高
Set 无序,唯一
- HashSet 底层数据结构是哈希表。(无序,唯一) 如何来保证元素唯一性? 1.依赖两个方法：hashCode()和equals()
- LinkedHashSet 底层数据结构是链表和哈希表。(FIFO插入有序,唯一) 1.由链表保证元素有序 2.由哈希表保证元素唯一
- TreeSet 底层数据结构是红黑树。(唯一，有序)
- 如何保证元素排序的呢? 自然排序 比较器排序
- 如何保证元素唯一性的呢? 根据比较的返回值是否是0来决定
TreeSet、LinkedHashSet、HashSet的区别
- TreeSet的主要功能用于排序
- LinkedHashSet的主要功能用于保证FIFO即有序的集合(先进先出)
- HashSet只是通用的存储数据的集合
相同点：
- Duplicates elements(重复元素): 因为三者都实现Set interface，所以三者都不包含duplicate elements
- Thread safety(线程安全性): 三者都不是线程安全的，如果要使用线程安全可以Collections.synchronizedSet()
不同点：
- Performance and Speed(性能和速度): HashSet插入数据最快，其次LinkHashSet，最慢的是TreeSet因为内部实现排序
- Ordering(排序): HashSet不保证有序，LinkHashSet保证FIFO即按插入顺序排序，TreeSet安装内部实现排序，也可以自定义排序规则
- null:HashSet和LinkHashSet允许存在null数据，但是TreeSet中插入null数据时会报NullPointerException
代码比较：
public static void main(String[] args) {
HashSet<String> hashSet = new HashSet<>();
LinkedHashSet<String> linkedHashSet = new LinkedHashSet<>();
TreeSet<String> treeSet = new TreeSet<>();
for (String data: Arrays.asList("1", "3", "5", "4", "2")) {
hashSet.add(data);
linkedHashSet.add(data);
treeSet.add(data);
}
//不保证有序
System.out.println("Ordering in HashSet :" + hashSet + "(无顺序)");
//FIFO保证安装插入顺序排序
System.out.println("Order of element in LinkedHashSet :" + linkedHashSet + "(FIFO插入有序)");
//内部实现排序
System.out.println("Order of objects in TreeSet :" + treeSet + "(排序)");
}输出结果：
Ordering in HashSet :[1, 2, 3, 4, 5](无顺序)
Order of element in LinkedHashSet :[1, 3, 5, 4, 2](FIFO插入有序)
Order of objects in TreeSet :[1, 2, 3, 4, 5](排序)性能
TreeSet的两种排序方式比较
- 排序的引入(以基本数据类型的排序为例)
由于TreeSet可以实现对元素按照某种规则进行排序，例如下面的例子
public static void main(String[] args) {
// 创建集合对象
// 自然顺序进行排序
TreeSet<Integer> treeSet = new TreeSet<>();
// 创建元素并添加
// 20,18,23,22,17,24,19,18,24
treeSet.add(20);
treeSet.add(18);
treeSet.add(23);
treeSet.add(22);
treeSet.add(17);
treeSet.add(24);
treeSet.add(19);
treeSet.add(18);
treeSet.add(24);
// 遍历
for (Integer i : treeSet) {
System.out.println(i);
}
}输出结果：
17
18
19
20
22
23
24- 如果是引用数据类型，比如自定义对象
测试类：
public class TestSet {
public static void main(String[] args) {
TreeSet<Student> ts = new TreeSet<Student>();
//创建元素对象
Student s1=new Student("zhangsan",20);
Student s2=new Student("lis",22);
Student s3=new Student("wangwu",24);
Student s4=new Student("chenliu",26);
Student s5=new Student("zhangsan",22);
Student s6=new Student("qianqi",24);
//将元素对象添加到集合对象中
ts.add(s1);
ts.add(s2);
ts.add(s3);
ts.add(s4);
ts.add(s5);
ts.add(s6);
//遍历
for(Student s:ts){
System.out.println(s.getName()+"-----------"+s.getAge());
}
}
}
class Student{
private String name;
private Integer age;
public Student() {
}
public Student(String name, Integer age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public Integer getAge() {
return age;
}
public void setAge(Integer age) {
this.age = age;
}
}运行结果：
Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: com.tx.lesson.Student cannot be cast to java.lang.Comparable
at java.util.TreeMap.compare(TreeMap.java:1290)
at java.util.TreeMap.put(TreeMap.java:538)
at java.util.TreeSet.add(TreeSet.java:255)
at com.tx.lesson.TestSet.main(TestSet.java:20)原因分析： 由于不知道该安照那一中排序方式排序，所以会报错。 解决方法：
自然排序
Student类中实现 Comparable接口
Comparable是排序接口。若一个类实现了Comparable接口，就意味着该类支持 排序。实现了Comparable接口的类的对象的列表或数组可以通过Collections.sort或 Arrays.sort进行自动排序。 此外，实现此接口的对象可以用作有序映射中的键或有序集合中的集合，无需指 定比较器。 此接口只有一个方法compare，比较此对象与指定对象的顺序，如果该对象小 于、等于或大于指定对象，则分别返回负整数、零或正整数。
重写Comparable接口中的Compareto方法（compareTo(T o) 比较此对象与指定对象的顺序
