java集合的原理

1. java中的集合有几种

集合类是放在java.util.*；这个包里。集合类存放的都是对象的引用，而非对象本身，为了说起来方便些，我们称集合中的对象就是指集合中对象的引用（reference)。引用的概念大家不会忘了吧，在前边我们讲数据类型时讲的。
集合类型主要有3种：set(集）、list(列表）、map(映射)和Queue（队列）。//队列为jdk5中的加上的

(1) Set

集（set）是最简单的一种集合，它的对象不按特定方式排序，只是简单的把对象加入集合中，就像往口袋里放东西。对集中成员的访问和操作是通过集中对象的引用进行的，所以集中不能有重复对象。我们知道数学上的集合也是Set这个，集合里面一定是没有重复的元素的。

（2）List

列表（List）的主要特征是其对象以线性方式存储，没有特定顺序，只有一个开头和一个结尾，当然，它与根本没有顺序的Set是不同的。它是链表嘛，一条链肯定有顺序这个顺序就不一定了。

（3）Map

映射（Map），这个在java里不是地图的意思，其实地图也是映射哈。它里面的东西是键－值对（key-value）出现的，键值对是什么呢？举个例子，比如我们查字典，用部首查字法。目录那个字就是键，这个字的解释就是值。键和值成对出现。这样说可以理解吧。这也是很常用的数据结构哦。

（4）Queue

在jdk5.0以前，通常的实现方式是使用java.util.List集合来模仿Queue。Queue的概念通过把对象添加（称为enqueuing的操作）到List的尾部（即Queue的后部）并通过从List的头部（即Queue的前部）提取对象而从 List中移除（称为dequeuing的操作）来模拟。你需要执行先进先出的动作时可以直接使用Queue接口就可以了。

这4个东西，有时候功能还不太完善，需要有些子类继承它的特性。Set的子接口有TreeSet,SortedSet，List的有ArrayList等，Map里有HashMap,HashTable等，Queue里面有BlockingQueue等。我们来看看例子吧：

实践： Set举例

import java.util.*;

public class SetExample {

public static void main(String[] args) {

Set set = new HashSet(); //HashSet是Set的子接口

set.add("one");

set.add("second");

set.add("3rd");

set.add(new Integer(4));

set.add(new Float( 5.0F ));

set.add("second");

set.add(new Integer(4));

System.out.println(set);

}}

List举例：

import java.util.*;

public class ListExample {

public static void main(String[] args) {

List list = new ArrayList();

list.add("one");

list.add("second");

list.add("3rd");

list.add(new Integer(4));

list.add(new Float( 5.0F ));

list.add("second");

list.add(new Integer(4));

System.out.println(list);

}}

Map举例

import java.util.Map;

import java.util.HashMap;

import java.util.Iterator;

import java.io.FileReader;

public class MapExample {

public static void main(String[] args) throws java.io.FileNotFoundException {

Map word_count_map = new HashMap();

FileReader reader = new FileReader(args[0]);

Iterator words = new WordStreamIterator(reader);

while ( words.hasNext() ) {

String word = (String) words.next();

String word_lowercase = word.toLowerCase();

Integer frequency = (Integer)word_count_map.get(word_lowercase);

if ( frequency == null ) {

frequency = new Integer(1);

} else {

int value = frequency.intValue();

frequency = new Integer(value + 1);}

word_count_map.put(word_lowercase, frequency);

}

System.out.println(word_count_map);

}}

Queue举例：

import java.io.IOException;

import java.io.PrintStream;

import java.util.LinkedList;

import java.util.Queue;

public class QueueTester {

public Queue<String> q; //发现了一个奇怪的语法，这个尖括号是泛型声明

public QueueTester() {q = new LinkedList<String>();}

public void testFIFO(PrintStream out) throws IOException {

q.add("First");

q.add("Second");

q.add("Third");

Object o;

while ((o = q.poll()) != null) {

out.println(o);}}

public static void main(String[] args) {

QueueTester tester = new QueueTester();

try { tester.testFIFO(System.out);

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace(); } }}

2. java集合是什么

Java集合是什么：

Java 中的集合类库可以帮助我们在程序设计中实现传统的数据结构。

Java的集合类是一个用来存放对象的容器，有以下特点:

