一、初识集合

（1）集合是什么？为什么要用集合？

保存数据会经常使用到数组，但数组存在以下几个缺陷:

1. 长度开始时必须指定，且一旦指定，不能更改；
2. 保存的必须为同一类型的元素；
3. 使用数组进行增加元素的步骤比较麻烦；

// 使用数组
Item[] items = new Item[1]; // 创建一个初始大小为1的数组
items[0] = new Item(); // 在数组中添加一个元素

// 扩展数组大小
Item[] moreItems = new Item[items.length + 1]; // 创建一个更大的数组以容纳更多元素
System.arraycopy(items, 0, moreItems, 0, items.length); // 将原数组内容复制到新数组中
moreItems[items.length] = new Item(); // 在新数组中添加另一个元素

这个时候就需要用一个比数组要“高级的容器”来解决，这就是集合：

1. 可以动态保存任意多个不同类型对象，使用方便；
2. 提供了一系列方便的操作对象的方法：add、remove、set、get等；
3. 使用集合添加、删除新元素要简单的多；

// 使用集合 (集合还提供了泛型支持，可以在编译时检查类型)
List<Item> itemList = new ArrayList<>(); // 创建一个集合
itemList.add(new Item()); // 直接在集合中添加一个元素
itemList.add(new Item()); // 再添加一个元素。集合会自动扩展以容纳更多元素，无需像数组那样手动管理大小

（2）集合的框架体系

Java的集合类有很多，主要分为两大类：

单列集合： 双列集合：

//单列集合
ArrayList arrayList = new ArrayList();
arrayList.add("Jack");
arrayList.add("Tom");

//双列集合
HashMap hashMap = new HashMap();
hashMap.put("No.1","我");
hashMap.put("No.2","你");

二、Collection接口

Collection接口实现类的特点：

public interface Collection<E> extends Iterable<E>

1. Collection实现子类可以存放多个元素，每个元素可以是Object
2. 有些Collection的实现类，可以存放重复的元素，有些不可以；
3. 有些Collection的实现类，有些是有序的（List），有些则不是有序（Set）；
4. Collection接口没有直接的实现子类，是通过它的子接口List和Set来实现的；

（1）Collection接口常用方法

下面这些方法是 List 和 Set 都有的

方法	描述
size()	返回集合中的元素数量
clear()	清空集合中的所有元素
isEmpty()	检查集合是否为空
add(Object e)	添加单个元素 e
remove(Object o)	删除指定元素 o
contains(Object o)	检查是否包含元素 o
addAll(Collection c)	添加集合 c 中的所有元素
containsAll(Collection c)	检查集合中是否包含集合 c 的所有元素
removeAll(Collection c)	删除集合中包含在集合 c 中的所有元素

以 ArrayList 实现类来演示：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class CollectionMethod {
    public static void main(String[] args) {
        //1.add：添加单个元素
        List list = new ArrayList();
        list.add("字符串");
        list.add(128);//list.add(new Integer(10))
        list.add(true);
        System.out.println("list="+list);//list=[字符串, 128, true]

        //2.remove：删除指定元素
        //list.remove(0);//删除第一个元素
        //System.out.println("list="+list);//list=[128, true]
        list.remove("字符串");//指定删除某个元素
        System.out.println("list="+list);//list=[128, true]

        //3.contains：查找某个元素是否存在
        System.out.println(list.contains(128));//true

        //4.size：返回元素个数
        System.out.println(list.size());//2

        //5.isEmpty：判断是否为空
        System.out.println(list.isEmpty());//false

        //6.clear：清空
        list.clear();
        System.out.println("list= "+list);//list= []

        //7.addAll：添加多个元素
        ArrayList list2 = new ArrayList();
        list2.add("开心");
        list2.add("每");
        list2.add(1);
        list2.add("天");
        list.addAll(list2);//传入一个集合
        System.out.println("新的list："+list);//新的list：[开心, 每, 1, 天]

        //8.containsAll：查找多个元素是否存在
        System.out.println(list.containsAll(list2));//true

        //9.removeAll：删除多个元素
        list.removeAll(list2);
        System.out.println("list="+list);//list=[]
    }
}

（2）Iterator（迭代器）遍历元素

1. Iterator对象（迭代器）：主要用于遍历 Collection 集合中的元素。迭代器提供了一种统一的方法来访问集合中的每个元素，而不需要知道集合的内部结构。
2. 集合类和Iterable接口：所有的集合类都实现了 Iterable 接口，这就是为什么它们都可以使用 Iterator 迭代器进行遍历。这包括 List, Set, Queue 等集合类型。
3. iterator() 方法：实现了 Iterable 接口的集合类必须提供 iterator() 方法。该方法返回一个实现了 Iterator 接口的对象，即迭代器。通过迭代器，我们可以遍历集合中的元素。
4. Iterator的作用：Iterator 仅用于遍历集合，它本身并不存储对象。迭代器提供了几个核心方法，如 next() 来获取下一个元素，hasNext() 来检查是否还有更多元素，以及 remove() 方法来从集合中移除元素。

迭代器执行原理：
Iterator iterator = new coll.iterator(); 得到一个集合迭代器
hasNext() :判断是否还有下一个元素
while(iterator.hasNext()){
	next()作用:返回当前指针指向的元素，并将指针移动到下一个元素的位置
	System.out.println(iterator.next());
}

Iterator的next()方法返回的是Object，每 next() 一次，箭头下移一次：

注意：在调用 iterator.next( ) 方法之前，必须要调用iterator.hasNext( ) 进行检测；若不调用，且下一条记录无效，直接调用 iterator.next( ) 会抛出 NoSuchElementException异常。

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Iterator;

public class CollectionIterator {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建 Collection 集合并添加字符串元素
        Collection<String> col = new ArrayList<>();
        col.add("三国演义");
        col.add("红楼梦");
        col.add("西游记");

	// 先得到col集合对应的迭代器
	Iterator<String> iterator = col.iterator();

        // 使用迭代器遍历集合
        // 快捷键：输入 "itit" 后按回车快速生成 while 循环
        // Ctrl+J 可查看当前所有快捷键
        while (iterator.hasNext()) { // 判断是否还有数据
            String book = iterator.next();
            System.out.println(book);
        }

        // 注意：当退出 while 循环后，迭代器指向最后的元素
        // 再次调用 iterator.next() 将引发 NoSuchElementException
        // 若要重新使用迭代器，需要重新获取迭代器
        iterator = col.iterator();
    }
}

（3）增强 for 循环遍历元素

• 增强for循环，可以代替 iterator迭代器，底层实际上是使用 Iterator 来实现的
• 特点：增强for循环就是简化版的iterator，本质一样，只能用于遍历集合或数组；
• 

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

public class CollectionIterator {
    public static void main(String[] args) {
        Collection<String> books = new ArrayList<>();

        // 添加书籍信息
        books.add("三国演义 - 罗贯中 - 10.1");
        books.add("红楼梦 - 曹雪芹 - 34.6");
        books.add("西游记 - 吴承恩 - 28.8");

        // 使用增强for循环遍历集合
        for (String book : books) {
            System.out.println(book);
        }
    }
}