一、集合概述
1）集合的概念
现实生活中的集合：很多事物凑在一起。
数学中的集合：具有共同属性的事物的总体。
Java中的集合类：是一种工具类，就像是容器，储存任意数量的具有共同属性的对象。
2）集合的作用
如果一个类的内部有多相同类型的属性，并且它们的作用和意义是一样的。比如说，一个学生可以选多个课程，对于一个学生类来说，XX课程就是他的一个属性，而xx课程通常不只有一个。对于像这种情况，如果把每一个课程都定一个属性就太繁琐了，这里我们就要用到集合的概念。
综上所述，集合的作用有以下几点：
在类的内部，对数据进行组织。
简单而快速的搜索大数量的条目。
有的集合接口，提供了一系列排列有序的元素，并且可以在序列中间快速的插入或者删除有关元素。
有的集合接口，提供了映射关系，可以通过关键字（key）去快速查找到对应的唯一对象，而这个关键字可以是任意类型。
3)集合和数组的对比
可以看出集合和数组的功能类似，都是把一系列的数据放入到一个容器中，但是在类的内部我们为什么要用集合而不是数组呢？
数组的长度固定，集合长度可变。集合的优势就在于，集合的长度是随着里面的内容而扩充的，而数组的长度是已经定义好的。
数组只能通过下标访问元素，类型固定（数组下标只能是整形的），而有的集合可以通过任意类型查找所映射的具体对象（key关键字可以是任意类型）。
二、Java集合框架体系结构
我们来简单看一下java集合框架：(还有很多接口和类没有列出，这里只列出常用的接口和类)
如图所示，JAVA集合框架体系结构：Collection与Map是两个根接口。
Collection接口：内部存储的是一个个独立的对象。包含：
1、List接口：序列，存储元素排列有序且可重复。实现类:ArrayList，数组序列；实现类：LinkedList，链表。
2、Queue接口：队列，存储元素排列有序且可重复。实现类：LinkedList，链表。
3、Set接口：集，存储元素无序且不可重复。实现类：HashSet，哈希集。
Map接口：内部以<Key,Value>（任意类型）的一个映射去存储数据，这一个映射就是Entry类（Map的内部类）的实例。包括：实现类：HashMap，哈希表。
Collection接口是List、Set、Queue接口的父接口，Collection接口定义了可用于操作List、Set和Queue的方法–增删改查。（具体的Collection接口的方法可以通过查API，这里就不列举了。）
其中，ArrayList、HashSet和HashMap是使用最多的三个实现类，这里我们将逐个介绍这三个实现类。
在这篇文章中将先介绍ArrayList的用法。
三、ArrayList实现类
List接口及其实现类–ArrayList
List可以精确的控制每个元素的插入位置，或删除某个位置元素；
List有add()插入方法和get()获取方法；
ArrayList–数组序列，是List的一个重要实现类
ArrayList底层是由数组实现的，这也是其名字的由来。
那么如何使用这些集合呢？我们来通过一个小例子，写一个小程序来更直观的学习集合的使用方法。（之后的文章的例子也是基于此的）
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程序功能——模拟学生选课功能
选择课程（往集合添加课程）
删除所选的某门课程（删除集合中的元素）
查看所选课程
修改所选课程
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以下是该程序的代码片段，因为是用于测试来介绍集合的使用，所以请不要在意细节，代码会一步步改进的。
1)创建学生类和课程类
1 /** 2 * 学生类 3 * @author hysum 4 * 5 */ 6 public class Student implements { 7 private String name;//学生姓名 8 private String id;//学生id 9 private Set courses;//所选课程的set集合10 11 public Student(){}12 public Student(String id,String name){13 this.id=id;14 this.name=name;15 this.courses=new HashSet();//初始化集合16 }17 public String getName() {18 return name;19 }20 public void setName(String name) {21 this.name = name;22 }23 public String getId() {24 return id;25 }26 public void setId(String id) {27 this.id = id;28 }29 public Set getCourses() {30 return courses;31 }32 public void setCourses(Set courses) {33 this.courses = courses;34 }
1 /** 2 * 课程类 3 * @author hysum 4 * 5 */ 6 public class Course { 7 private String id;//课程id 8 private String name;//课程名称 9 10 public Course(){11 12 }13 public Course(String name){14 this.name=name;15 }16 public String getId() {17 return id;18 }19 public void setId(String id) {20 this.id = id;21 }22 public String getName() {23 return name;24 }25 public void setName(String name) {26 this.name = name;27 }28 public Course(String id,String name){29 this.id=id;30 this.name=name;31 }32 }
2）创建备选课程类
1 /** 2 * 备选课程类 3 * 4 * @author hysum 5 * 6 */ 7 public class ListCourse { 8 private List CoresesToSelect;// 备选课程 9 private Student stu;10 private static Scanner in;11 {12 in = new Scanner(System.in);13 }14 public ListCourse() {15 this.CoresesToSelect = new ArrayList();// 初始化List集合16 }17 public List getCoresesToSelect() {18 return CoresesToSelect;19 }20 21 public void setCoresesToSelect(List coresesToSelect) {22 CoresesToSelect = coresesToSelect;23 } 26 }
