什么是集合(Collection)?集合就是“由若干个确定的元素所构成的整体”。例如,5只小兔构成的集合:
┌ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┐ │ (\_(\ (\_/) (\_/) (\_/) (\(\ │ ( -.-) (•.•) (>.<) (^.^) (='.') │ C(")_(") (")_(") (")_(") (")_(") O(_")") │ └ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┘
在数学中,我们经常遇到集合的概念。例如:
有限集合:
一个班所有的同学构成的集合;
一个网站所有的商品构成的集合;
...
无限集合:
全体自然数集合:1,2,3,……
有理数集合;
实数集合;
...
为什么要在计算机中引入集合呢?这是为了便于处理一组类似的数据,例如:
计算所有同学的总成绩和平均成绩;
列举所有的商品名称和价格;
……
在Java中,如果一个Java对象可以在内部持有若干其他Java对象,并对外提供访问接口,我们把这种Java对象称为集合。很显然,Java的数组可以看作是一种集合:
String[] ss = new String[10]; // 可以持有10个String对象ss[0] = "Hello"; // 可以放入String对象String first = ss[0]; // 可以获取String对象
既然Java提供了数组这种数据类型,可以充当集合,那么,我们为什么还需要其他集合类?这是因为数组有如下限制:
数组初始化后大小不可变;
数组只能按索引顺序存取。
因此,我们需要各种不同类型的集合类来处理不同的数据,例如:
可变大小的顺序链表;
保证无重复元素的集合;
...
Collection
Java标准库自带的java.util
包提供了集合类:Collection
,它是除Map
外所有其他集合类的根接口。Java的java.util
包主要提供了以下三种类型的集合:
List
:一种有序列表的集合,例如,按索引排列的Student
的List
;Set
:一种保证没有重复元素的集合,例如,所有无重复名称的Student
的Set
;Map
:一种通过键值(key-value)查找的映射表集合,例如,根据Student
的name
查找对应Student
的Map
。
Java集合的设计有几个特点:一是实现了接口和实现类相分离,例如,有序表的接口是List
,具体的实现类有ArrayList
,LinkedList
等,二是支持泛型,我们可以限制在一个集合中只能放入同一种数据类型的元素,例如:
List<String> list = new ArrayList<>(); // 只能放入String类型
最后,Java访问集合总是通过统一的方式——迭代器(Iterator)来实现,它最明显的好处在于无需知道集合内部元素是按什么方式存储的。