为了满足常规编程的需要，我们要求能在任何时候、任何地点创建任意数量的对象。所以不可依赖一个已命名的句柄来容纳自己的每一个对象。
为解决这个非常关键的问题，Java提供了容纳对象（或者对象的句柄）的多种方式。其中内建的类型是数组。此外，Java的工具库提供了一些“集合类”（亦称作“容器类”）。利用这些集合类，我们可以容纳乃至操纵自己的对象。
1.数组
哪些地方使数组显得如此特别呢？ 有两方面的问题将数组与其他集合类型区分开来：效率和类型。对于Java来说，为保存和访问一系列对象（实际是对象的句柄）数组，最有效的方法莫过于数组。
代价：创建一个数组对象时，它的大小是固定的，而且不可在那个数组对象的“存在时间”内发生改变。
在Java中，无论使用的是数组还是集合，都会进行范围检查——若超过边界，就会获得一个RuntimeException（运行期违例）错误。
它们将其当作Object类型处理（Object类型是Java中所有类的“根”类）。从某个角度看，这种处理方法是非常合理的：我们仅需构建一个集合，然后任何Java对象都可以进入那个集合（除基本数据类型外——可用Java的基本类型封装类将其作为常数置入集合，或者将其封装到自己的类内，作为可以变化的值使用）。这再一次反映了数组优于常规集合：创建一个数组时，可令其容纳一种特定的类型。这意味着可进行编译期类型检查，预防自己设置了错误的类型，或者错误指定了准备提取的类型。
考虑到执行效率和类型检查，应尽可能地采用数组。然而，当我们试图解决一个更常规的问题时，数组的局限也可能显得非常明显。
1.1 数组和第一类对象
无论使用的数组属于什么类型，数组标识符实际都是指向真实对象的一个句柄。那些对象本身是在内存“堆”里创建的。堆对象既可“隐式”创建（即默认产生），亦可“显式”创建（即明确指定，用一个new表达式）。堆对象的一部分（实际是我们能访问的唯一字段或方法）是只读的length（长度）成员，它告诉我们那个数组对象里最多能容纳多少元素。对于数组对象，“[]”语法是我们能采用的唯一另类访问方法。
1.1.1 基本数据类型集合
当然，假如准备一种基本数据类型，同时又想要集合的灵活性（在需要的时候可自动扩展，腾出更多的空间），就不宜使用数组，必须使用由封装的数据构成的一个集合。
1.2 数组的返回
返回的实际仍是指向数组的指针。但在Java里，我们永远不必担心那个数组的是否可用——只要需要，它就会自动存在。而且垃圾收集器会在我们完成后自动将其清除。
2.集合
Java提供了四种类型的“集合类”：Vector（矢量）、BitSet（位集）、Stack（堆栈）以及Hashtable（散列表）。
2.1 缺点：类型未知
使用Java集合的“缺点”是在将对象置入一个集合时丢失了类型信息。之所以会发生这种情况，是由于当初编写集合时，那个集合的程序员根本不知道用户到底想把什么类型置入集合。若指示某个集合只允许特定的类型，会妨碍它成为一个“常规用途”的工具，为用户带来麻烦。为解决这个问题，集合实际容纳的是类型为Object的一些对象的句柄。
当然，也要注意这并不包括基本数据类型，因为它们并不是从“任何东西”继承来的。这是一个很好的方案，只是不适用下述场合：
- (1) 将一个对象句柄置入集合时，由于类型信息会被抛弃，所以任何类型的对象都可进入我们的集合——即便特别指示它只能容纳特定类型的对象。举个例子来说，虽然指示它只能容纳猫，但事实上任何人都可以把一条狗扔进来。
- (2) 由于类型信息不复存在，所以集合能肯定的唯一事情就是自己容纳的是指向一个对象的句柄。正式使用它之前，必须对其进行造型，使其具有正确的类型。
2.1.1 错误有时并不显露出来
2.1.2 生成能自动判别类型的Vector
新的GopherVector类有一个类型为Vector的private成员。它不会接收和产生普通
Object，只对Gopher对象感兴趣。
2.1.3 参数化类型
在C++中，它由语言通过“模板”获得了直接支持。
3.迭代器
它可以是一个对象，作用是遍历一系列对象，并选择那个序列中的每个对象，同时不让客户程序员知道或关注那个序列的基础结构。
4.集合的类型
4.1 Vector
public class CrashJava {
@Override
public String toString() {
return "CrashJava address: " + this + "\n";
}
public static void main(String[] args) {
CrashJava crashJava = new CrashJava();
System.out.println(crashJava);
}
}
toString()的+this会形成递归调用，因为this需要调用toString()转换成String。这就造成了在toString()里面调用toString，形成无限递归！
