查看“核心技术：集合”的源代码

[[category:JavaCore]]

== Java 集合框架 ==

=== 将集合的接口与实现分离 ===

与现代的数据结构类库的常见情况一样， Java 集合类库也将接口（ interface ) 与实现( implementation) 分离。<br/>


以队列为例：
: [[File:队列.png|600px]]
队列接口的最简形式可能类似下面这样：
<syntaxhighlight lang="java">
public interface Queue<E> // a simplified form of the interface in the standard library
{
   void add(E element) ;
   E remove();
   int size()；
}
</syntaxhighlight>
而，队列通常有两种实现方式：
# 一种是使用循环数组；
# 另一种是使用链表；
: [[File:队列的实现.png|600px]]


=== Colloction 接口 ===
在Java 类库中，集合类的基本接口是Collection 接口。这个接口有两个基本方法
<syntaxhighlight lang="java">
public interface Collection<b
{
   boolean add(E element);
   Iterator<E> iteratorQ;
   ...
}
</syntaxhighlight>
# add 方法用于向集合中添加元素。如果添加元素确实改变了集合就返回true, 如果集合没有发生变化就返回false；
# iterator 方法用于返回一个实现了Iterator 接口的对象；
#: 可以使用这个迭代器对象依次访问集合中的元素。

=== 迭代器 ===
'''[[关于Iterable与Iterator的那些事]]'''


Iterator 接口包含4 个方法：
<syntaxhighlight lang="java">
public interface Iterator<E>
{
E next();          // 逐个访问集合中的每个元素（如果到达了集合的末尾将抛出一个NoSuchElementException）
boolean hasNext();    // 遍历时判断是否还有下一个元素
void remove();      // 
default void forEachRemaining(Consumer<? super E> action) ;   // 对迭代器的每一个元素调用action（Consumer是一个函数式接口，所以可用lambda表达式）
}
</syntaxhighlight>



如果想要査看集合中的所有元素，就请求一个迭代器，并在hasNext 返回true 时反复地调用next 方法。例如：
<syntaxhighlight lang="java">
Collection<String> c = . . .;
Iterator<String> iter = c.iteratorO；
while (iter.hasNextO)
{
   String element = iter.next0；
   // do something with element
}
</syntaxhighlight>
用“ foreach” 循环可以更加简练地表示同样的循环操作：
<syntaxhighlight lang="java">
for (String element : c)
{
   // do something with element
}
</syntaxhighlight>
* '''编译器简单地将“for each” 循环翻译为带有迭代器的循环'''，“for each”循环可以与任何实现了Iterable 接口的对象一起工作；
*: Collection 接口扩展了（而非继承）Iterable 接口。因此，对于标准类库中的任何集合都可以使用“for each” 循环。
* 在Java SE 8 中，甚至不用写循环。可以调用'''forEachRemaining'''方法并提供 lambda 表达式（它会处理一个元素）。
*: 将对迭代器的每一个元素调用这个lambda 表达式，直到再没有元素为止。
*: <syntaxhighlight lang="java">
i terator.forEachRemai ni ng(el ement -> do something with element);
</syntaxhighlight>
* '''元素被访问的顺序取决于集合类型'''。
*: 如对 ArrayList：迭代器将从索引 0 开始，每次迭代索引值加 1；
*: 然而，如对 HashSet 迭代：每个元素将会按照某种随机的次序出现。（能够遍历到集合中的所有元素，但却无法预知元素被访问的次序）


==== 关于迭代器的位置 ====
'''应该将Java 迭代器认为是位于两个元素之间（而非指向一个元素）'''。当调用next 时，迭代器就越过下一个元素，并返回刚刚越过的那个元素的引用。<br/>
[[File:迭代器的位置.png|400px]]


* Iterator 接口的 '''remove 方法将会删除上次调用next 方法时返回的元素'''；


如：
# 删除集合首个元素：
#: <syntaxhighlight lang="java">
Iterator<String> it = c.iterator();
it.nextO;        // skip over the first element
it.remove();     // now remove it
</syntaxhighlight>
# 删除两个相邻的元素：
#: <syntaxhighlight lang="java">
it.remove();
it.next0；
it.remove();

// 而非
// it.remove();
// it.remove();
</syntaxhighlight>

=== 泛型使用方法 ===

* 由于Collection 与Iterator 都是'''泛型接口'''，可以编写操作任何集合类型的实用方法。
* Java 类库提供了一个类AbstractCollection，它将基础方法size和iterator抽象化了，但是提供了例行方法。
*: 所以，一个具体的集合类可以扩展AbstractCollection 类了（实际上也是这样的）
*: 然而，这种“伴随类”并不是最好的方式，在原接口中将方法定义为“默认方法”会更好。


==== java.util.Collection<E> ====
# Iterator < E> iterator()
#: 返回一个用于访问集合中每个元素的迭代器。
# int size()
#: 返回当前存储在集合中的元素个数。
# boolean isEmpty()
#: 如果集合中没有元素， 返回true。
# boolean contains(Object obj)
#: 如果集合中包含了一个与obj 相等的对象， 返回true。
# boolean containsAl 1(Collection<?> other)
#: 如果这个集合包含other 集合中的所有元素， 返回trueo
# boolean add(Object element)
#: 将一个元素添加到集合中。如果由于这个调用改变了集合，返回true。
# boolean addAl1(Col1ection<? extends E> other)
#: 将other 集合中的所有元素添加到这个集合。如果由于这个调用改变了集合，返回true。
# boolean remove(Object obj)
#: 从这个集合中删除等于obj 的对象。如果有匹配的对象被删除， 返回true。
# boolean removeAl 1(Col 1ection<?> other)
#: 从这个集合中删除other 集合中存在的所有元素。如果由于这个调用改变了集合，返回true。
# default boolean removelf(Predicate<? super E> filter)8
#: 从这个集合删除filter 返回true 的所有元素。如果由于这个调用改变了集合，则返回true。
# void clear()
#: 从这个集合中删除所有的元素。
# boolean retainAl1(Collection<?> other)
#: 从这个集合中删除所有与other 集合中的元素不同的元素。如果由于这个调用改变了集合， 返回true。
# Object[]toArray()
#: 返回这个集合的对象数组。
# <T> T[]toArray(T[]arrayToFi11)
#: 返回这个集合的对象数组。如果arrayToFill 足够大，就将集合中的元素填入这个数组中。剩余空间填补null; 否则，分配一个新数组，其成员类型与arrayToFill的成员类型相同，其长度等于集合的大小，并填充集合元素。

