[Java] 集合框架
集合接口继承树：
比较繁琐的图：
简化图：
Java 2集合框架图集合接口：6个接口（短虚线表示），表示不同集合类型，是集合框架的基础。
抽象类：5个抽象类（长虚线表示），对集合接口的部分实现。可扩展为自定义集合类。
实现类：8个实现类（实线表示），对接口的具体实现。
在很大程度上，一旦您理解了接口，您就理解了框架。虽然您总要创建接口特定的实现，但访问实际集合的方法应该限制在接口方法的使用上；因此，允许您更改基本的数据结构而不必改变其它代码。
· Collection 接口是一组允许重复的对象。
· Set 接口继承 Collection，但不允许重复，使用自己内部的一个排列机制。
· List 接口继承 Collection，允许重复，以元素安插的次序来放置元素，不会重新排列。
· Map接口是一组成对的键－值对象，即所持有的是key-value pairs。Map中不能有重复的key。拥有自己的内部排列机制。
· 容器中的元素类型都为Object。从容器取得元素时，必须把它转换成原来的类型。
集合接口
1.Collection 接口
Collection接口：
|
+ -- Set接口:一个不包含重复元素的 collection。更正式地说，set 不包含满足 e1.equals(e2) 的元素对 e1 和 e2，并
| | 且最多包含一个 null 元素。正如其名称所暗示的，此接口模仿了数学上的 set 抽象。
| |
| + -- HashSet:此类实现 Set 接口，由哈希表（实际上是一个 HashMap 实例）支持。它不保证 set 的迭代顺序；
| | 特别是它不保证该顺序恒久不变。此类允许使用 null 元素。此类为基本操作提供了稳定性能，此实现不是同
| | 步的。
| |
| + -- LinkedHashSet:具有可预知迭代顺序的 Set 接口的哈希表和链接列表实现。此实现与 HashSet 的不同之外在
| | 于，后者维护着一个运行于所有条目的双重链接列表。此链接列表定义了迭代顺序，即按照将元素插入到 set
| | 中 的顺序（插入顺序）进行迭代。注意，插入顺序不 受在 set 中重新插入的 元素的影响。此实现不是同步
| | 的。
| |
| + -- TreeSet:基于 TreeMap 的 NavigableSet 实现。使用元素的自然顺序对元素进行排序，或者根据创建 set 时
| 提供的 Comparator 进行排序，具体取决于使用的构造方法。此实现为基本操作（add、remove 和 contains）
| 提供受保证的 log(n) 时间开销。此实现不是同步的。
|
+ -- List接口:有序的 collection（也称为序列）。此接口的用户可以对列表中每个元素的插入位置进行精确地控制。用户
| 可以根据元素的整数索引（在列表中的位置）访问元素，并搜索列表中的元素。
|
+ -- ArrayList:List 接口的大小可变数组的实现。实现了所有可选列表操作，并允许包括 null 在内的所有元素。
| 除了实现 List 接口外，此类还提供一些方法来操作内部用来存储列表的数组的大小。（此类大致上等同于
| Vector 类，除了此类是不同步的。）每个 ArrayList 实例都有一个容量。该容量是指用来存储列表元素的数
| 组的大小。它总是至少等于列表的大小。随着向 ArrayList 中不断添加元素，其容量也自动增长。并未指定增
| 长策略的细节，因为这不只是添加元素会带来分摊固定时间开销那样简单。此实现不是同步的。
|
+ -- LinkedList:List 接口的链接列表实现。实现所有可选的列表操作，并且允许所有元素（包括 null）。除了实
| 现 List 接口外，LinkedList 类还为在列表的开头及结尾 get、remove 和 insert 元素提供了统一的命名方
| 法。这些操作允许将链接列表用作堆栈、队列或双端队列。提供先进先出队列操作(FIFO)。此实现不是同步的。
|
+ -- Vector:Vector 类可以实现可增长的对象数组。与数组一样，它包含可以使用整数索引进行访问的组件。但是
，Vector 的大小可以根据需要增大或缩小，以适应创建 Vector 后进行添加或移除项的操作。此实现是同步的
用于表示任何对象或元素组。想要尽可能以常规方式处理一组元素时，就使用这一接口。
(1) 单元素添加、删除操作：
boolean add(Object o):将对象添加给集合
boolean remove(Object o): 如果集合中有与o相匹配的对象，则删除对象o
(2) 查询操作：
int size() ：返回当前集合中元素的数量
boolean isEmpty() ：判断集合中是否有任何元素
boolean contains(Object o) ：查找集合中是否含有对象o
Iterator iterator() ：返回一个迭代器，用来访问集合中的各个元素
(3) 组操作 ：作用于元素组或整个集合
boolean containsAll(Collection c): 查找集合中是否含有集合c 中所有元素
boolean addAll(Collection c) : 将集合c 中所有元素添加给该集合
void clear(): 删除集合中所有元素
void removeAll(Collection c) : 从集合中删除集合c 中的所有元素
void retainAll(Collection c) : 从集合中删除集合c 中不包含的元素
(4) Collection转换为Object数组 ：
Object[] toArray() ：返回一个内含集合所有元素的array
Object[] toArray(Object[] a) ：返回一个内含集合所有元素的array。运行期返回的array和参数a的型别相同，需要转换为正确型别。
此外，您还可以把集合转换成其它任何其它的对象数组。但是，您不能直接把集合转换成基本数据类型的数组，因为集合必须持有对象。
“斜体接口方法是可选的。因为一个接口实现必须实现所有接口方法，调用程序就需要一种途径来知道一个可选的方法是不是不受支持。如果调用一种可选方法 时，一个 UnsupportedOperationException 被抛出，则操作失败，因为方法不受支持。此异常类继承 RuntimeException 类，避免了将所有集合操作放入 try-catch 块。”
Collection不提供get()方法。如果要遍历Collectin中的元素，就必须用Iterator。
1.1.AbstractCollection 抽象类
