⭐️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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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，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j简单的数据结构，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介绍。

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，一般使用它的子接口List，Queue，Set等。

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！

Java中，绝大多数的简单数据结构类都实现了Collection接口，这里就以ArrayList为例吧！

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.Collection;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Collection<Integer> coll = new ArrayList<>();
        //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e
        System.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构成的集合对象的引用，下面我们介绍一些Map接口中常见的方法吧！
所谓键值对就是一个key对应一个val。多个键值对组成的集合称为Map，其他部分语言称为字典。

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：

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

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class TestMap {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String, String> map = new HashMap<>();
        //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，getOrDefault（没找到使用默认值代替）

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class TestMap {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String, String> map = new HashMap<>();
        //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val
        System.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

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class TestMap {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String, String> map = new HashMap<>();
        //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key
        System.out.println(map.containsKey("1024"));//true
        System.out.println(map.containsKey("正月十五"));//false
        //是否包含val
        System.out.println(map.containsValue("春节"));//true
        System.out.println(map.containsValue("元宵节"));//false
    }
}

将全部键值对转换成集合—— entrySet()

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
public class TestMap {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String, String> map = new HashMap<>();
        //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Map中键值对个数以及判断Map是否为空——size，isEmpty

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
public class TestMap {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String, String> map = new HashMap<>();
        //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！