==== java.util.Iterator<E> ====
# boolean hasNext()
#: 如果存在可访问的元素， 返回true。
# E next()
#: 返回将要访问的下一个对象。如果已经到达了集合的尾部， 将拋出一个NoSuchElementException。
# void remove( )
#: 删除上次访问的对象。这个方法必须紧跟在访问一个元素之后执行。如果上次访问之后，集合已经发生了变化， 这个方法将抛出一个IllegalStateException。

=== 集合框架中的接口 ===
[[File:集合框架的接口.png|800px]]

# 集合有两个基本接口：Collection 和Map。
#: 可以用以下方法在集合中插人元素：
#: <syntaxhighlight lang="java">
boolean add(E element)
</syntaxhighlight>
#: 不过，由于映射包含键/ 值对，所以要用put 方法来插人：
#: <syntaxhighlight lang="java">
V put(K key, V value)
</syntaxhighlight>
#: 要从集合读取元素， 可以用迭代器访问元素。不过，从映射中读取值则要使用get 方法：
#: <syntaxhighlight lang="java">
V get (K key)
</syntaxhighlight>

==== List ====
List 是一个有序集合（ordered collection），元素会增加到容器中的特定位置。可以采用两种方式访问元素：
# 迭代器访问
# 随机访问（random access)


* List 接口定义了多个用于随机访问的方法：
*: void add(int index, E element)
*: void remove(int index)
*: E get(int index)
*: E set(int index, E element)

==== Set ====
Set 接口等同于Collection 接口，不过其方法的行为有更严谨的定义：集（ set ) 的add 方法不允许增加重复的元素。

* 要适当地定义集的equals 方法：只要两个集包含同样的元素就认为是相等的，而不要求这些元素有同样的顺序。
* hashCode 方法的定义要保证包含相同元素的两个集会得到相同的散列码。


* '''SortedSet''' 和'''SortedMap'''接口会提供用于排序的比较器对象，这两个接口定义了可以得到集合子集视图的方法。
* Java SE 6 引人了接口'''NavigableSet'''和'''NavigableMap'''，其中包含一些用于搜索和遍历有序集和映射的方法。

== 具体的集合 ==
{| class="wikitable"
|+ Java 库中的具体集合
! 集合类型 !! 描述
|-
! colspan="2"| AbstractCollection
|-
| ArrayList || 一种可以'''动态增长和缩减'''的索引序列
|-
| LinkedList || 一种可以在任何位置进行'''高效地插人和删除'''操作的有序序列
|-
| ArrayDeque || 一种用循环数组实现的'''双端队列'''
|-
| HashSet || 一种没有重复元素的'''无序集合'''
|-
| TreeSet || —种'''有序集'''
|-
| EnumSet || 一种包含'''枚举类型值的集'''
|-
| LinkedHashSet || 一种可以记住元素'''插人次序的集'''
|-
| PriorityQueue || 一种允许高效'''删除最小元素的集合'''
|-
! colspan="2"| AbstractMap
|-
| HashMap || 一种存储'''键/值关联'''的数据结构
|-
| TreeMap || —种键值'''有序排列的映射表'''
|-
| EnumMap || 一种键值属于'''枚举类型的映射表'''
|-
| LinkedHashMap || 一种可以记住键/值项'''添加次序的映射表'''
|-
| WeakHashMap || 一种其值无用武之地后可以被垃圾回收器回收的映射表
|-
| IdentityHashMap || 一种用==而不是用equals比较键值的映射表
|}

[[File:集合框架中的类.png|800px]]

=== 链表（LinkedList）===

* 链表不支持随机方法，但便于插入删除；
* Java中的所有链表实际上都是双向链接的（双向链表）；


==== 添加 ====
# LinkedList.add：将对象添加到链表的尾部；
# ListIterator.add：将对象添加到当前位置；


==== 删除 ====
*（Java中删除链表元素不需要考虑内部指向，调用方法即可）
# 在调用 next 之后 remove，会删除迭代器左侧的元素（类似键盘的“删除”）
# 在调用 previous 之后 remove，删除迭代器右侧的元素（类似键盘的“DEL”）


==== ListItetator ====
* ListItetator：Iterator的子类，专门用于LinkedList的迭代；
* 迭代器的位置，并不直接指向元素，而是在元素之间；
* 迭代器的 add 方法只依赖于迭代器的位置，而 remove 方法依赖于迭代器的状态（调用了next还是previous）；
* 同一个LinkedList的多个迭代器之间操作冲突的话（一个修改了集合，一个正在读），会抛出“ConcurrentModificationException”异常。
*: 所以：可以更具需要给容器附加多个迭代器，但只有一个可以进行修改操作；
* 尽量使用迭代器，而不使用 LinkedList.get方法来进行读取（效率太低）