AbstractCollection 类提供具体“集合框架”类的基本功能。虽然您可以自行实现 Collection 接口的所有方法，但是，除了iterator()和size()方法在恰当的子类中实现以外，其它所有方法都由 AbstractCollection 类来提供实现。如果子类不覆盖某些方法，可选的如add()之类的方法将抛出异常。
1.2.Iterator 接口
Collection 接口的iterator()方法返回一个 Iterator。Iterator接口方法能以迭代方式逐个访问集合中各个元素，并安全的从Collection 中除去适当的元素。
(1) boolean hasNext(): 判断是否存在另一个可访问的元素
Object next(): 返回要访问的下一个元素。如果到达集合结尾，则抛出NoSuchElementException异常。
(2) void remove(): 删除上次访问返回的对象。本方法必须紧跟在一个元素的访问后执行。如果上次访问后集合已被修改，方法将抛出IllegalStateException。
“Iterator中删除操作对底层Collection也有影响。”
迭代器是 故障快速修复（fail-fast）的。这意味着，当另一个线程修改底层集合的时候，如果您正在用 Iterator 遍历集合，那么，Iterator就会抛出 ConcurrentModificationException （另一种 RuntimeException异常）异常并立刻失败
2.List接口
List 接口继承了 Collection 接口以定义一个允许重复项的有序集合。该接口不但能够对列表的一部分进行处理，还添加了面向位置的操作。
(1) 面向位置的操作包括插入某个元素或 Collection 的功能，还包括获取、除去或更改元素的功能。在 List 中搜索元素可以从列表的头部或尾部开始，如果找到元素，还将报告元素所在的位置 :
void add(int index, Object element): 在指定位置index上添加元素element
boolean addAll(int index, Collection c): 将集合c的所有元素添加到指定位置index
Object get(int index): 返回List中指定位置的元素
int indexOf(Object o): 返回第一个出现元素o的位置，否则返回-1
int lastIndexOf(Object o) ：返回最后一个出现元素o的位置，否则返回-1
Object remove(int index) ：删除指定位置上的元素
Object set(int index, Object element) ：用元素element取代位置index上的元素，并且返回旧的元素
(2) List 接口不但以位置序列迭代的遍历整个列表，还能处理集合的子集：
ListIterator listIterator() : 返回一个列表迭代器，用来访问列表中的元素
ListIterator listIterator(int index) : 返回一个列表迭代器，用来从指定位置index开始访问列表中的元素
List subList(int fromIndex, int toIndex) ：返回从指定位置fromIndex（包含）到toIndex（不包含）范围中各个元素的列表视图
“对子列表的更改（如 add()、remove() 和 set() 调用）对底层 List 也有影响。”
2.1.ListIterator接口
ListIterator 接口继承 Iterator 接口以支持添加或更改底层集合中的元素，还支持双向访问。ListIterator没有当前位置，光标位于调用previous和next方法返回的值之间。一个长度为n的列表，有n+1个有效索引值：
Element(0) Element(1) Element(2) ... Element(n)
Index 1 2 3 ... n+1
(1) void add(Object o): 将对象o添加到当前位置的前面
void set(Object o): 用对象o替代next或previous方法访问的上一个元素。如果上次调用后列表结构被修改了，那么将抛出IllegalStateException 异常。
(2) boolean hasPrevious(): 判断向后迭代时是否有元素可访问
Object previous()：返回上一个对象
int nextIndex(): 返回下次调用next方法时将返回的元素的索引
int previousIndex(): 返回下次调用previous方法时将返回的元素的索引
“正常情况下，不用ListIterator改变某次遍历集合元素的方向 — 向前或者向后。虽然在技术上可以实现，但previous() 后立刻调用next()，返回的是同一个元素。把调用 next()和previous()的顺序颠倒一下，结果相同。”
“我们还需要稍微再解释一下 add() 操作。添加一个元素会导致新元素立刻被添加到隐式光标的前面。因此，添加元素后调用 previous() 会返回新元素，而调用 next() 则不起作用，返回添加操作之前的下一个元素。”
2.2.AbstractList和AbstractSequentialList抽象类
有两个抽象的 List 实现类：AbstractList 和 AbstractSequentialList。像 AbstractSet 类一样，它们覆盖了 equals() 和 hashCode() 方法以确保两个相等的集合返回相同的哈希码。若两个列表大小相等且包含顺序相同的相同元素，则这两个列表相等。这里的 hashCode() 实现在 List 接口定义中指定，而在这里实现。
除了equals()和hashCode()，AbstractList和 AbstractSequentialList实现了其余 List 方法的一部分。因为数据的随机访问和顺序访问是分别实现的，使得具体列表实现的创建更为容易。需要定义的一套方法取决于您希望支持的行为。您永远不必亲自 提供的是 iterator方法的实现。
2.3. LinkedList类和ArrayList类
在“集合框架 ”中有两种常规的 List 实现：ArrayList 和 LinkedList。使用两种 List 实现的哪一种取决于您特定的需要。如果要支持随机访问，而不必在除尾部的任何位置插入或除去元素，那么，ArrayList 提供了可选的集合。但如果，您要频繁的从列表的中间位置添加和除去元素，而只要顺序的访问列表元素，那么，LinkedList 实现更好。