class Student implements Comparable<Student>{
private String name;
private Integer age;
public Student() {
}
public Student(String name, Integer age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public Integer getAge() {
return age;
}
public void setAge(Integer age) {
this.age = age;
}
@Override
public int compareTo(Student s) {
//return -1; //-1表示放在红黑树的左边,即逆序输出
//return 1; //1表示放在红黑树的右边，即顺序输出
//return o; //表示元素相同，仅存放第一个元素
//主要条件 姓名的长度,如果姓名长度小的就放在左子树，否则放在右子树
int num=this.name.length()-s.name.length();
//姓名的长度相同，不代表内容相同,如果按字典顺序此 String 对象位于参数字符串之前，则比较结果为一个负整数。
//如果按字典顺序此 String 对象位于参数字符串之后，则比较结果为一个正整数。
//如果这两个字符串相等，则结果为 0
int num1=num==0?this.name.compareTo(s.name):num;
//姓名的长度和内容相同，不代表年龄相同，所以还要判断年龄
int num2=num1==0?this.age-s.age:num1;
return num2;
}
}输出结果：
lis-----------22
qianqi-----------24
wangwu-----------24
chenliu-----------26
zhangsan-----------20
zhangsan-----------22比较器排序
单独创建一个比较类，这里以MyComparator为例，并且要让其继承Comparator接口;
Comparator是比较接口，我们如果需要控制某个类的次序，而该类本身不支持排 序(即没有实现Comparable接口)，那么我们就可以建立一个“该类的比较器”来进行排 序，这个“比较器”只需要实现Comparator接口即可。也就是说，我们可以通过实现 Comparator来新建一个比较器，然后通过这个比较器对类进行排序。
注意： 若一个类要实现Comparator接口：它一定要实现compare(T o1, T o2) 函数，但 可以不实现 equals(Object obj) 函数。 int compare(T o1, T o2) 是“比较o1和o2的大小”。返回“负数”，意味着“o1比o2 小”；返回“零”，意味着“o1等于o2”；返回“正数”，意味着“o1大于o2”。
重写Comparator接口中的Compare方法（compare(T o1,T o2) 比较用来排序的两个参数。）
在主类中使用下面的构造方法（TreeSet(Comparator<? superE> comparator)构造一个新的空TreeSet，根据指定比较器进行排序）
public class TestSet {
public static void main(String[] args) {
TreeSet<Student> ts = new TreeSet<Student>(new MyComparator());
//创建元素对象
Student s1=new Student("zhangsan",20);
Student s2=new Student("lis",22);
Student s3=new Student("wangwu",24);
Student s4=new Student("chenliu",26);
Student s5=new Student("zhangsan",22);
Student s6=new Student("qianqi",24);
//将元素对象添加到集合对象中
ts.add(s1);
ts.add(s2);
ts.add(s3);
ts.add(s4);
ts.add(s5);
ts.add(s6);
//遍历
for(Student s:ts){
System.out.println(s.getName()+"-----------"+s.getAge());
}
}
}
class Student{
private String name;
private Integer age;
public Student() {
}
public Student(String name, Integer age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public Integer getAge() {
return age;
}
public void setAge(Integer age) {
this.age = age;
}
}
class MyComparator implements Comparator<Student>{
@Override
public int compare(Student s1, Student s2) {
// 姓名长度
int num = s1.getName().length() - s2.getName().length();
// 姓名内容
int num2 = num == 0 ? s1.getName().compareTo(s2.getName()) : num;
// 年龄
int num3 = num2 == 0 ? s1.getAge() - s2.getAge() : num2;
return num3;
}
}Comparable和Comparator区别比较
Comparable是排序接口，若一个类实现了Comparable接口，就意味着“该类支持 排序”。Comparator是比较器，我们若需要控制某个类的次序，可以建立一个“该类的 比较器”来进行排序。Comparable相当于“内部比较器”，而Comparator相当于“外部比较器”。
用Comparable简单， 只要实现Comparable 接口的对象直接就成为一个可以比较 的对象，但是需要修改源代码。 用Comparator 的好处是不需要修改源代码， 而是另 外实现一个比较器， 当某个自定义的对象需要作比较的时候，把比较器和对象一起传 递过去就可以比大小了， 并且在Comparator 里面用户可以自己实现复杂的可以通用 的逻辑，使其可以匹配一些比较简单的对象，那样就可以节省很多重复劳动了。
Map
Map接口有三个比较重要的实现类，分别是HashMap、TreeMap和HashTable。
- TreeMap是有序的，HashMap和HashTable是无序的。
- Hashtable的方法是同步的，HashMap的方法不是同步的。这是两者最主要的区别。
这就意味着:
- Hashtable是线程安全的，HashMap不是线程安全的。
- HashMap效率较高，Hashtable效率较低。 如果对同步性或与遗留代码的兼容性没有任何要求，建议使用HashMap。 查看Hashtable的源代码就可以发现，除构造函数外，Hashtable的所有 public 方法声明中都有 synchronized关键字，而HashMap的源码中则没有。
- Hashtable不允许null值，HashMap允许null值（key和value都允许）
- 父类不同：Hashtable的父类是Dictionary，HashMap的父类是AbstractMap