==== 常用方法 ====
===== java.util.List<E> =====
* ListIterator<E> 1 istIterator ( )
*: 返回一个列表迭代器， 以便用来访问列表中的元素。
* ListIterator <E> 1 istIterator( int index )
*: 返回一个列表迭代器， 以便用来访问列表中的元素， 这个元素是第一次调用next 返回的给定索引的元素。
* void add( int i , E element )
*: 在给定位置添加一个元素。
* void addAl 1 ( int i , Col 1ection<? extends E> elements )
*: 将某个集合中的所有元素添加到给定位置。
* E remove( int i )
*: 删除给定位置的元素并返回这个元素。
* E get ( int i )
*: 获取给定位置的元素。
* E set ( int i , E element )
*: 用新元素取代给定位置的元素， 并返回原来那个元素。
* int indexOf (Object element )
*: 返回与指定元素相等的元素在列表中第一次出现的位置， 如果没有这样的元素将返回-1。
* int 1 astlndexOf(Object element)
*: 返回与指定元素相等的元素在列表中最后一次出现的位置， 如果没有这样的元素将返回-1。

===== java.util.Listlterator<E> =====
* void add(E newElement)
在当前位置前添加一个元素。
* void set(E newElement)
*: 用新元素取代next 或previous 上次访问的元素。如果在next 或previous 上次调用之后列表结构被修改了， 将拋出一个IllegalStateException 异常。
* boolean hasPrevious()
*: 当反向迭代列表时， 还有可供访问的元素， 返回true。
* E previous()
*: 返回前对象。如果已经到达了列表的头部， 謝te出一hNoSuchElementException 异常。
* int nextlndex()
*: 返回下一次调用next 方法时将返回的元素索引。
* int previousIndex()
*: 返回下一次调用previous 方法时将返回的元素索引。


===== java.util.LinkedList<E> =====
* LinkedList()
*: 构造一个空链表。
* LinkedList(Col 1ection<? extends E> elements)
*: 构造一个链表， 并将集合中所有的元素添加到这个链表中。
* void addFirst(E element)
* void addLast(E element)
*: 将某个元素添加到列表的头部或尾部。
* E getFirst()
* E getLast()
*: 返回列表头部或尾部的元素。
* E removeFirst()
* E removeLast()
*: 删除并返回列表头部或尾部的元素。

=== 数组列表（ArrayList）===

List的数组实现，支持随机读取，不便于插入删除（需要移动元素）。

==== ArrayList 与 Vector ====
'''Vector 类的所有方法都是同步的'''，可以由两个线程安全地访问一个 Vector 对象，但也比 ArrayList 更耗时；

* Vector 的方法中，用到了'''synchronized'''来实现同步锁；

=== 散列集（HashSet）===
利用对象的hashcode，来将对象存放在散列集的不同位置。


* HashSet 的迭代器将依次访问所有的桶。由于元素散列分布，所以迭代器访问元素是无序的；
* 修改元素时，如果元素的散列码变化，则其在数据结构中的位置也会变化


HashSet的实现：
* 由其构造函数可以看出，'''HashSet 是由 HashMap 来实现的'''：
*: <syntaxhighlight lang="java">
public HashSet() {
	map = new HashMap<>();
}

public HashSet(Collection<? extends E> c) {
	map = new HashMap<>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));
	addAll(c);
}

public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {
	map = new HashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
}

public HashSet(int initialCapacity) {
	map = new HashMap<>(initialCapacity);
}

HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {
	map = new LinkedHashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
}
</syntaxhighlight>

==== 散列表 ====
散列表，用于保存集合中对象的散列码。Java中，散列表用链表数组实现：
:[[File:散列表.png|400px]]
（每个列表被称为一个桶，bucket）
要想査找表中对象的位置，就要先计算它的散列码，然后与桶的总数取余，所得到的结果就是保存这个元素的桶的索引。<br/>
: 例如， 如果某个对象的散列码为76268, 并且有128个桶， 对象应该保存在第108号桶中（76268除以128余108)

==== 散列冲突 ====
插入对象时，遇到桶被占满的情况，即为散列冲突。<br/>
这时， 需要用新对象与桶中的所有对象进行比较， 査看这个对象是否已经存在。如果散列码是合理且随机分布的， 桶的数目也足够大， 需要比较的次数就会很少。

* 在JavaSE 8 中， 桶满时会从链表变为平衡二叉树（便于查找？）。

==== 桶数 ====
桶数，是指用于收集具有相同散列值的桶的数目。通常，将桶数设置为预计元素个数的75% ~ 150%。<br/>

*标准类库使用的桶数是2 的幂， 默认值为16

==== 再散列 ====

如果散列表太满，就需要再散列（rehashed)：创建一个桶数更多的表，并将所有元素插入到这个新表中，然后丢弃原来的表。


装填因子（load factor) 决定何时对散列表进行再散列。<br/>
例如， 如果装填因子为0.75 (默认值)，而表中超过75%的位置已经填人元素， 这个表就会用双倍的桶数自动地进行再散列。


* 对于大多数应用程序来说， 装填因子为 0.75 是比较合理的；

==== 常用方法 ====
===== jjava.util.HashSet<E> =====
* HashSet ( )
*: 构造一个空散列表。
* HashSet (Col 1ection<? extends E> elements )
*: 构造一个散列集， 并将集合中的所有元素添加到这个散列集中。
* HashSet ( int initialCapacity)
*: 构造一个空的具有指定容量（桶数）的散列集。
* HashSet ( int initialCapacity , float 1oadFactor )
*: 构造一个具有指定容量和装填因子（一个0.0 ~ 1.0 之间的数值， 确定散列表填充的百分比， 当大于这个百分比时， 散列表进行再散列）的空散列集。
===== java.Iang.Object =====
* int hashCode( )
*: 返回这个对象的散列码。散列码可以是任何整数，包括正数或负数。equals 和hashCode的定义必须兼容，即如果x.equals(y) 为true, x.hashCodeO 必须等于y.hashCodeO。