“ArrayList 和 LinkedList 都实现 Cloneable 接口，都提供了两个构造函数，一个无参的，一个接受另一个Collection”
2.3.1. LinkedList类
LinkedList类添加了一些处理列表两端元素的方法。
(1) void addFirst(Object o): 将对象o添加到列表的开头
void addLast(Object o)：将对象o添加到列表的结尾
(2) Object getFirst(): 返回列表开头的元素
Object getLast(): 返回列表结尾的元素
(3) Object removeFirst(): 删除并且返回列表开头的元素
Object removeLast():删除并且返回列表结尾的元素
(4) LinkedList(): 构建一个空的链接列表
LinkedList(Collection c): 构建一个链接列表，并且添加集合c的所有元素
“使用这些新方法，您就可以轻松的把 LinkedList 当作一个堆栈、队列或其它面向端点的数据结构。”
2.3.2. ArrayList类
ArrayList类封装了一个动态再分配的Object[]数组。每个ArrayList对象有一个capacity。这个capacity表示存储列表中元素的数组的容量。当元素添加到ArrayList时，它的capacity在常量时间内自动增加。
在向一个ArrayList对象添加大量元素的程序中，可使用ensureCapacity方法增加capacity。这可以减少增加重分配的数量。
(1) void ensureCapacity(int minCapacity): 将ArrayList对象容量增加minCapacity
(2) void trimToSize(): 整理ArrayList对象容量为列表当前大小。程序可使用这个操作减少ArrayList对象存储空间。
package collection;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
public class arrayListDemo {
public static void main(String[] args) {
// int i = 1;
List list = new ArrayList();
list.add("a");
list.add("b");
list.add("c");
list.add(1, "zzzz");
System.out.println(list);
String obj = (String) list.get(2);
System.out.println(obj);
int i = list.indexOf("ccc");
System.out.println(i);
list.remove("b");
System.out.println(list);
int size = list.size();
System.out.println(size);
for (int j = 0; j < list.size(); j++) {
String obj1 = (String) list.get(j);
System.out.println(obj1);
}
Iterator itr = list.iterator();
while (itr.hasNext()) {
String obj2 = (String) itr.next();
System.out.println(obj2);
/*注意：在迭代器中要删除某个元素，必须用迭代器的方法删除，不可以用list的方法*/
}
System.out.println(list);
}
}
结果：
[a, zzzz, b, c]
b
-1
[a, zzzz, c]
3
a
zzzz
c
a
zzzz
c
[a, zzzz, c]
2.3.2.1. RandomAccess接口
一个特征接口。该接口没有任何方法，不过你可以使用该接口来测试某个集合是否支持有效的随机访问。ArrayList和Vector类用于实现该接口
3.Set接口
Set 接口继承 Collection 接口，而且它不允许集合中存在重复项，每个具体的 Set 实现类依赖添加的对象的 equals()方法来检查独一性。Set接口没有引入新方法，所以Set就是一个Collection，只不过其行为不同。
3.1. Hash表
Hash表是一种数据结构，用来查找对象。Hash表为每个对象计算出一个整数，称为Hash Code(哈希码)。Hash表是个链接式列表的阵列。每个列表称为一个buckets(哈希表元)。对象位置的计算 index = HashCode % buckets (HashCode为对象哈希码，buckets为哈希表元总数)。
当你添加元素时，有时你会遇到已经填充了元素的哈希表元，这种情况称为Hash Collisions(哈希冲突)。这时，你必须判断该元素是否已经存在于该哈希表中。
如果哈希码是合理地随机分布的，并且哈希表元的数量足够大，那么哈希冲突的数量就会减少。同时，你也可以通过设定一个初始的哈希表元数量来更好地控制哈 希表的运行。初始哈希表元的数量为 buckets = size * 150% + 1 (size为预期元素的数量)。
如果哈希 表中的元素放得太满，就必须进行rehashing(再哈希)。再哈希使哈希表元数增倍，并将原有的对象重新导入新的哈希表元中，而原始的哈希表元被删 除。load factor(加载因子)决定何时要对哈希表进行再哈希。在Java编程语言中，加载因子默认值为0.75，默认哈希表元为101。
3.2. Comparable接口和Comparator接口
在“集合框架”中有两种比较接口：Comparable接口和Comparator接口。像String和Integer等Java内建类实现 Comparable接口以提供一定排序方式，但这样只能实现该接口一次。对于那些没有实现Comparable接口的类、或者自定义的类，您可以通过 Comparator接口来定义您自己的比较方式。
3.2.1. Comparable接口
在java.lang包中，Comparable接口适用于一个类有自然顺序的时候。假定对象集合是同一类型，该接口允许您把集合排序成自然顺序。
(1) int compareTo(Object o): 比较当前实例对象与对象o，如果位于对象o之前，返回负值，如果两个对象在排序中位置相同，则返回0，如果位于对象o后面，则返回正值
