【JavaSE系列】Java集合框架之Collection,Map接口

⭐️前面的话⭐️

本篇文章带大家认识Java基础知识——集合框架，从本篇文章开始正式拉开数据结构的序幕，要深入了解一件事，那必然先得见个面，本文带大家认识Java集合框长什么样，以及怎么使用Collection和Map接口。

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📆首发时间：🌴2022年1月16日🌴
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1.初见集合框架

官方文档是这么介绍集合框架的，集合框架是用于表示和操纵集合一个统一架构。所有集合框架都包含以下内容：
接口：这些是代表集合的抽象数据类型。接口允许独立于其表示的细节来操作集合。在面向对象的语言中，接口通常形成层次结构。
实现：这些是集合接口的具体实现。本质上，它们是可重用的数据结构。
算法：这些是对实现集合接口的对象执行有用计算的方法，例如搜索和排序。这些算法被称为是多态的：也就是说，相同的方法可以用于适当集合接口的许多不同实现。本质上，算法是可重用的功能。
除了 Java 集合框架，集合框架最著名的例子是 C++ 标准模板库 (STL) 和 Smalltalk 的集合层次结构。
参考链接：官方集合框架介绍

Java 集合框架

Java Collection Framework

，又被称为容器

container

，是定义在

java.util

包下的一组接口

interfaces

和其实现类

classes

。通俗说，集合框架就是由许许多多的接口，类，它们之间通过一系列的继承和扩展关系连接构建成一个“网”，称作框架。这些接口和类提供了多种组织数据的方式和方法，其中数据的组织方式就是数据结构，提供的方法包含对数据结构的增删查改和排序方法，这些方法可以由不同的算法来实现，比如说排序有冒泡，选择，插入，希尔，桶，快速，堆，计数排序算法等等。

简单来说，集合框架就是由接口，抽象类，实现类组成的，这些类和接口里面实现了数据结构。

Java中，集合框架大致如图所示：

根据这张组成图，

Iterable

接口主要用于使用增强for循环

for-each

，所以实现

Iterable

接口的数据结构可以使用

for-each

进行遍历，如

List

表示线性结构，

Queue

表示队列，

Set

表示集合，上述三种接口都扩展了这个接口，所以这几类的数据结构都是可以使用

for-each

循环的，但是

Map

接口是单独的，表示键值对，这类数据结构是不可以使用

for-each

循环的，

Collection

接口其实就是用来管理对象的，根据这张图知道该接口除了没有被键值对实现，其他的所有数据结构都实现了该接口，所以该接口是可以管理多种数据结构对象的，这些对象也被称为元素。

对于实现类，根据实现不同的接口形成了不同的数据结构，比如

ArrayList

（顺序表），

LinkedList

（链表与队列），

Stack

（栈）等等，基本上集合框架包含了大部分的数据结构，在后续博文都会一一介绍。除了这些，集合框架还提供了不少工具，比如

迭代器

，

比较器

等等。

Java集合框架的大致面貌就是这样，具体怎么使用及部分数据结构的实现在后续博文都会讲到。

2.Collection

前面已经了解了Java集合框架的大致面貌，相信你已经对集合有了一定的认知，趁热打铁，来学习一下框架中

Collection

的使用吧！
大多数的数据结构实现了该接口（除了键值对），那也意味着，

Collection

接口可以接受多种实现类的引用，从而

Collection

常常用来管理对象，各实现类也能够使用该接口当中的方法，但总体上

Collection

接口用的不多。

了解更多

Collection

：官方Collection说明

不准备将该接口中所有的方法都一一列举，这里就说明一些常用的方法吧！
方法说明boolean add(E e)将元素 e插入集合中void clear()删除集合中的所有元素boolean isEmpty()判断集合是否没有任何元素，俗称空集合boolean remove(Object e)如果元素 e 出现在集合中，删除其中一个int size()返回集合中的元素个数Object[] toArray()返回一个装有所有集合中元素的数组
绝大多数的数据结构都实现了