=== 树集（TreeSet）===

树集是一个有序集合(sorted collection)。元素的排序是用树结构完成的（当前使用的是'''[[红黑树]]'''）；
* '''使用树集，元素必须实现 Comparable 接口，或者构造集时必须提供一个 Comparator'''。
* Java6 之后，TreeSet类实现了 NavigableSet 接口。
*: 这个接口增加了几个便于定位元素以及反向遍历的方法。

每次将一个元素添加到树中时，都被放置在正确的排序位置上。因此：
# 迭代器总是以排好序的顺序访问每个元素。
# 添加插入较HashSet慢，但查找更快。
# 如果树中包含 n 个元素，査找新元素的正确位置平均需要“log2 n”次比较。


TreeSet的实现：
* 由其构造函数可以看出，'''TreeSet 是由 TreeMap 来实现的'''：
*: <syntaxhighlight lang="java">
public class TreeSet<E> extends AbstractSet<E> implements NavigableSet<E>, Cloneable, java.io.Serializable
{
    /**
     * The backing map.
     */
    private transient NavigableMap<E,Object> m;

    // Dummy value to associate with an Object in the backing Map
    private static final Object PRESENT = new Object();

    TreeSet(NavigableMap<E,Object> m) {
        this.m = m;
    }

    public TreeSet() {
        this(new TreeMap<E,Object>());
    }

    public TreeSet(Comparator<? super E> comparator) {
        this(new TreeMap<>(comparator));
    }

    public TreeSet(Collection<? extends E> c) {
        this();
        addAll(c);
    }

    public TreeSet(SortedSet<E> s) {
        this(s.comparator());
        addAll(s);
    }
	
	public  boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
        // Use linear-time version if applicable
        if (m.size()==0 && c.size() > 0 &&
            c instanceof SortedSet &&
            m instanceof TreeMap) {
            SortedSet<? extends E> set = (SortedSet<? extends E>) c;
            TreeMap<E,Object> map = (TreeMap<E, Object>) m;
            Comparator<?> cc = set.comparator();
            Comparator<? super E> mc = map.comparator();
            if (cc==mc || (cc != null && cc.equals(mc))) {
                map.addAllForTreeSet(set, PRESENT);
                return true;
            }
        }
        return super.addAll(c);
    }
</syntaxhighlight>

==== 常用方法 ====
===== java.util.TreeSet<E> =====
TreeSet()
* TreeSet(Comparator<? super E> comparator)
*:构造一个空树集。
* TreeSet(Col 1ection<? extends E> elements)
* TreeSet(SortedSet<E> s)
*:构造一个树集， 并增加一个集合或有序集中的所有元素（对于后一种情况，要使用同样的顺序)。
===== java.util.SortedSet<E> =====
* Comparator<? super E> comparator()
*:返回用于对元素进行排序的比较器。如果元素用Comparable 接口的compareTo方法进行比较则返回null。
* E firstO
* E 1ast()
*:返回有序集中的最小元素或最大元素。
===== java.util.NavigableSet<E> =====
* E higher(E value)
* E 1ower(E value)
*:返回大于value 的最小元素或小于value 的最大元素，如果没有这样的元素则返回null。
* E cei1ing(E value)
* E floor(E value)
*:返回大于等于vaiue 的最小元素或小于等于value 的最大元素， 如果没有这样的元素则返回null。
* E pollFirst()
* E pol1Last()
*:删除并返回这个集中的最大元素或最小元素， 这个集为空时返回null。
* Iterator<E> descend *ngIterator()
*:返回一个按照递减顺序遍历集中元素的迭代器。

=== 队列（Queue）双端队列（Deque）===

在Java SE 6 中引人了Deque 接口，'''ArrayDeque'''和'''LinkedList'''类实现了Deque接口。这两个类都提供了双端队列， 而且在必要时可以增加队列的长度。
<syntaxhighlight lang="java">
public interface Deque<E> extends Queue<E> {
</syntaxhighlight>
<syntaxhighlight lang="java">
public interface Queue<E> extends Collection<E> {
</syntaxhighlight>


* （在第14章将会看到有限队列和有限双端队列。）
* （看看消息中间件的实现？）

==== 阻塞队列（BlockingQueue） ====

BlockingQueue<E> 接口扩展了 Queue<E>接口，用于阻塞队列的实现。

'''[[Java中的阻塞队列]]'''

==== 常用方法 ====
===== java.utii.Queue<E> =====
* boolean add(E element )
* boolean offer(E element )
*:如果队列没有满，将给定的元素添加到这个双端队列的尾部并返回true。如果队列满了，第一个方法将拋出一个IllegalStateException, 而第二个方法返回false。
* E remove( )
* E poll ( )
*:假如队列不空， 删除并返回这个队列头部的元素。如果队列是空的，第一个方法抛出NoSuchElementException, 而第二个方法返回null。
* E elementC )
* E peek( )
*:如果队列不空，返回这个队列头部的元素， 但不删除。如果队列空，第一个方法将拋出一个NoSuchElementException, 而第二个方法返回null。

===== java.util.Deque<E> =====
*  void addFirst(E element )
* void addLast(E element )
* boolean offerFirst(E element )
* boolean offerLast( E element )
*:将给定的对象添加到双端队列的头部或尾部。如果队列满了，前面两个方法将拋出一个IllegalStateException，而后面两个方法返回false。
* E removeFirst( )
* E removeLast( )
* E pollFirstO
* E pollLastO
*:如果队列不空，删除并返回队列头部的元素。如果队列为空，前面两个方法将拋出一个NoSuchElementException, 而后面两个方法返回null。
* E getFirstO
* E getLastO
* E peekFirstO
* E peekLast( )
*:如果队列非空，返回队列头部的元素， 但不删除。如果队列空，前面两个方法将拋出一个NoSuchElementException, 而后面两个方法返回null。