在 Java 2 SDK版本1.4中有二十四个类实现Comparable接口。下表展示了8种基本类型的自然排序。虽然一些类共享同一种自然排序，但只有相互可比的类才能排序。
类 排序
BigDecimal,BigInteger,Byte, Double, Float,Integer,Long,Short 按照数字大小排序
Character 按 Unicode 值的数字大小排序
String 按字符串中字符 Unicode 值排序
利用Comparable接口创建您自己的类的排序顺序，只是实现compareTo()方法的问题。通常就是依赖几个数据成员的自然排序。同时类也应该覆盖equals()和hashCode()以确保两个相等的对象返回同一个哈希码。
3.2.2. Comparator接口
若一个类不能用于实现java.lang.Comparable，或者您不喜欢缺省的Comparable行为并想提供自己的排序顺序(可能多种排序方式)，你可以实现Comparator接口，从而定义一个比较器。
(1)int compare(Object o1, Object o2): 对两个对象o1和o2进行比较，如果o1位于o2的前面，则返回负值，如果在排序顺序中认为o1和o2是相同的，返回0，如果o1位于o2的后面，则返回正值
“与Comparable相似，0返回值不表示元素相等。一个0返回值只是表示两个对象排在同一位置。由Comparator用户决定如何处理。如果两个不相等的元素比较的结果为零，您首先应该确信那就是您要的结果，然后记录行为。”
(2)boolean equals(Object obj): 指示对象obj是否和比较器相等。
“该方法覆写Object的equals()方法，检查的是Comparator实现的等同性，不是处于比较状态下的对象。”
3.3. SortedSet接口
“集合框架”提供了个特殊的Set接口：SortedSet，它保持元素的有序顺序。SortedSet接口为集的视图(子集)和它的两端（即头和尾） 提供了访问方法。当您处理列表的子集时，更改视图会反映到源集。此外，更改源集也会反映在子集上。发生这种情况的原因在于视图由两端的元素而不是下标元素 指定，所以如果您想要一个特殊的高端元素（toElement）在子集中，您必须找到下一个元素。
添加到SortedSet实现类的元素必须实现Comparable接口，否则您必须给它的构造函数提供一个Comparator接口的实现。 TreeSet类是它的唯一一份实现。
“因为集必须包含唯一的项，如果添加元素时比较两个元素导致了0返回值（通过Comparable的compareTo()方法或Comparator 的compare()方法），那么新元素就没有添加进去。如果两个元素相等，那还好。但如果它们不相等的话，您接下来就应该修改比较方法，让比较方法和 equals() 的效果一致。”
(1) Comparator comparator(): 返回对元素进行排序时使用的比较器，如果使用Comparable接口的compareTo()方法对元素进行比较，则返回null
(2) Object first(): 返回有序集合中第一个(最低)元素
(3) Object last(): 返回有序集合中最后一个(最高)元素
(4) SortedSet subSet(Object fromElement, Object toElement): 返回从fromElement(包括)至toElement(不包括)范围内元素的SortedSet视图(子集)
(5) SortedSet headSet(Object toElement): 返回SortedSet的一个视图，其内各元素皆小于toElement
(6) SortedSet tailSet(Object fromElement): 返回SortedSet的一个视图，其内各元素皆大于或等于fromElement
3.4. AbstractSet抽象类
AbstractSet类覆盖了Object类的equals()和hashCode()方法，以确保两个相等的集返回相同的哈希码。若两个集大小相等 且包含相同元素，则这两个集相等。按定义，集的哈希码是集中元素哈希码的总和。因此，不论集的内部顺序如何，两个相等的集会有相同的哈希码。
3.4.1. Object类
(1) boolean equals(Object obj): 对两个对象进行比较，以便确定它们是否相同
(2) int hashCode(): 返回该对象的哈希码。相同的对象必须返回相同的哈希码
3.5. HashSet类类和TreeSet类
“集合框架”支持Set接口两种普通的实现：HashSet和TreeSet(TreeSet实现SortedSet接口)。在更多情况下，您会使用 HashSet 存储重复自由的集合。考虑到效率，添加到 HashSet 的对象需要采用恰当分配哈希码的方式来实现hashCode()方法。虽然大多数系统类覆盖了 Object中缺省的hashCode()和equals()实现，但创建您自己的要添加到HashSet的类时，别忘了覆盖 hashCode()和equals()。
当您要从集合中以有序的方式插入和抽取元素时，TreeSet实现会有用处。为了能顺利进行，添加到TreeSet的元素必须是可排序的。
3.5.1.HashSet类
(1) HashSet(): 构建一个空的哈希集
(2) HashSet(Collection c): 构建一个哈希集，并且添加集合c中所有元素
(3) HashSet(int initialCapacity): 构建一个拥有特定容量的空哈希集
(4) HashSet(int initialCapacity, float loadFactor): 构建一个拥有特定容量和加载因子的空哈希集。LoadFactor是0.0至1.0之间的一个数
package collection;
import java.util.HashSet;
import java.util.Set;
public class HashSetDemo {
public void hashSetExample(){
Set vehicles = new HashSet();
//声明一些 string items
String item_1 = "Car";
String item_2 = "Bicycle";
String item_3 = "Tractor";
boolean result;
//添加items 到 Set
result = vehicles.add(item_1);
