Java 集合类入门篇

开门见山地说吧，Java 提供了一套完整的集合类（也可以叫做容器类）来管理一组长度可变的对象（也就是集合的元素），其中常见的类型包括 List、Set、Queue 和 Map。从我个人的编程经验来看，List 的实现类 ArrayList 和 Map 的实现类 HashMap 使用频率最高，其它实现类只能望其项背了。

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List、Set 和 Queue 都是 Collection 的子接口，但各有各的好。List 按照插入的顺序保存元素，Set 不会有重复的元素，Queue 通常（但并非一定）以 FIFO（先进先出）的方式排序各个元素。

Map 与 Collection 最大的不同就在于，它是一组“键值对”，可以快速地通过键来查找值；Collection 是没有键的，因此需要按照某种规则来查找值（这里说的值就是元素）。

怎么使用集合类呢？示例如下：

public class Wanger {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<String>();
        list.add("李孝利");
        System.out.println(list.get(0));

        Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();
        map.put("lixiaoli", "李孝利");
        System.out.println(map.get("lixiaoli"));
    }
}

01、ArrayList 和 LinkedList

通常情况下，ArrayList 是我们在选择 List 的时候的首选。别问我为什么，就好像你问我为什么 1＋1 = 2 ？我回答不上来啊。

有人会问，如果我的应用操作偏向于插入和删除，而不是随机访问，我还要选用 ArrayList 吗？我知道 LinkedList 在处理插入和删除的时候更高效，而 ArrayList 更适合随机访问。

那么我的回答是，你已经知道了答案，就做出自己的选择吧。

List 的应用经常会涉及到一些经典的排序算法，我们不妨来重温一下冒泡排序，冒泡排序的规则是：假如有 N 个数，是无序的；从第一个数开始和后面 N-1 的数比较，发现有比自己小的就交换位置；从第二个数开始和后面 N-2 的数比较，同样发现有比自己小的就交换位置；直到 N-1 结束。

来看程序清单1-1：

public class BubbleSort {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
        Collections.addAll(list, 2, 1, 5, 4, 9, 8, 6, 7, 10, 3, 3);

        // 从第1个数开始比较，直到N-1
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            // 从第i+1开始，和i位置的数进行比较
            for (int j = i + 1; j < list.size(); j++) {
                // 记录原来的数
                int temp = list.get(j);

                // 如果i位置的数大，就和j位置的数进行交换
                if (list.get(i) > temp) {
                    list.set(j, list.get(i));
                    list.set(i, temp);
                }
            }
        }

        System.out.println(list);
    }
}

Collections 类是操作 Collection 的一个工具集，提供了很多可以操作和返回 Collection 的静态方法，非常好用。Collections.addAll() 方法可以将所有指定元素添加到指定 Collection 中，可以分别指定要添加的元素，就像 Collections.addAll(list, 2, 1, 5); 这样；或者将要添加的元素指定为一个数组；此方法的行为与 list.addAll(Arrays.asList(elements)) 的行为是相同的，但在大多数实现下，此方法运行起来可能要快得多。

list.set(int index, E element) 用于指定元素替代此列表中指定位置上的元素，非常便捷。

02、HashMap

HashMap 是最常见的 Map 实现，应用非常的广泛；支持 null 键和 null 值，是绝大部分利用键值对存取场景的首选；比如，查询数据库的时候经常使用 HashMap 来进行灵活的（可选择一个表的部分列，而不是所有列）列名和列值的绑定。

HashMap 的值中还可以存放新的键值对，就像下面的这张示意图。

03、PriorityQueue

考虑这样一种场景，王二现在是一个写作大咖了，不再只是一个会写代码的程序员了。有一天，他和几个热情的读者相遇在厕所的门口，为了表示对王二的尊重，读者们觉得礼让王二先去解决问题是必要的。

PriorityQueue 是一种优先级队列（Priority 即为优先的意思），可以应用于这种场景。代码示例如下：

public class WriterAndReader implements Comparable<WriterAndReader> {
    static PriorityQueue<WriterAndReader> queue = new PriorityQueue<WriterAndReader>();

    private String name;

    public WriterAndReader(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public int compareTo(WriterAndReader o) {
        // o为之前的
        if (this.getName().equals("王二")) {
            return -1;
        }
        return this.getName().compareTo(o.getName());
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return this.getName();
    }

    public static void main(String[] args) {

        // 第一次，没有发生比较，因为只有一个
        queue.add(new WriterAndReader("读者2"));
        // 第二次，与第一次放入的比较，发现读者1比读者2小
        queue.add(new WriterAndReader("读者1"));
        // 第三次，与读者1进行比较，发现王二小；
        queue.add(new WriterAndReader("王二"));

        while (!queue.isEmpty()) {
            System.out.println(queue.poll());
        }
    }
}

PriorityQueue 既然要排出优先级，那么就要有一定的规则，排列的对象就要实现 Comparable 接口。

建议在学习的时候 debug 一下，你会发现 queue 的变化非常的有意思；每次 add 添加或者 poll 取出时就会执行对应的 compareTo。

PriorityQueue 常用的功能函数如下：

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