===== java.util.ArrayDeque<E> =====
* ArrayDeque( )
* ArrayDeque( 1nt initialCapacity)
*:用初始容量16 或给定的初始容量构造一个无限双端队列。

=== 优先级队列（priority queue）===

优先级队列（priority queue) 中的元素可以按照任意的顺序插人，却总是按照排序的顺序进行检索。
* '''无论何时调用remove 方法， 总会获得当前优先级队列中最小的元素'''。
* 优先级队列'''使用堆（heap)，对树执行添加（add) 和删除（remore) 操作'''，让最小的元素移动到根，而不必花费时间对元素进行排序。
*: 堆是一个可以自我调整的二叉树；
* 与TreeSet—样，一个优先级队列既可以保存实现了Comparable接口的类对象，也可以保存在构造器中提供的Comparator对象。


* 使用优先级队列的典型示例是任务调度。

==== 常用方法 ====
===== java.util.PriorityQueue =====
* PriorityQueue()
* PriorityQueue(int initialCapacity)
*: 构造一个用于存放Comparable 对象的优先级队列。
* Pr1orityQueue(int initialCapacity, Comparator ? super E> c)
*: 构造一个优先级队列， 并用指定的比较器对元素进行排序。

== 映射 ==

=== 基本映射操作 ===
Java 类库为映射提供了两个通用的实现：HashMap 和TreeMap。这两个类都实现了Map 接口。
# 散列映射对键进行散列， 
# 树映射用键的整体顺序对元素进行排序， 并将其组织成搜索树。

* 散列或比较函数只能作用于键。与键关联的值不能进行散列或比较。

==== 常用方法 ====
===== java.util.Map<K, V> =====
* V get(Object key)
*: 获取与键对应的值；返回与键对应的对象，如果在映射中没有这个对象则返回null。键可以为null。
* default V getOrDefault(Object key, V defaultValue)
*: 获得与键关联的值； 返回与键关联的对象， 或者如果未在映射中找到这个键， 则返回defaultValue。
* V put(K key, V value)
*: 将键与对应的值关系插入到映射中。如果这个键已经存在， 新的对象将取代与这个键对应的旧对象。这个方法将返回键对应的旧值。如果这个键以前没有出现过则返回null。键可以为null， 但值不能为null。
* void putAl 1(Map<? extends K , ? extends V> entries)
*: 将给定映射中的所有条目添加到这个映射中。
* boolean containsKey(Object key)
*: 如果在映射中已经有这个键， 返回true。
* boolean containsValue(Object value)
*: 如果映射中已经有这个值， 返回true。
*default void forEach(BiConsumer<? super K ,? super V> action)8
*: 对这个映射中的所有键/ 值对应用这个动作。

===== java.utii.HashMap<K,V> =====
*HashMap()
*HashMap(int initialCapacity)
*HashMap(int initialCapacity, float 1oadFactor)
*: 用给定的容量和装填因子构造一个空散列映射（装填因子是一个0.0 〜1.0 之间的数值。这个数值决定散列表填充的百分比。一旦到了这个比例，就要将其再散列到更大的表中）。默认的装填因子是0.75。

===== java.util.TreeMap<K,V> =====
*TreeMap()
*: 为实现Comparable 接口的键构造一个空的树映射。
*TreeMap(Comparator<? super K> c)
*: 构造一个树映射， 并使用一个指定的比较器对键进行排序。
*TreeMap(Map<? extends K, ? extends V> entries)
*: 构造一个树映射， 并将某个映射中的所有条目添加到树映射中。
*TreeMap(SortedMap<? extends K, ? extends V> entries)
*: 构造一个树映射， 将某个有序映射中的所有条目添加到树映射中， 并使用与给定的有序映射相同的比较器。

===== java.util.SortedMap<K, V> =====
*Comparator< ? super K> comparator()
*: 返回对键进行排序的比较器。如果键是用Comparable 接口的compareTo 方法进行比较的，返回null。
* K firstKeyO
* K 1astKey()
*: 返回映射中最小元素和最大元素。

=== 更新映射项 ===

以“使用一个映射统计一个单词在文件中出现的频度”为例：
# 看到一个单词（word) 时，将计数器增1， 如下所示：
#:<syntaxhighlight lang="java">
counts.put(word, counts.get(word)+ 1);
</syntaxhighlight>
#: 这是可以的， 不过有一种情况除外： 就是第一次看到word 时。在这种情况下，get 会返回null , 因此会出现一个NullPointerException 异常。
#: 作为一个简单的补救， 可以使用'''getOrDefault''' 方法：
#:<syntaxhighlight lang="java">
counts,put(word, counts.getOrDefault(word, 0)+ 1);
</syntaxhighlight>
# 另一种方法是首先调用'''putlfAbsent''' 方法。只有当键原先存在时才会放入一个值。
#:<syntaxhighlight lang="java">
counts.putlfAbsent(word, 0);
counts.put(word, counts.get(word)+ 1); // Now we know that get will succeed
</syntaxhighlight> 
# 不过还可以使用 '''merge''' 方法简化这个常见的操作。如果键原先不存在，下面的调用：
#:<syntaxhighlight lang="java">
counts.merge(word, 1, Integer::sum);
</syntaxhighlight>
#: 将把word 与1 关联，否则使用Integer::sum 函数组合原值和1 (也就是将原值与1 求和)。