System.out.println(item_1 + " :" + result);
result = vehicles.add(item_2);
System.out.println(item_2 + " :" + result);
result = vehicles.add(item_3);
System.out.println(item_3 + " :" + result);
//我们再添加一遍item_1
result = vehicles.add(item_1);
System.out.println(item_1 + ":" + result);
//添加null
result = vehicles.add(null);
System.out.println("null :" + result);
//再次添加null
result = vehicles.add(null);
System.out.println("null :" + result);
}
public static void main(String[] args){
new HashSetDemo().hashSetExample();
}
}
结果：
Car :true
Bicycle :true
Tractor :true
Car:false
null :true
null :false
3.5.2. TreeSet类
(1) TreeSet():构建一个空的树集
(2) TreeSet(Collection c): 构建一个树集，并且添加集合c中所有元素
(3) TreeSet(Comparator c): 构建一个树集，并且使用特定的比较器对其元素进行排序
“comparator比较器没有任何数据，它只是比较方法的存放器。这种对象有时称为函数对象。函数对象通常在“运行过程中”被定义为匿名内部类的一个实例。”
TreeSet(SortedSet s): 构建一个树集，添加有序集合s中所有元素，并且使用与有序集合s相同的比较器排序
3.6. LinkedHashSet类
LinkedHashSet扩展HashSet。如果想跟踪添加给HashSet的元素的顺序，LinkedHashSet实现会有帮助。 LinkedHashSet的迭代器按照元素的插入顺序来访问各个元素。它提供了一个可以快速访问各个元素的有序集合。同时，它也增加了实现的代价，因为 哈希表元中的各个元素是通过双重链接式列表链接在一起的。
(1) LinkedHashSet(): 构建一个空的链接式哈希集
(2) LinkedHashSet(Collection c): 构建一个链接式哈希集，并且添加集合c中所有元素
(3) LinkedHashSet(int initialCapacity): 构建一个拥有特定容量的空链接式哈希集
(4) LinkedHashSet(int initialCapacity, float loadFactor): 构建一个拥有特定容量和加载因子的空链接式哈希集。LoadFactor是0.0至1.0之间的一个数
“为优化HashSet空间的使用，您可以调优初始容量和负载因子。TreeSet不包含调优选项，因为树总是平衡的。”
4. Map接口
Map接口：
|
+ -- WeakHashMap: 以弱键 实现的基于哈希表的 Map。在 WeakHashMap 中，当某个键不再正常使用时，将自动移除其条
| 目。更精确地说，对于一个给定的键，其映射的存在并不阻止垃圾回收器对该键的丢弃，这就使该键成为可终止的，被终
| 止，然后被回收。丢弃某个键时，其条目从映射中有效地移除，因此，该类的行为与其他的 Map 实现有所不同。此实现
| 不是同步的。
|
+ -- TreeMap:该映射根据其键的自然顺序进行排序，或者根据创建映射时提供的 Comparator 进行排序，具体取决于使用的
| 构造方法。此实现不是同步的。
|
+ -- HashMap:基于哈希表的 Map 接口的实现。此实现提供所有可选的映射操作，并允许使用 null 值和 null 键。（除了
| 非同步和允许使用 null 之外，HashMap 类与 Hashtable 大致相同。）此类不保证映射的顺序，特别是它不保证该顺
| 序恒久不变。此实现不是同步的。
|
+-- SortedMap: 进一步提供关于键的总体排序 的 Map。该映射是根据其键的自然顺序进行排序的，或者根据通常在创建有
序映射时提供的 Comparator 进行排序。对有序映射的 collection 视图（由 entrySet、keySet 和 values 方法返回
）进行迭代时，此顺序就会反映出来。要采用此排序方式，还需要提供一些其他操作（此接口是 SortedSet 的对应映
射）。
Map接口不是Collection接口的继承。Map接口用于维护键/值对(key/value pairs)。该接口描述了从不重复的键到值的映射。
(1) 添加、删除操作：
Object put(Object key, Object value): 将互相关联的一个关键字与一个值放入该映像。如果该关键字已经存在，那么与此关键字相关的新值将取代旧值。方法返回关键字的旧值，如果关键字原先并不存在，则返回null
Object remove(Object key): 从映像中删除与key相关的映射
void putAll(Map t): 将来自特定映像的所有元素添加给该映像
void clear(): 从映像中删除所有映射
“键和值都可以为null。但是，您不能把Map作为一个键或值添加给自身。”
(2) 查询操作：
Object get(Object key): 获得与关键字key相关的值，并且返回与关键字key相关的对象，如果没有在该映像中找到该关键字，则返回null
boolean containsKey(Object key): 判断映像中是否存在关键字key
boolean containsValue(Object value): 判断映像中是否存在值value
int size(): 返回当前映像中映射的数量
boolean isEmpty() ：判断映像中是否有任何映射
(3) 视图操作 ：处理映像中键/值对组
Set keySet(): 返回映像中所有关键字的视图集
“因为映射中键的集合必须是唯一的，您用Set支持。你还可以从视图中删除元素，同时，关键字和它相关的值将从源映像中被删除，但是你不能添加任何元素。”
Collection values():返回映像中所有值的视图集
