集合
集合类的特点：集合只用于存储对象，集合长度是可变的，集合可以存储不同类型的对象。
所有集合类都位于 java.util包下。
集合里只能保存对象（实际上只是保存对象的引用变量），基本数据类型的变量要转换成对应的包装类才能放入集合类中。
基本类型包装类
| 基本类型 | 包装类 | 基本类型 | 包装类 | 基本类型 | 包装类 | 基本类型 | 包装类 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| boolean | Boolean | short | Short | int | Integer | char | Character |
| byte | Byte | long | Long | float | Fload | double | Double |
集合框架图
集合框架主要由 Collection 和 Map 两个接口派生而出；两者区别：
- Collection 是单列集合；Map 是双列集合
- Collection 中只有 Set 系列要求元素唯一；Map 中键需要唯一，值可以重复
- Collection 的数据结构是针对元素的；Map 的数据结构是针对键的
API 关系图
- 点线边框的是接口(6个)：Collection，Iterator，List等
- 虚线边框的是抽象类(5个)：AbstractCollection，AbstractList，AbstractMap等
- 实线边框的是实现类(8个)：ArrayList，LinkedList，HashMap等；对接口的具体实现
- Arrays 和 Collections。它们是操作数组、集合的两个工具类
迭代器
Iterator 是遍历集合的工具，我们通常通过 Iterator 迭代器来遍历集合。Collection 依赖于 Iterator，是因为 Collection 的实现类都要实现 iterator() 函数，返回一个 Iterator 对象。
一般遍历数组都是采用 for 循环或者增强 for 循环，这两个方法也可以用在集合框架，但是还有一种方法是采用迭代器遍历集合框架，它是一个对象，实现了 Iterator 接口或 ListIterator 接口。迭代器遍历元素时，通过集合是不能修改元素的，会报异常：ConcurrentModificationException 可以通过迭代器修改元素 。
当使用 Iterator 对集合元素进行迭代时，Iterator 并不是把集合元素本身传给了迭代变量，而是把集合元素的值传给了迭代变量（就如同参数传递是值传递，基本数据类型传递的是值，引用类型传递的仅仅是对象的引用变量），所以修改迭代变量的值对集合元素本身没有任何影响。
ListIterator 继承了 Iterator，以允许双向遍历列表和修改元素。ListIterator 是专门为遍历 List 而存在的。
方法列表
| Iterator Method | Description | List Iterator Method | Description |
|---|---|---|---|
| boolean hasNext(); | 判断集合里是否存在下一个元素 | boolean hasPrevious(); | 判断集合里是否存在上一个元素 |
| Object next(); | 返回集合里下一个元素并更新迭代器状态 | Object previous(); | 返回集合里上一个元素 |
| void remove() | 删除集合里上一次next方法返回的元素 | void set(Object element); | 设置元素值 |
| void add(Object element); | 在指定位置插入一个元素 |
Collection 继承关系
Collection 是一个接口，是高度抽象出来的集合，Collection定义了集合框架的共性功能。
List 和 Set 都继承自 Collection。
操作方法
List 集合
存取有序，有索引，可以根据索引来进行取值，元素可以重复。可以动态增长，根据实际存储的数据的长度自动增长 List 的长度。
数组和 List 之间的转换：
- 数组转 List：使用 Arrays. asList(array) 进行转换。
- List 转数组：使用 List 自带的 toArray() 方法。
特有方法：
| Method | Description |
|---|---|
| Object get(int index); | 根据索引获取指定位置的元素 |
| Object set(int index, Object element); | 根据索引修改元素，返回被修改的元素 |
| void add(int index, Object element); | 在指定索引位置添加元素 |
| Object remove(int index); | 根据索引删除元素，返回删除的元素 |
| int indexOf(Object o); | 获取指定元素的索引 |
| int lastIndexOf(Object o); | 获取集合最后一个元素的坐标 |
| Object[] toArray(); | 返回按适当顺序包含列表中的所有元素的数组 |
| void sort(Comparator c); | 根据Comparator参数对List集合的元素排序 |
List<E> subList(int fromIndex, int toIndex); |
List 集合分隔，返回 List 集合 |
ListIterator<E> listIterator(); |
List集合特有的迭代器 |
ArrayList
底层基于数组实现，查询速度快；增删速度慢；线程不安全；效率高。
每一个 ArrayList 都有一个初始容量（10），该容量代表了数组的大小。随着容器中的元素不断增加，容器的大小也会随着增加。在每次向容器中增加元素的同时都会进行容量检查，当快溢出时，就会进行扩容操作。所以如果我们明确所插入元素的多少，最好指定一个初始容量值，避免过多的进行扩容操作而浪费时间、效率。
特有方法：
-
void ensureCapacity(int minCapacity);：如有必要，增加此 ArrayList 实例的容量，以确保它至少能够容纳最小容量参数所指定的元素数。 -
void trimToSize();：将此 ArrayList 实例的容量调整为列表的当前大小。
LinkedList
底层基于双向链表结构实现，查询速度慢；增删速度快；线程不安全；效率高。
LinkedList 中包含了大量操作首尾元素的方法。所以当我们需要实现的需求增删操作很多，查询很少或者查询很多但都是查询手尾的时候，我们就可以使用 LinkedList 集合。
特有方法：
| Method | Description | Method | Description |
|---|---|---|---|
| Object getFirst(); | 获取并返回第一个元素 | Object peek(); | 返回集合第一个元素 |
| void addFirst(Object e); | 添加元素到集合头部 | Object poll(); | 删除并返回第一个元素 |
| Object getLast(); | 获取并返回集合最后一个元素 | void push(Object obj); | 添加元素到集合头部 |
