Java集合框架实现了线性表、链表和哈希表这几类数据结构，为我们在程序开发带来了许多便捷。Java集合框架分为两部分：1.集合，用于存数一个元素集合；2.图，用来存储键值对。该文主要对JDK中Collection和Map两个接口中进行简述。

一、Collection接口

Java集合框架中主要支持三种类型的集合：1.Set（规则集） 2.List（线性表） 3.Queue（队列），其层级关系如图：

Iterator接口

1、规则集Set

HashSet

HashSet扩展于Set接口，可以用来储存互不相同的元素。当程序向HashSet的实例中添加多个相同的元素时，只有一个元素会被存储，因为规则集中只能存储不同的元素。此外，HashSet实例中存储的元素没有特定的顺序，并不会按照插入顺序进行排序。

主要构造方法：

+HashSet()  //无参构造，创建一个HashSet实例
+HashSet(Collection<? extends E> c)  //从集合c中创建HashSet实例
+HashSet(int size) //创建容量为size的HashSet实例

LinkedHashSet

LinkedHashSet用一个链表实现来扩展HashSet类，因此依旧无法添加重复的元素。在HashSet中，我们无法对其实例的元素进行排序，而当我们需要对元素插入的顺序进行排序时，LinkedHashSet是一个可用的选择。

+LinkedHashSet()  //创建一个无参实例
+LinkedHashSet(Collection<? extends E> c) //从集合c中创建LinkedHashSet实例
+LinkedHashset(int size) //创建一个容量为size的实例

TreeSet

+TreeSet()  //创建一个无参实例
+TreeSet( Collection<? extends E> c) //从集合c中创建LinkedHashSet实例
+TreeSet(int size) //创建一个容量为size的实例

以下为实现比较器顺序的一个案例（以学生信息为例，可通过学号排序，也可通过成绩排序）：

import java.io.Serializable;
import java.util.Comparator;

public class StudentComparator implements Comparator<Student>, Serializable{ //Java所有集合中都实现了序列化，为了能成功排序，必须实现该接口

	@Override
	public int compare(Student o1, Student o2) {
		if (o1.getGrade() > o2.getGrade())
			return 1;
		else if (o1.getGrade() == o2.getGrade())
			return 0;
		else 
			return -1;	
	}
	
}

<pre name="code" class="java">import java.util.Iterator;
import java.util.TreeSet;

public class TestTreeSet {
	public static void main(String[] args) {
		TreeSet<Student> set = new TreeSet<>(new StudentComparator());
		set.add(new Student(1, 80));
		set.add(new Student(2, 50));
		set.add(new Student(3, 78));

		Iterator<Student> iterator = set.iterator();  //使用迭代器遍历元素
		while (iterator.hasNext()) {
			Student student = (Student) iterator.next();
			System.out.println(student.getId() + " " + student.getGrade());
		}
	}
}

/*以下为输出结果
2 50
3 78
1 80*/

2、线性表List

在程序开发中，往往我们需要向集合中添加相同的元素，线性表实现了添加重复元素的功能，此外，线性表也允许通过下标访问集合中指定位置的元素。线性表是一个有序允许重复的集合。

List接口中方法有：

+add(int index) //指定下标添加元素
+addAll(int index, Collection<? extends E> c) //指定下标处添加c中所有元素
+get(int index) //返回指定下标元素
+lastIndexOf(Object o) //返回相同元素的下标
+listIterator() //返回遍历列表的迭代器
+listIterator(int startIndex) //返回从startIndex开始的所有元素的迭代器
+remove(int index) //删除指定下标的元素
+set(int index, E element) //设置指定下标的元素
+subList(int fromIndex, int toIndex) //返回从fromIndex到toIndex元素子列表

ArrayList

ArrayList使用数组来存储元素，这个数组是动态创建的，当插入的元素超过数组的长度时，就会创建更大的数组，并把当前数组的元素复制到新的数组当中。因此相对于数组来说ArrayList更具有灵活性。

构造方法：

+ArrayList() //创建一个空列表
+ArrayList(Collection<? extends E> c) //从集合c中创建实例
+ArrayList(int size) //创建一个大小为size的空列表

在Java2之前引入了向量类Vector，其使用方式与ArrayList类似，但Vector实现了现成同步，以避免多线程访问数据时引起数组损坏。关于线程同步，会在后续文章中提及。