“因为映射中值的集合不是唯一的，您用Collection支持。你还可以从视图中删除元素，同时，值和它的关键字将从源映像中被删除，但是你不能添加任何元素。”
Set entrySet(): 返回Map.Entry对象的视图集，即映像中的关键字/值对
“因为映射是唯一的，您用Set支持。你还可以从视图中删除元素，同时，这些元素将从源映像中被删除，但是你不能添加任何元素。”
4.1. Map.Entry接口
Map的entrySet()方法返回一个实现Map.Entry接口的对象集合。集合中每个对象都是底层Map中一个特定的键/值对。
通过这个集合的迭代器，您可以获得每一个条目(唯一获取方式)的键或值并对值进行更改。当条目通过迭代器返回后，除非是迭代器自身的remove()方 法或者迭代器返回的条目的setValue()方法，其余对源Map外部的修改都会导致此条目集变得无效，同时产生条目行为未定义。
(1) Object getKey(): 返回条目的关键字
(2) Object getValue(): 返回条目的值
(3) Object setValue(Object value): 将相关映像中的值改为value，并且返回旧值
4.2. SortedMap接口
“集合框架”提供了个特殊的Map接口：SortedMap，它用来保持键的有序顺序。
SortedMap接口为映像的视图(子集)，包括两个端点提供了访问方法。除了排序是作用于映射的键以外，处理SortedMap和处理 SortedSet一样。
添加到SortedMap实现类的元素必须实现Comparable接口，否则您必须给它的构造函数提供一个Comparator接口的实现。 TreeMap类是它的唯一一份实现。
“因为对于映射来说，每个键只能对应一个值，如果在添加一个键/值对时比较两个键产生了0返回值（通过Comparable的compareTo()方 法或通过Comparator的compare()方法），那么，原始键对应值被新的值替代。如果两个元素相等，那还好。但如果不相等，那么您就应该修改 比较方法，让比较方法和 equals() 的效果一致。”
(1) Comparator comparator(): 返回对关键字进行排序时使用的比较器，如果使用Comparable接口的compareTo()方法对关键字进行比较，则返回null
(2) Object firstKey(): 返回映像中第一个(最低)关键字
(3) Object lastKey(): 返回映像中最后一个(最高)关键字
(4) SortedMap subMap(Object fromKey, Object toKey): 返回从fromKey(包括)至toKey(不包括)范围内元素的SortedMap视图(子集)
(5) SortedMap headMap(Object toKey): 返回SortedMap的一个视图，其内各元素的key皆小于toKey
(6) SortedSet tailMap(Object fromKey): 返回SortedMap的一个视图，其内各元素的key皆大于或等于fromKey
4.3. AbstractMap抽象类
和其它抽象集合实现相似，AbstractMap 类覆盖了equals()和hashCode()方法以确保两个相等映射返回相同的哈希码。如果两个映射大小相等、包含同样的键且每个键在这两个映射中对 应的值都相同，则这两个映射相等。映射的哈希码是映射元素哈希码的总和，其中每个元素是Map.Entry接口的一个实现。因此，不论映射内部顺序如何， 两个相等映射会报告相同的哈希码。
4.4. HashMap类和TreeMap类
“集合框架”提供两种常规的 Map实现：HashMap和TreeMap (TreeMap实现SortedMap接口)。在Map 中插入、删除和定位元素，HashMap 是最好的选择。但如果您要按自然顺序或自定义顺序遍历键，那么TreeMap会更好。使用HashMap要求添加的键类明确定义了hashCode()和 equals()的实现。
这个TreeMap没有调优选项，因为该树总处于平衡状态。
4.4.1. HashMap类
为了优化HashMap空间的使用，您可以调优初始容量和负载因子。
(1) HashMap(): 构建一个空的哈希映像
(2) HashMap(Map m): 构建一个哈希映像，并且添加映像m的所有映射
(3) HashMap(int initialCapacity): 构建一个拥有特定容量的空的哈希映像
(4) HashMap(int initialCapacity, float loadFactor): 构建一个拥有特定容量和加载因子的空的哈希映像
package collection;
import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
public class HashMapDemo {
public static void main(String[] args) {
// 在hashmap中的对象是无序的
HashMap hm = new HashMap();
hm.put("a", "h1");
hm.put("b", "h2");
hm.put("c", "h3");
// 测试是否包含关键字"a"
System.out.println(hm.containsKey("a"));
System.out.println(hm.containsKey("d"));
System.out.println(hm.get("a"));
System.out.println(hm.entrySet());
Iterator it = hm.entrySet().iterator();
while (it.hasNext()) {
System.out.println(it.next());
}
// Set keySet()返回关键字的集合
it = hm.keySet().iterator();
while (it.hasNext()) {
System.out.println(it.next());
}
}
}
结果：
true
false
h1
[b=h2, c=h3, a=h1]
b=h2
c=h3
a=h1
b
c
a
4.4.2. TreeMap类
TreeMap没有调优选项，因为该树总处于平衡状态。
(1) TreeMap():构建一个空的映像树
(2) TreeMap(Map m): 构建一个映像树，并且添加映像m中所有元素
(3) TreeMap(Comparator c): 构建一个映像树，并且使用特定的比较器对关键字进行排序