=== 映射视图（键集、键/值对集） ===
<pre>
集合框架不认为映射本身是一个集合。（其他数据结构框架认为映射是一个 键/值 对集合，或者是由键索引的值集合）。不过，可以得到映射的视图（ View )——这是实现了Collection 接口或某个子接口的对象。
</pre>
三种视图如下：
{| class="wikitable"
! 视图 !! 命令 !! 示例
|-
| 键集
| <syntaxhighlight lang="java" inline>Set<K> keySet()</syntaxhighlight>
| <syntaxhighlight lang="java">
Set<String> keys = map.keySet();
for (String key : keys)
{
   // do something with key
}
</syntaxhighlight>
|-
| 值集合
| <syntaxhighlight lang="java" inline>Collection<V> values()</syntaxhighlight>
*（不是一个集，因为可以重复）
| <syntaxhighlight lang="java">

</syntaxhighlight>
|-
| 键/值对集
| <syntaxhighlight lang="java" inline>Set<Map.Entry<K, V>> entrySet()</syntaxhighlight>
| <syntaxhighlight lang="java">
for (Map.Entry<String, Employee〉entry : staff.entrySet())
{
   String k = entry.getKeyO；
   Employee v = entry.getValueO;
   // do something with k, v
}
</syntaxhighlight>
|}
* 条目集的元素是实现Map.Entry 接口的类的对象。
* 如果在“键集”视图上调用迭代器的remove方法，会从映射中删除这个键和与它关联的值；如果试图调用add 方法， 它会抛出一个UnsupportedOperationException。
* 原先“键/值对集”是访问所有映射条目的最高效的方法。如今，只需要使用'''forEach'''方法（使用lambda表达式）：
<syntaxhighlight lang="java">
counts.forEach((k， v) -> {
      // do something with k, v
   })；
</syntaxhighlight>

==== 常用方法 ====
===== java.util.Map<K, V> =====
* Set<Map.Entry<K, V>> entrySet()
*: 返回Map.Entry 对象（映射中的键/ 值对）的一个集视图。可以从这个集中删除元素，它们将从映射中删除，但是不能增加任何元素。
* Set<K> keySetO
*: 返回映射中所有键的一个集视图。可以从这个集中删除元素，键和相关联的值将从映射中删除， 但是不能增加任何元素。
*  Col 1ection<V> values()
*: 返回映射中所有值的一个集合视图。可以从这个集合中删除元素， 所删除的值及相应的键将从映射中删除， 不过不能增加任何元素。
===== java.util.Map.Entry<K, V> =====
*  K getKey()
*  V getValueC)
*: 返回这一条目的键或值。
*  V setVa1 ue(V newValue)
*: 将相关映射中的值改为新值， 并返回原来的值。

=== 弱散列映射 ===

【？？？】

=== 链接散列集与映射（LinkedHashSet 与 LinkedHashMap） ===

<pre>
LinkedHashSet 和 LinkedHashMap 类用来记住插人元素项的顺序。这样就可以避免在散列表中的项从表面上看是随机排列的。当条目插入到表中时，就会并人到双向链表中。
</pre>

* LinkedHashSet 由 LinkedHashMap 实现；
* LinkedHashMap在HashMap的基础上，'''采用双向链表（doubly-linked list）的形式将所有entry连接起来'''，这样是为保证元素的迭代顺序跟插入顺序相同。

[[File:LinkedHashMap.png|600px]]

特点：
* 散列表（HashMap）用于元素的存储结构；
* '''双向链（List）表用于维护元素的迭代顺序，用于元素遍历'''（可以是插入顺序，也可以是访问顺序）；


==== 关于“迭代顺序”：“插入顺序”“访问顺序” ====
如上所述，迭代（遍历） LinkedHashMap 元素的时候，会按照链接顺序（即：迭代顺序）进行。<br/>
而迭代顺序：
# 可以是“插入顺序”：按插入顺序维护链表；
# 也可以是“访问顺序”：按访问顺序维护链表（即链表头元素是“最近最少使用”）；


而这取决于其“'''accessOrder'''”值域：
# 构造对象时，确定 accessOrder：
#: <syntaxhighlight lang="java">
	public LinkedHashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
        super(initialCapacity, loadFactor);
        accessOrder = false;
    }

    public LinkedHashMap(int initialCapacity) {
        super(initialCapacity);
        accessOrder = false;
    }

    public LinkedHashMap() {
        super();
        accessOrder = false;
    }

    public LinkedHashMap(Map<? extends K, ? extends V> m) {
        super();
        accessOrder = false;
        putMapEntries(m, false);
    }

    public LinkedHashMap(int initialCapacity,
                         float loadFactor,
                         boolean accessOrder) {
        super(initialCapacity, loadFactor);
        this.accessOrder = accessOrder;
    }
</syntaxhighlight>
# 调用相关方法时，用accessOrder值判断，是否将被访问的元素放到链表末尾；
#: <syntaxhighlight lang="java">
	public V get(Object key) {
        Node<K,V> e;
        if ((e = getNode(hash(key), key)) == null)
            return null;
        if (accessOrder)
            afterNodeAccess(e);
        return e.value;
    }
	...
	void afterNodeAccess(Node<K,V> e) { // move node to last
        LinkedHashMap.Entry<K,V> last;
        if (accessOrder && (last = tail) != e) {
            LinkedHashMap.Entry<K,V> p =
                (LinkedHashMap.Entry<K,V>)e, b = p.before, a = p.after;
            p.after = null;
            if (b == null)
                head = a;
            else
                b.after = a;
            if (a != null)
                a.before = b;
            else
                last = b;
            if (last == null)
                head = p;
            else {
                p.before = last;
                last.after = p;
            }
            tail = p;
            ++modCount;
        }
    }
</syntaxhighlight>