LinkedList

+LinkedList() //创建一个空链表
+LinkedList(int size) //创建一个容量为size的空链表
+addFirst(E e) //添加表头元素
+addLast(E e) //添加表尾元素
+getFirst() //返回表头元素
+getLast() //返回表尾元素
+removeFirst() //移除表头元素
+removeLast() //移除表尾元素

+offer(E e) //添加元素
+poll() // 返回并删除队头元素，否则返回null
+remove() //返回并删除队头元素，否则抛出异常
+peek() // 返回队头元素，否则返回null
+element() //返回队头元素，否则抛出异常

LinkedList

PriorityQueue

此类实现了优先队列，在默认情况下，该队列的初始容量为11。其实例所存储的元素默认以自然顺序排列，因此自然顺序下最小的元素会优先出队。队列中可能出现对个优先级相同的元素，那么拥有相同优先级的元素会有其中任意一个优先出队。在讲述TreeSet时提到过使用Comparator接口来实现比较器顺序，在优先队列中依然可行。

构造方法：

+PriorityQueue() //创建一个默认的优先队列
+PriorityQueue(int size) //创建一个容量为size的优先队列
+PriorityQueue(Collection<? extends E> c) //从集合c中创建优先队列
+PriorityQueue(int size, Comparator<? super E>) //创建一个容量为size且拥有比较器顺序的优先队列

二、Map接口

Map接口中有如下方法：

+clear(); //删除图中所有条目
+containsKey(Object key) //图中如果包含指定键值返回true
+containsValue(Object value) //图中如果包含指定值返回true
+get(Object key) //获得指定键值对应的值
+entrySet() //返回包含图中条目的规则集
+isEmpty() //判断是否空
+keySet() //返回图中包含键值的一个规则集
+put(Object key, Object value) //添加键值对
+putAll( ) //将指定实例中的键值对添加到当前实例中
+remove(Object key) //删除指定键值对应的值
+size() //键值对个数
+values() //返回图中包含的集合

HashMap

与HashSet相类似，HashMap实例存储的键值对是无序的，不会根据插入的顺序将键值对进行排序，并且存储顺序是随机的。

LinkedHashMap

该类扩展自HashMap，实现了插入的键值对的排序。其排序方式有两种，一种根据插入顺序排序（插入顺序），一种根据最后一次被访问的顺序排序（访问顺序）。通过以下构造方法说明：

+LinkedHashMap(int size, float loadFactor, boolean Order) //创建一个容量为size的图，客座率为loadFactor（即存储的键值对超过该值，会自动增加图的容量，一般为0.75f），true代表访问顺序，false代表插入顺序

TreeMap

与TreeSet类似，可通过两种方式来实现对图中的键值进行排序。

上述三种具体类都可以通过构造方法从其他图中进行创建。以下为一些

import java.util.HashMap;
import java.util.LinkedHashMap;
import java.util.Map;
import java.util.TreeMap;

public class TestMap {
	public static void main(String[] args) {
		Map<String, Integer> hashmap = new HashMap<>();
		hashmap.put("s1", 10);
		hashmap.put("s2", 6);
		hashmap.put("s3", 7);
		System.out.println("HashMap:");
		System.out.println(hashmap);
		
		Map<String, Integer> linkedHashMap = new LinkedHashMap<>(3, 0.75f, true);
		linkedHashMap.put("s1", 10);
		linkedHashMap.put("s2", 6);
		linkedHashMap.put("s3", 7);
		System.out.println("LinkedHashMap:");
		System.out.println(linkedHashMap);
		
		Map<String, Integer> treeMap = new TreeMap<>();
		treeMap.put("s1", 10);
		treeMap.put("s2", 6);
		treeMap.put("s3", 7);
		System.out.println("TreeMap:");
		System.out.println(treeMap);
	}
	
}
/*输出结果
HashMap:
{s3=7, s1=10, s2=6}
LinkedHashMap:
{s1=10, s2=6, s3=7}
TreeMap:
{s1=10, s2=6, s3=7}*/

总结

if (两个元素hashcode值相等) {
    if (两个元素相等) 
        return true; //不添加
    else 
        return false; //添加
}

在Set接口的实例中如果不需要维护元素插入的顺序，则使用HashSet，因为HashSet更高效率。Map接口中的HashMap也是如此。

在List接口中，ArrayList在尾部提取和插入元素比较高效，LinkedList在任意位置删除和插入元素较高效。

如果在应用程序中不需要添加重复的元素，那么规则集会是最高效的集合。