(4) TreeMap(SortedMap s): 构建一个映像树，添加映像树s中所有映射，并且使用与有序映像s相同的比较器排序
4.5. LinkedHashMap类
LinkedHashMap扩展HashMap，以插入顺序将关键字/值对添加进链接哈希映像中。象LinkedHashSet一样，LinkedHashMap内部也采用双重链接式列表。
(1) LinkedHashMap(): 构建一个空链接哈希映像
(2) LinkedHashMap(Map m): 构建一个链接哈希映像,并且添加映像m中所有映射
(3) LinkedHashMap(int initialCapacity): 构建一个拥有特定容量的空的链接哈希映像
(4) LinkedHashMap(int initialCapacity, float loadFactor): 构建一个拥有特定容量和加载因子的空的链接哈希映像
(5) LinkedHashMap(int initialCapacity, float loadFactor,
boolean accessOrder): 构建一个拥有特定容量、加载因子和访问顺序排序的空的链接哈希映像
“如果将accessOrder设置为true,那么链接哈希映像将使用访问顺序而不是插入顺序来迭
代各个映像。每次调用get或者put方法时，相关的映射便从它的当前位置上删除，然后放到链接式映像列表的结尾处（只有链接式映像列表中的位置才会受到影响，哈希表元则不受影响。哈希表映射总是待在对应于关键字的哈希码的哈希表元中）。”
“该特性对于实现高速缓存的“删除最近最少使用”的原则很有用。例如，你可以希望将最常访问的映射保存在内存中，并且从数据库中读取不经常访问的对象。 当你在表中找不到某个映射，并且该表中的映射已经放得非常满时，你可以让迭代器进入该表，将它枚举的开头几个映射删除掉。这些是最近最少使用的映射。”
(6) protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry eldest): 如果你想删除最老的映射，则覆盖该方法，以便返回true。当某个映射已经添加给映像之后，便调用该方法。它的默认实现方法返回false，表示默认条件 下老的映射没有被删除。但是你可以重新定义本方法，以便有选择地在最老的映射符合某个条件，或者映像超过了某个大小时，返回true。
4.6. WeakHashMap类
WeakHashMap是Map的一个特殊实现，它使用WeakReference(弱引用)来存放哈希表关键字。使用这种方式时，当映射的键在 WeakHashMap 的外部不再被引用时，垃圾收集器会将它回收，但它将把到达该对象的弱引用纳入一个队列。WeakHashMap的运行将定期检查该队列，以便找出新到达的 弱应用。当一个弱引用到达该队列时，就表示关键字不再被任何人使用，并且它已经被收集起来。然后WeakHashMap便删除相关的映射。
(1) WeakHashMap(): 构建一个空弱哈希映像
(2) WeakHashMap(Map t): 构建一个弱哈希映像,并且添加映像t中所有映射
(3) WeakHashMap(int initialCapacity): 构建一个拥有特定容量的空的弱哈希映像
(4) WeakHashMap(int initialCapacity, float loadFactor): 构建一个拥有特定容量和加载因子的空的弱哈希映像
4.7. IdentityHashMap类
IdentityHashMap也是Map的一个特殊实现。在这个类中，关键字的哈希码不应该由hashCode()方法来计算，而应该由 System.identityHashCode方法进行计算(即使已经重新定义了hashCode方法)。这是Object.hashCode根据对象 的内存地址来计算哈希码时使用的方法。另外，为了对各个对象进行比较，IdentityHashMap将使用==，而不使用equals方法。
换句话说，不同的关键字对象，即使它们的内容相同，也被视为不同的对象。IdentityHashMap类可以用于实现对象拓扑结构转换 (topology-preserving object graph transformations)(比如实现对象的串行化或深度拷贝)，在进行转换时，需要一个“节点表”跟踪那些已经处理过的对象的引用。即使碰巧有对 象相等，“节点表”也不应视其相等。另一个应用是维护代理对象。比如，调试工具希望在程序调试期间维护每个对象的一个代理对象。
“IdentityHashMap类不是一般意义的Map实现！它的实现有意的违背了Map接口要求通过equals方法比较对象的约定。这个类仅使用在很少发生的需要强调等同性语义的情况。”
(1) IdentityHashMap (): 构建一个空的全同哈希映像，默认预期最大尺寸为21
“预期最大尺寸是映像期望把持的键/值映射的最大数目”
(2) IdentityHashMap (Map m): 构建一个全同哈希映像,并且添加映像m中所有映射
(3) IdentityHashMap (int expectedMaxSize): 构建一个拥有预期最大尺寸的空的全同哈希映像。放置超过预期最大尺寸的键/值映射时，将引起内部数据结构的增长，有时可能很费时 。
一部分作业：
★ 1 有这样一个LIST：{“1”, “4”, “4”, “2”, “5”, “4”, “7”,”5”}，删除里面所有的”4”和”2”,并且把“5”改为“9”。（考察：LIST的删除、遍历 预计时间；40分钟）
package demo2jihe;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
public class tets0ne {
public static void main(String[] args) throws Exception {
List list = new ArrayList();
list.add("1");
list.add("4");
list.add("4");
list.add("2");
list.add("5");
list.add("4");
list.add("7");
list.add("5");
System.out.println(list);
Iterator itr = list.iterator();
while (itr.hasNext()) {
String obj = (String) itr.next();
// System.out.println(obj);