注意：
List是接口，所以在构造方法中不能直接实例化，而通过ArrayList()实例化！！！
例：public List coursesToSelect = new ArrayList();
Set、Map都类似，不可以直接对他实例化，要借助相应的实例化类如HashSet(),HashMap();
3）在备选课程里添加课程
(添加元素)List下总共有4个为List插入元素的方法 ：
1.add(element);
2.add(index,element);
3.addAll(Arrays.asList(对象数组名));
4.addAll(index,Arrays.asList(对象数组名));
以下用代码示例：
1 /* 2 * 添加备选课程 3 */ 4 public void AddCourse() { 5 Course cr1=new Course("1","数据结构");//创建课程对象 6 this.CoresesToSelect.add(cr1);//用add(element)添加 7 Course temp=(Course)this.CoresesToSelect.get(0);//用get方法取出，注意类型转换 8 System.out.println("添加了课程："+temp.getId()+" "+temp.getName()); 9 10 Course cr2=new Course("2","C语言");//创建课程对象11 this.CoresesToSelect.add(0,cr2);//用add(index,element)添加 12 temp=(Course)this.CoresesToSelect.get(0);13 System.out.println("添加了课程："+temp.getId()+" "+temp.getName()); 14 }
1 Course[] course = { new Course("1", "数据结构"), new Course("2", "C语言"), new Course("3", "汇编语言"),2 new Course("4", "离散数学") };3 this.CoresesToSelect.addAll(Arrays.asList(course));//用addAll(Arrays.asList(对象数组名))添加
注意：
1.对象被存入集合都变成object类型了 取出时需要类型强转。（之后会用泛型来解决这个问题）
例：Course temp = (Course)coursesToSelect.get(0);
2.添加进list中的位置（index）介于[0，length]之间；0代表插到队头，length代表插到队尾。
3.如果添加到List中的长度大于他目前的长度，则系统会出现异常，即数组下表越界异常,如：
1 Course cr2=new Course("2","C语言");//创建课程对象2 this.CoresesToSelect.add(2,cr2);//用add方法添加,超出集合现有长度 temp=(Course)
4）备选课程取出打印
以下三种方法都是用来取出List中元素的方法：
—–for循环—–
1 public void testGet(){2 int size=CoursesToSelect.size();3 for(int i=0;i<size;i++){4 Course cr=(Course) CoursesToSelect.get(i);5 System.out.println("取出的课程："+cr.getId()+":"+cr.getName());6 }7 }
—–迭代器—–
Iterator是一个接口,依赖于集合存在的。
1 Iterator it=CourseToSelect.iterator();2 while(it.hasNext()){3 Course cr=(Course) it.next();4 System.out.println("课程:" + cr.id + ":" + cr.name);5 }
—–for each(推荐使用)—–
1 for(Object obj:CoursesToSelect){//遍历集合中的每一个元素，作为每一个Object变量2 Course cr=(Course) obj;3 System.out.println("课程:" + cr.id + ":" + cr.name);4 }
5）备选课程修改
使用set（index,Object element）修改元素，index表示索引位置，element表示新对象。
1 /*2 * 修改备选课程3 */4 public void Modify(int index, Course c) {// 传入要修改的参数5 this.CoresesToSelect.set(index, c);6 }
6）删除备选课程元素
List中有remove(index),remove(对象值)和removeAll(Arrays.asList(对象数组名))方法来删除容器中元素的值(用法和add类似)。
Course是信息课程类，有id和name属性；courseToSelect是list的序列容器对象。
1 /* 2 * 删除备选课程，跟添加方法类似 3 */ 4 public void Remove(int index) {// 通过索引位置删除 5 this.CoresesToSelect.remove(index); 6 } 7 8 public void Remove(Course c) {// 通过课程对象删除 9 this.CoresesToSelect.remove(c);10 11 }12 13 public void Remove(Course[] c) {// 通过集合对象删除14 this.CoresesToSelect.removeAll(Arrays.asList(c));15 16 }
注意：
1.remove(index);删除位置要大于0并且小于List(序列容器)的长度。如果要删除全部可以用for循环嵌套此方法。
2.remove(object);先要获得删除的值，用法是先定义一个信息变量通过get()来存放要删除的值,然后用remove(删除的对象值);
3.removeAll(Arrays.asList());要删除指定的多个位置 Arrays.asLIst(对象数组名);作用是把数组转换为集合。用法是先创建信息对象数组存放删除元素的值，然后再用removeAll(Arrays.asList(对象数组名))方法,删除集合数组的元素。