=== 枚举集与映射（EnumSet 与 EnumMap） ===

==== EnumSet ====
<pre>
EmimSet 是一个枚举类型元素集的高效实现。由于枚举类型只有有限个实例，所以EnumSet 内部用位序列实现。如果对应的值在集中，则相应的位被置为1。
</pre>
* EnumSet 类没有公共的构造器。可以使用静态工厂方法构造这个集：
*: <syntaxhighlight lang="java">
enum Weekday { MONDAY, TUESDAY, WEDNESDAY, THURSDAY, FRIDAY, SATURDAY, SUNDAY };
EnumSet<Weekday> always = EnumSet.allOf(Weekday.class);
EnumSet<Weekday> never = EnumSet.noneOf(Weekday.class);
EnumSet<Weekday> workday = EnumSet.range(Weekday.MONDAY, Weekday.FRIDAY);
EnumSet<Weekday> mwf = EnumSet.of(Weekday.MONDAY, Weekday.WEDNESDAY, Weekday.FRIDAY);
</syntaxhighlight>
* 可以使用Set 接口的常用方法来修改EnumSet。

==== EnumMap ====

EnumMap 是一个'''键类型为枚举类型的映射'''。它可以直接且高效地用一个值数组实现。

* 在使用时， 需要在构造器中指定键类型：
*: <syntaxhighlight lang="java">
EnumMap<Weekday, Employee〉personlnCharge = new EnumMap<>(Weekday.class);
</syntaxhighlight>
* 所有的枚举类型都扩展于泛型Enum 类。
*: 例如，Weekday 扩展于 Enum<Weekday〉。

=== 标识散列映射（IdentityHashMap） ===
<pre>
   类 IdentityHashMap 有特殊的作用。在这个类中， 键的散列值不是用hashCode 函数计算的， 而是用System.identityHashCode 方法计算的。这是Object.hashCode 方法根据对象的内存地址来计算散列码时所使用的方式。而且， 在对两个对象进行比较时，IdentityHashMap 类使用==, 而不使用equals。
   也就是说，不同的键对象，即使内容相同，也被视为是不同的对象。在实现对象遍历算法（如对象串行化）时，这个类非常有用，可以用来跟踪每个对象的遍历状况。
</pre>

特点：
# 使用“'''System.identityHashCode'''”方法计算其 hashcode（即，使用对象内存地址计算 hashcode）；
# 使用“==”来比较对象；
即，每个对象 hashcode （几乎）唯一，（几乎）不会出现冲突。<br/>


用法？？？

== 视图与包装器 ==
<pre>
通过使用视图（views）可以获得其他的实现了Collection 接口和Map 接口的对象。
</pre>

以“HashMap<K,V>”为例：
<syntaxhighlight lang="java">
    public Set<K> keySet() {
        Set<K> ks = keySet;
        if (ks == null) {
            ks = new KeySet();
            keySet = ks;
        }
        return ks;
    }

    final class KeySet extends AbstractSet<K> {
        public final int size()                 { return size; }
        public final void clear()               { HashMap.this.clear(); }
        public final Iterator<K> iterator()     { return new KeyIterator(); }
        public final boolean contains(Object o) { return containsKey(o); }
        public final boolean remove(Object key) {
            return removeNode(hash(key), key, null, false, true) != null;
        }
        public final Spliterator<K> spliterator() {
            return new KeySpliterator<>(HashMap.this, 0, -1, 0, 0);
        }
        public final void forEach(Consumer<? super K> action) {
            Node<K,V>[] tab;
            if (action == null)
                throw new NullPointerException();
            if (size > 0 && (tab = table) != null) {
                int mc = modCount;
                for (int i = 0; i < tab.length; ++i) {
                    for (Node<K,V> e = tab[i]; e != null; e = e.next)
                        action.accept(e.key);
                }
                if (modCount != mc)
                    throw new ConcurrentModificationException();
            }
        }
    }
</syntaxhighlight>
“keySet()”方法返回了一个实现了“Set<K>”接口的类（“KeySet”）的对象，这个类（“KeySet”）的方法可以对原HashMap进行操作，这个集合（“KeySet”）就是视图，这个对象（“ks”）就是视图对象。<br/>
'''视图可以理解为一个受限制的（非原集合的）集合。（类比于数据库视图）'''

=== 轻量级集合包装器 ===
在Arrays类中有一个静态方法--asList方法，这个方法作用是：将普通的Java数组包装成一个List集合。<br/>
例如：<syntaxhighlight lang="java">
String []strings = new String[10];
strings[0] = "pby";
strings[1] = "pby1";
strings[2] = "pby2";
List<String> stringList = Arrays.asList(strings);
</syntaxhighlight>
返回的对象不是一个ArrayList对象。它就是一个视图对象：
# 这个对象带有底层数组的get和set方法。
# 视图对象不能操作所有改变数组大小的方法：
#: 在调用这些方法的时候，程序会抛出一个UnsupportedOperationException异常；但是普通的List对象能够正常的调用改变数组大小的方法。


与Arrays.asList方法类似的另一个方法那就是在Collection中的nCopies方法。例如：
<syntaxhighlight lang="java">
List<String> stringList = Collections.nCopies(100, "pby");
</syntaxhighlight>
上面的代码将创建一个包含100个"pby"字符串的List集合对象。'''这样的操作优势在于存储代价很小，因为这个对象不能修改大小'''。


* 区分Collections类和Collection接口：'''Collections类包含了很多实用的方法，这些方法的参数和返回值都是集合'''；
*:【如“'''synchronizedCollection(Collection<T> c)'''”可用于：用普通集合实现一个同步集合】；