if (obj.equals("4") || obj.equals("2"))
itr.remove();
/*
* 注意：在迭代器中要删除某个元素， 必须用迭代器的方法删除，不可以用list的方法
*/
}
for (int j = 0; j < list.size(); j++) {
if("5".equals(list.get(j))){
list.remove(j);
list.add(j, "9");
}
}
System.out.println(list);
}
}
[1, 4, 4, 2, 5, 4, 7, 5]
[1, 9, 7, 9]
2.从控制台循环输入帐户信息，以逗号隔开：”账号，姓名，金额，性别”，CHECK正确后封装为对象加入LIST,当控制台输入“END”输入截止。
步骤：
1.1 从控制台输入账户信息
1.2 判断输入内容是否是”END”。如果是则进入步骤5
1.3将帐户信息加入LIST
1.4 验证失败，重新转入步骤1
1.5遍历这个list打印所有帐单信息3把所有CHECK出错信息定义在一个名为MESSAGE.TXT的文件中。格式：
MSG1 = 账号长度不够。
MSG2 = 账号必须入力。
……
要求输入帐户信息前把MESSAGE.TXT内容导入MAP，之后的CHECK出错时从MAP取得提示信息。（考察：MAP基本操作 预估：80分钟）
4 建立一个MAP:{“1”->”A”, “2”->”B”, “3”->”C”, “4”->”D”, “5”->”F”}，
删除键值为偶数的映射，并且按照输入顺序将剩余映射打印在控制台。（考察：MAP删除、遍历 预估：40分钟）
account.java
package oneTest;
public class Account {
//账号，姓名，金额，性别
private String id;
private String name;
private double money;
private String sex;
public Account(String id,String name,double money,String sex){
this.id = id;
this.name = name;
this.money = money;
this.sex = sex;
}
public String getId() {
return id;
}
public void setId(String id) {
this.id = id;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public double getMoney() {
return money;
}
public void setMoney(double money) {
this.money = money;
}
public String getSex() {
return sex;
}
public void setSex(String sex) {
this.sex = sex;
}
}
two.java
package oneTest;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
import java.util.Map;
public class Two {
/**
* @param args
*/
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
List list = new ArrayList();
Map hm = new HashMap();
try {
BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("message.txt"));
String line;
while( (line=br.readLine()) != null){
String[] lineStr = line.split("=");
hm.put(lineStr[0], lineStr[1]);
}
br.close();
Account account;
System.out.println("请输入：账号，姓名，金额，性别");
br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
while( !(line=br.readLine()).equalsIgnoreCase("end")){
String[] lineAcc = line.split(",");
if(lineAcc.length == 4){
try{
double money = Double.valueOf(lineAcc[2]);
account = new Account(lineAcc[0],lineAcc[1],money,lineAcc[3]);
list.add(account);
}catch(NumberFormatException nfe){
System.out.println(hm.get("MSG2"));
//continue;
}
}else{
System.out.println(hm.get("MSG3"));
}
}
} catch (FileNotFoundException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}catch(IOException ioe){
ioe.printStackTrace();
}
Iterator itr = list.iterator();
while(itr.hasNext()){
Account a = (Account)itr.next();
System.out.println(a.getId() + "," + a.getName() + "," + a.getMoney() + "," + a.getSex());
}
}
}
message.txt
MSG1=账号长度不够。
MSG2=金额必须是数字。
MSG3=请按要求输入。
请输入：账号，姓名，金额，性别
qwe,qwr,wqr,wq
金额必须是数字。
qwe,qwr,qw,end
金额必须是数字。
wmqwrm,qw,END
请按要求输入。
请按要求输入。
qwqwrqw,qwe,12,3r,we,
请按要求输入。
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