Collection

接口，这里就以

ArrayList

为例吧！

importjava.util.ArrayList;importjava.util.Arrays;importjava.util.Collection;publicclassTest{publicstaticvoidmain(String[] args){Collection<Integer> coll =newArrayList<>();//添加元素
        coll.add(115);
        coll.add(2022);
        coll.add(4848);//ArrayList有实现toString方法，因此可以使用引用名输出整个集合元素System.out.println(coll);//获取元素个数System.out.println(coll.size());//转换成数组,返回数组类型是Object[]Object[] arr = coll.toArray();System.out.println(Arrays.toString(arr));//判断并删除元素eSystem.out.println(coll.remove(4848));System.out.println(coll);//清空集合
        coll.clear();System.out.println(coll);//判断集合是否为空System.out.println(coll.isEmpty());}}

运行结果：

3.Map

Map接口能够接受键值对相关的数据结构对象的引用，这里就介绍一些常见的方法吧！
所谓键值对就是一个

key

对应一个

val

，其他部分语言称为字典。多个键值对组成的集合称为地图。

想知道更多不妨看看官方对

Map

的说明：Map官方说明

常用的方法：
方法说明V get(Object k)根据指定的 key 查找对应的 valV getOrDefault(Object k, V defaultValue)根据指定的 key 查找对应的 val，没有找到用默认值代替V put(K key, V value)将指定的 key-val 放入 Mapboolean containsKey(Object key)判断是否包含 keyboolean containsValue(Object value)判断是否包含 valueSet<Map.Entry<K, V>> entrySet()将所有键值对返回成一个集合boolean isEmpty()判断map是否为空int size()返回键值对的数量
注意，上述方法中的V,K表示泛型的意思，这里你只要知道使用泛型可以传递类型就可以了，后续博文会陆续说明泛型。
举例使用

HashMap

举例，它是使用哈希表所实现的键值对。

插入键值对——put方法

importjava.util.HashMap;importjava.util.Map;publicclassTestMap{publicstaticvoidmain(String[] args){Map<String,String> map =newHashMap<>();//插入键值对
        map.put("1024","程序员节");
        map.put("大年初一","春节");
        map.put("一月一日","元旦节");System.out.println(map);}}

我们会发现，键值对的顺序与我们插入的顺序不一致，这是因为

HashMap

是利用哈希表实现的，对

key

进行哈希映射存储到对应索引的哈希表位置上，所以插入的先后不决定键值对的储存顺序。

根据key查找val——get，getgetOrDefault（没找到使用默认值代替）

importjava.util.HashMap;importjava.util.Map;publicclassTestMap{publicstaticvoidmain(String[] args){Map<String,String> map =newHashMap<>();//插入键值对
        map.put("1024","程序员节");
        map.put("大年初一","春节");
        map.put("一月一日","元旦节");//根据key查找valSystem.out.println(map.get("1024"));System.out.println(map.getOrDefault("正月十五","元宵节"));}}

判断是否包含key或val——containsKey，containsValue

importjava.util.HashMap;importjava.util.Map;publicclassTestMap{publicstaticvoidmain(String[] args){Map<String,String> map =newHashMap<>();//插入键值对
        map.put("1024","程序员节");
        map.put("大年初一","春节");
        map.put("一月一日","元旦节");//是否包含keySystem.out.println(map.containsKey("1024"));//trueSystem.out.println(map.containsKey("正月十五"));//false//是否包含valSystem.out.println(map.containsValue("春节"));//trueSystem.out.println(map.containsValue("元宵节"));//false}}

将全部键值对转换成集合—— entrySet()

importjava.util.HashMap;importjava.util.Map;importjava.util.Set;publicclassTestMap{publicstaticvoidmain(String[] args){Map<String,String> map =newHashMap<>();//插入键值对
        map.put("1024","程序员节");
        map.put("大年初一","春节");
        map.put("一月一日","元旦节");//全部键值对转集合Set<Map.Entry<String,String>> set = map.entrySet();for(Map.Entry<String,String> kv: set){System.out.println("日期: "+ kv.getKey()+" 节日: "+ kv.getValue());}}}

获取地图中键值对个数以及判断地图是否为空——size，isEmpty

importjava.util.HashMap;importjava.util.Map;importjava.util.Set;publicclassTestMap{publicstaticvoidmain(String[] args){Map<String,String> map =newHashMap<>();//插入键值对
        map.put("1024","程序员节");
        map.put("大年初一","春节");
        map.put("一月一日","元旦节");//获取键值对数目以及判断地图是否为空System.out.println(map.size());System.out.println(map.isEmpty());}}

好了，本文到这里也该结束了，下次再见！

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