1、Java集合只能存放对象。加入添加了一个基本数据类型，会被自动装箱后存入集合。

2、集合存放的是多个对象的引用，对象本身是在堆内存中的。

3、集合可以存放不同类型，不限数量的数据类型。

集合分三种:1、Set 2 、List 3、Map，下面进行具体介绍。

扩展链接：

主要内容：

1)手写ArrayList

2)手写单链表

3)手写LinkedList

4)手写HashMap

5)手写HashSet

6)最新并发集合类

学习目标：

1. 掌握手写ArrayList

2. 掌握手写单链表

3. 掌握手写LinkedList

4. 掌握手写HashMap

5. 掌握手写HashSet

6. 理解最新并发集合类底层原理

视频课程小结：

01_集合提升训练_手写ArrayList_get_size_isEmpty_自定义异常

02_集合提升训练_手写ArrayList_构造方法_add

03_集合提升训练_手写ArrayList_toString_iterator

04_集合提升循环_手写单链表_get

05_集合提升训练_手写单链表_add_remove_toString

06_集合提升训练_手写LinkedList

07_集合提升训练_手写LinkedList_添加内存分配图

08_集合提升训练_HashMap的原理和代码准备

09_集合提升训练_手写HashMap的put

10_集合提升训练_手写HashMap的get_toString

11_集合提升训练_手写HashSet

12_集合提升训练_新一代并发集合类

3. java中的集合分类

JAVA集合框架特征介绍(详细的去看看动力节点的java基础大全301集就知道了）

Collection接口结构

其中，有几个比较常用的方法，比如方法add()添加一个元素到集合中，addAll()将指定集合中的所有元素添加到集合中，contains()方法检测集合中是否包含指定的元素，toArray()方法返回一个表示集合的数组。Collection接口有三个子接口，下面详细介绍。

1.List

List接口扩展自Collection，它可以定义一个允许重复的有序集合，从List接口中的方法来看，List接口主要是增加了面向位置的操作，允许在指定位置上操作元素，同时增加了一个能够双向遍历线性表的新列表迭代器ListIterator。AbstractList类提供了List接口的部分实现，AbstractSequentialList扩展自AbstractList，主要是提供对链表的支持。下面介绍List接口的两个重要的具体实现类，也是我们可能最常用的类，ArrayList和LinkedList。

ArrayList

通过阅读ArrayList的源码，我们可以很清楚地看到里面的逻辑，它是用数组存储元素的，这个数组可以动态创建，如果元素个数超过了数组的容量，那么就创建一个更大的新数组，并将当前数组中的所有元素都复制到新数组中。假设第一次是集合没有任何元素，下面以插入一个元素为例看看源码的实现。

1、方法add(E e)向集合中添加指定元素。 public boolean add(E e) {
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
elementData[size++] = e; return true;
}2、此方法主要是确定将要创建的数组大小。 private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) { if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
}

ensureExplicitCapacity(minCapacity);
} private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
modCount++; if (minCapacity - elementData.length > 0)
grow(minCapacity);
}3、最后是创建数组，可以明显的看到先是确定了添加元素后的大小之后将元素复制到新数组中。 private void grow(int minCapacity) { // overflow-conscious code int oldCapacity = elementData.length; int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1); if (newCapacity - minCapacity < 0)
newCapacity = minCapacity; if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
newCapacity = hugeCapacity(minCapacity); // minCapacity is usually close to size, so this is a win:
elementData = Arrays.Of(elementData, newCapacity);
}
LinkedList

同样，我们打开LinkedList的源文件，不难看到LinkedList是在一个链表中存储元素。

在学习数据结构的时候，我们知道链表和数组的最大区别在于它们对元素的存储方式的不同导致它们在对数据进行不同操作时的效率不同，同样，ArrayList与LinkedList也是如此，实际使用中我们需要根据特定的需求选用合适的类，如果除了在末尾外不能在其他位置插入或者删除元素，那么ArrayList效率更高，如果需要经常插入或者删除元素，就选择LinkedList。

2.Set

Set接口扩展自Collection，它与List的不同之处在于，规定Set的实例不包含重复的元素。在一个规则集内，一定不存在两个相等的元素。AbstractSet是一个实现Set接口的抽象类，Set接口有三个具体实现类，分别是散列集HashSet、链式散列集LinkedHashSet和树形集TreeSet。

散列集HashSet

散列集HashSet是一个用于实现Set接口的具体类，可以使用它的无参构造方法来创建空的散列集，也可以由一个现有的集合创建散列集。在散列集中，有两个名词需要关注，初始容量和客座率。客座率是确定在增加规则集之前，该规则集的饱满程度，当元素个数超过了容量与客座率的乘积时，容量就会自动翻倍。