四、应用泛型管理课程
在上面的几个例子中，小伙伴是否发现对于集合的取出和遍历都要将Object对象进行强制转换后才能使用，每次这样做不仅增加了编程难度还使代码特别繁琐，这里我们可以利用泛型来帮助我们更加方便地使用java集合。
首先，我们要知道没有使用泛型的话，集合中的元素,可以是任意类型的对象(对象的引用)，如果把某个对象放入集合,则会忽略他的类型把他当做Object处理。
那么我们就在刚才的例子里往备选课程类里的CoresesToSelect的List集合添加一些奇怪的东西会发什么有趣的事呢？
1 /*2 * 往List中添加一些奇怪的东西3 */4 public void testType(){5 System.out.println("能否往List中添加一些奇怪的东西呢?");6 this.CoresesToSelect.add("我不是课程，我是字符串！");7 }
当调用取出课程方法取出该元素时，运行时出错：
这是因为取出该元素时String类型不能强制转换为Course类型，那有什么办法来避免集合中被添加不希望添加的类型呢？
泛型则是规定了某个集合只可以存放特定类型的对象，会在编译期间进行类型检查，可以直接指定类型获取的集合元素。
泛型：指规定了某个集合只能存放特定类型的对象。
语法：ArrayList<String> array=new ArrayList<String>(); //规定array中只能存放String类型的对象
那么，了解了泛型之后，上面的例子里都可以加上泛型了，修改如下（只列出修改的部分）：（自行对比）
1 private Set<Course> courses;//所选课程的set集合2 this.courses=new HashSet<Course>();//初始化集合3 public Set<Course> getCourses() {4 return courses;5 }6 public void setCourses(Set<Course> courses) {7 this.courses = courses;8 }
1 private List<Course> CoresesToSelect;// 备选课程 2 public ListCourse() { 3 this.CoresesToSelect = new ArrayList<Course>();// 初始化List集合 4 } 5 public List<Course> getCoresesToSelect() { 6 return CoresesToSelect; 7 } 8 9 public void setCoresesToSelect(List<Course> coresesToSelect) {10 CoresesToSelect = coresesToSelect;11 }
foreach循环的修改：
1 for (Course obj : CoresesToSelect) { 2 System.out.println("添加了课程：" + obj.getId() + " " + obj.getName());4 }
运用了泛型的话，用foreach语句时 存储变量应该为泛型的类型。for(Course a:courseToSelect),不必再用Object取出再强转，因为已经规定容器里装的都是Course类型。
使用泛型要注意：
1.泛型集合中，不能添加泛型规定的类型和其子类以外的对象，否则会报错！
2.泛型中可以添加规定的类型的子类型的对象。如：
1 public void testChild() {2 ChildCourse ccr = new ChildCourse();3 ccr.id = "3";4 ccr.name = "我是子类型的课程对象实例~~";5 courses.add(ccr);6 }
3.不能直接添加基本类型（int,float等）的对象，如果要添加，需要使用其包装类。如：
1 public void testBasicType() {2 List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();3 list.add(1);4 System.out.println("基本类型必须使用包装类作为泛型！" + list.get(0));5 }
五、通过Set集合管理课程
Set集合和List一样是Collection接口的子接口。它的方法跟List类似，但有稍许不同，因为Set集合是无序且不重复的。
1）添加学生选课的课程
add方法跟ArrayList一样
1 li.stu=new Student("1","小明"); 2 System.out.println("欢迎"+li.stu.getName()+"同学选择课程"); 3 for(int i=0;i<3;i++){//循环三次添加选课 4 System.out.println("请选第"+(i+1)+"门课程："); 5 String Id=in.next(); 6 for(Course c:li.getCoresesToSelect()){ 7 if(c.getId().equals(Id)){ 8 li.stu.getCourses().add(c); 9 }10 }11 12 }
注意：Set 中添加某个对象，无论添加多少次，最终只会保留一个该对象（的引用）。同时，保留的是第一次添加的那一个。Set集合是无序的不可重复的。
2）打印输出学生选的课程
1 //输出学生选的课程2 for(Course c:li.stu.getCourses()){3 System.out.println(c.getId()+" "+c.getName());4 5 }
注意：循环遍历Set中的每一个元素只能用foreach或iterator，不能像List一样用get()方法。因为是无序的每次的输出结果都有些差别。
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总结：
1、Set没有像List中set()方法一样就修改，因为List是有序的，可以指定位置，而Set是无序的，可以用循环遍历方式修改。
2、查询遍历时，Set不能用get()方法去获取，因为无序没有指定索引ID，但可以使用foreach和iterator来遍历，但是每次遍历出来可能顺序都不一样，还是因为无序造成的。
3、Set中的size(),add(),addAll(),remove(),removeAll()与List类似。
4、Set还可以添加null(但只能添加一个null，因为不重复)；
以上就是Java集合框架体系结构介绍的详细内容，更多请关注其它相关文章！
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