=== 子范围 ===
可以给很多的集合建立子范围视图。<br/>

例如，假设有一个集合对象list，要从中取出第10个~第19个元素，就可以使用subList方法来获得一个List集合对象的子范围视图：
<syntaxhighlight lang="java">
List<String> list2 = list.subList(10, 19);
</syntaxhighlight>


* Java SE 6 引人的'''NavigableSet'''接口赋予子范围操作更多的控制能力。

=== 不可修改的视图 ===
Collections还有几个方法，用于产生集合的不可修改视图。这些视图对现有的集合增加了一个运行时的检查。如果发现对集合进行修改的话(这里不仅仅是改变数组的大小，并且包括set之类的方法)，就会抛出一个异常，同时这个集合将保持未修改的状态。<br/>


可以使用如下8种方法来获得不可修改的视图：
# Collections.unmodifiableCollection
# Collections.unmodifiableList
# Collections.unmodifiableSet
# Collections.unmodifiableSortedSet
# Collections.unmodifiableNavigableSet
# Collections.unmodifiableMap
# Collections.unmodifiableSortedMap
# Collections.unmodifiableNavigableMap

每个方法都定义于一个接口。例如，Collections.unmodifiableList方法定义于List接口，与ArrayList、LinkedList或者任何实现了List接口的其他类一起协同工作。


* 由于视图只是包装了接口而不是实际的集合对象， 所以只能访问接口中定义的方法。

<pre>
   unmodifiableCollection 方法（与本节稍后讨论的synchronizedCollection 和checkedCollection 方法一样）将返回一个集合， 它的equals 方法不调用底层集合的equals 方法。相反， 它继承了Object 类的equals 方法， 这个方法只是检测两个对象是否是同一个对象。如果将集或列表转换成集合， 就再也无法检测其内容是否相同了。视图就是以这种方式运行的， 因为内容是否相等的检测在分层结构的这一层上没有定义妥当。视图将以同样的方式处理hashCode 方法。
   然而，unmodifiableSet 类和unmodifiableList 类却使用底层集合的equals 方法和hashCode 方法。
</pre>

=== 同步视图 ===
类库的设计者使用视图机制来确保常规集合的线程安全， 而不是实现线程安全的集合类。<br/>


例如， Collections 类的静态'''synchronizedMap'''方法可以将任何一个映射表转换成具有同步访问方法的Map:
<syntaxhighlight lang="java">
Map<String, Employee〉map = Collections.synchronizedMap(new HashMap<String, Employee>0)；
</syntaxhighlight>


=== 受查视图 ===
受査” 视图用来对泛型类型发生问题时提供调试支持。


下面定义了一个安全列表“safestrings”：
<syntaxhighlight lang="java">
List<String> safestrings = Collections.checkedList(strings，String,class);

ArrayList rawList = safestrings;
rawList.add(new DateO)；// checked list throws a ClassCastException
</syntaxhighlight>
视图的 add 方法将检测插人的对象是否属于给定的类。如果不属于给定的类， 就立即抛出一个“ClassCastException”。这样做的好处是错误可以在正确的位置得以报告：

=== 关于可选操作的说明 ===

== 算法 ==

泛型集合接口有一个很大的优点， 即算法只需要实现一次。

=== 排序与混排 ===

Collections 类中的sort 方法可以对实现了List 接口的集合进行排序。
# 这个方法假定列表元素实现了Comparable 接口。
# 如果想采用其他方式对列表进行排序，可以使用List接口的sort方法并传入一个Comparator 对象。


sort方法对列表所采用的排序手段：将所有元素转人一个数组，对数组进行排序，然后，再将排序后的序列复制回列表。【？？？】


[[常用排序算法]]


Collections 类有一个算法shuffle, 其功能与排序刚好相反， 即随机地混排列表中元素的顺序。


==== 常用方法 ====
===== java.util.CoIiections =====
* static <T extends Comparable<? super T» void sort( List<T> elements )
*: 使用稳定的排序算法， 对列表中的元素进行排序。这个算法的时间复杂度是0(n logn), 其中n 为列表的长度。
* static void shuff1e( List<?> elements )
* static void shuff1e( List <?> elements , Random r )
*: 随机地打乱列表中的元素。这个算法的时间复杂度是0(n a(n)), n 是列表的长度，a(n)是访问元素的平均时间。
===== java.util.List<E> =====
* default void sort(Comparator<? super T> comparator )
*: 使用给定比较器对列表排序。
===== java.utii.Comparator<T> =====
* static <T extends Comparable<? super T» Comparator<T> reverseOrder( )
*: 生成一个比较器， 将逆置Comparable 接口提供的顺序。【？】
* default Comparator<T> reversed( )
*: 生成一个比较器， 将逆置这个比较器提供的顺序。【？】

=== 二分查找 ===

使用二分查找，集合必须是已排好序的。

==== 常用方法 ====
===== java.util.Collections =====
* static <T extends Comparable<? super T» int binarySearch( List<T>elements , T key)
* static <T> int binarySearch(List<T> elements, T key, Conparator<? super T> c)
*: 从有序列表中搜索一个键， 如果元素扩展了AbstractSequentialList 类， 则采用线性查找，否则将采用二分查找。这个方法的时间复杂度为0 (a(n) logn), n 是列表的长度，a(n) 是访问一个元素的平均时间。这个方法将返回这个键在列表中的索引， 如果在列表中不存在这个键将返回负值i。 在这种情况下，应该将这个键插人到列表索引一i— l的位置上，以保持列表的有序性。

=== 简单算法 ===


=== 批操作 ===


=== 集合与数组的转换 ===

== 遗留的集合 ==