| Object removeFirst(); | 删除并返回集合第一个元素 | Object pop(); | 删除并返回集合第一个元素 |
| Object removeLast(); | 删除并返回集合最后一个元素 |
Vector
线程安全，但是速度太慢，被 ArrayList 替代。
Stack
继承自Vector。用户模拟“栈”这种数据结构，“栈”通常是指“后进先出”(LIFO)的容器。最后“push”进栈的元素，将被最先“pop”出栈。
Java 里其实没有纯粹的 Stack，可以自己实现，用组合的方式，封装一下LinkedList 即可。
Queue
队列通常是指“先进先出”(FIFO，first-in-first-out)的容器。JDK 里使用 LinkedList 来提供这个功能。
新元素插入(offer)到队列的尾部，访问元素(poll)操作会返回队列头部的元素。队列不允许随机访问队列中的元素。
方法列表：
Set 集合
元素是无序(存入和取出的顺序不一定一致)；元素不可以重复；无下标。
Set 集合与 Collection 集合基本相同，没有提供任何额外的方法。
可以用迭代器或者转换成 list。
HashSet
内部采用 HashMap 实现的，底层数据结构是哈希表；允许有 null 值；线程不安全；不同步。
HashSet 是如何保证元素唯一性的呢？
- 是通过元素的两个方法，hashCode 和 equals 来完成。
- 如果元素的 hashCode 值相同，才会判断 equals 是否为 true。
- 如果元素的 hashcode 值不同，不会调用 equals。
在向 HashSet 集合中存储自定义对象时，为了保证 set 集合的唯一性，那么必须重写 hashCode 和 equals 方法。
LinkedHashSet
是 HashSet 的子类基于链表和哈希表共同实现(LinkedHashMap)；所以存取有序；元素唯一。
TreeSet
基于二叉树的数据结构；存取无序；元素唯一；线程不安全；可以对Set集合中的元素进行排序。
二叉树的存储过程：
如果是第一个元素，那么直接存入，作为根节点，下一个元素进来是会跟节点比较，如果大于节点放右边的，小于节点放左边；等于节点就不存储。后面的元素进来会依次比较，直到有位置存储为止。
TreeSet 保证元素唯一的两种方式
- 自定义对象实现 Comparable 接口，重写 comparaTo 方法，该方法返回0表示相等，小于0表示准备存入的元素比被比较的元素小，否则大于0；
- 在创建 TreeSet 的时候向构造器中传入比较器 Comparator 接口实现类对象，实现Comparator 接口重写 compara 方法。
Collections 工具类
Collections 工具类常用方法：排序、查找、替换操作。
操作方法
| Method | Description |
|---|---|
| void reverse(List list); | 反转集合 |
| void shuffle(List list); | 随机排序 |
| void sort(List list); | 按自然排序的升序排序 |
| void sort(List list, Comparator c); | 定制排序，由Comparator控制排序逻辑 |
| void swap(List list, int i , int j); | 交换两个索引位置的元素 |
| int max(Collection coll); | 根据元素的自然顺序，返回最大的元素 |
| int max(Collection coll, Comparator c); | 根据定制排序，返回最大元素，排序规则由Comparatator类控制 |
| void fill(List list, Object obj); | 用指定的元素代替指定list中的所有元素。 |
| int frequency(Collection c, Object o); | 统计元素出现次数 |
| boolean replaceAll(List list, Object oldVal, Object newVal); | 用新元素替换旧元素 |
Map 集合
Collection、Set、List 接口都属于单值的操作，而 Map 中的每个元素都使用 key—>value 的形式存储在集合中。
Map 集合：该集合存储键值对。一对一对往里存。而且要保证键的唯一性。
方法列表
Map 迭代方式：
- keySet()：只获取 key 值，然后可以通过 get(key) 获取对应的 value
- values()：直接获取所有的 value 值
- entrySet()：返回包含映射关系的 Set 视图
Entry 类
方法：
| Method | Description |
|---|---|
| K getKey(); | 返回与此项对应的键 |
| V getValue(); | 返回与此项对应的值 |
| V setValue(V value); | 用指定的值替换与此项对应的值 |
| boolean equals(Object o); | 比较指定对象与当前对象是否相等 |
HashMap / HashTable
基于哈希表结构实现，超过初始容量会对性能有损耗；存储自定义对象作为键时，必须重写 hasCode 和 equals 方法。
HashMap 最多允许有一条记录的键为 null；线程不同步。
LinkedHashMap
继承自 HashMap，但通过重写嵌套类 HashMap.Entry 实现了链表结构，基于链表和哈希表结构的所以具有存取有序，键不重复的特性；同样有容量的问题。
TreeMap
TreeMap是SortedMap接口的实现类。TreeMap 是一个有序的key-value集合，它是通过红黑树实现的，每个key-value对即作为红黑树的一个节点。
TreeMap 底层使用的二叉树，其中存放进去的所有数据都需要排序，要排序，就要求对象具备比较功能。对象所属的类需要实现 Comparable 接口。或者给 TreeMap 集合传递一个 Comparator 接口对象。
Properties
Properties 继承于 Hashtable，表示一个持久的属性集，属性列表中每个键及其对应值都是一个字符串。
文本中的数据，必须是键值对形式，可以使用空格、等号、冒号等符号分隔。
常用方法列表：
- Object setProperty(String key,String value)：添加键值对属性值
- String getProperty(String key)：通过键，获取对应的属性值
- Set stringPropertyNames()：获取所有键的集合，返回键的集合集
- void load(Reader reader)：把键值对形式的文本文件内容以字符流方式加载到集合中
- void load(InputStream inStream)：把键值对形式的文本文件内容以字节流方式加载到集合中
- void store(Writer writer,String comments)：把集合中的数据存储到文本文件中
- void store(OutputStream out,String comments)：把集合中的数据存储到文本文件中