4.2 BitSet
4.3 Stack
4.4 Hashtable
对Java封装器能做的唯一事情就是将其初始化成一个特定的值，然后读取那个值。也就是说，一旦封装器对象已经创建，就没有办法改变一个值。
事实上是用Object的hashCode()方法生成每个对象的散列码，而且默认情况下只使用它的对象的地址。
同样地，默认的Object.equals()只是简单地比较对象地址。
因此，为了在散列表中将自己的类作为键使用，必须同时覆盖hashCode()和equals()。
许多Java库的类都覆盖了hashcode()和equals()方法，以便与自己提供的内容适应。
4.5 再论迭代器
5.排序
程序设计一个主要的目标就是“将发生变化的东西同保持不变的东西分隔开”。在这里，保持不变的代码是通用的排序算法，而每次使用时都要变化的是对象的实际比较方法。因此，我们不可将比较代码“硬编码”到多个不同的排序例程内，而是采用“回调”技术。利用回调，经常发生变化的那部分代码会封装到它自己的类内，而总是保持相同的代码则“回调”发生变化的代码。这样一来，不同的对象就可以表达不同的比较方式，同时向它们传递相同的排序代码。
6.通用集合库
7.新集合
集合库考虑到了“容纳自己对象”的问题，并将其分割成两个明确的概念：
- (1) 集合（Collection）：一组单独的元素，通常应用了某种规则。在这里，一个List（列表）必须按特定的顺序容纳元素，而一个Set（集）不可包含任何重复的元素。相反，“包”（Bag）的概念未在新的集合库中实现，因为“列表”已提供了类似的功能。
- (2) 映射（Map）：一系列“键－值”对（这已在散列表身上得到了充分的体现）。从表面看，这似乎应该成为一个“键－值”对的“集合”，但假若试图按那种方式实现它，就会发现实现过程相当笨拙。这进一步证明了应该分离成单独的概念。另一方面，可以方便地查看Map的某个部分。只需创建一个集合，然后用它表示那一部分即可。这样一来，Map就可以返回自己键的一个Set、一个包含自己值的List或者包含自己“键－值”对的一个List。和数组相似，Map可方便扩充到多个“维”，毋需涉及任何新概念。只需简单地在一个Map里包含其他Map（后者又可以包含更多的Map，以此类推）。
实际只有三个集合组件：Map，List和Set。而且每个组件实际只有两、三种实现方式。
在类的分级结构中，可看到大量以“Abstract”（抽象）开头的类，这刚开始可能会使人感觉迷惑。它们实际上是一些工具，用于“部分”实现一个特定的接口。举个例子来说，假如想生成自己的Set，就不是从Set接口开始，然后自行实现所有方法。相反，我们可以从AbstractSet继承，只需极少的工作即可得到自己的新类。尽管如此，新集合库仍然包含了足够的功能，可满足我们的几乎所有需求。所以考虑到我们的目的，可忽略所有以“Abstract”开头的类。
7.1 使用Collections
7.2 使用Lists
List（接口） 顺序是List最重要的特性；它可保证元素按照规定的顺序排列。List为Collection添加了大量方法，以便我们在List中部插入和删除元素（只推荐对LinkedList这样做）。List也会生成一个ListIterator（列表反复器），利用它可在一个列表里朝两个方向遍历，同时插入和删除位于列表中部的元素（同样地，只建议对LinkedList这样做）。
ArrayList 由一个数组后推得到的List。作为一个常规用途的对象容器使用，用于替换原先的Vector。允许我们快速访问元素，但在从列表中部插入和删除元素时，速度却嫌稍慢。一般只应该用ListIterator对一个ArrayList进行向前和向后遍历，不要用它删除和插入元素。
LinkedList 提供优化的顺序访问性能，同时可以高效率地在列表中部进行插入和删除操作。但在进行随机访问时，速度却相当慢，此时应换用ArrayList。也提供了addFirst()，addLast()，getFirst()，getLast()，removeFirst()以及removeLast()（未在任何接口或基础类中定义），以便将其作为一个规格、队列以及一个双向队列使用。
7.3 使用Sets
Set拥有与Collection完全相同的接口，所以和两种不同的List不同，它没有什么额外的功能。相反，Set完全就是一个Collection，只是具有不同的行为（这是实例和多态最理想的应用：用于表达不同的行为）。
Set（接口） 添加到Set的每个元素都必须是独一无二的；否则Set就不会添加重复的元素。添加到Set里的对象必须定义equals()，从而建立对象的唯一性。Set拥有与Collection完全相同的接口。一个Set不能保证自己可按任何特定的顺序维持自己的元素。
HashSet用于除非常小的以外的所有Set。对象也必须定义hashCode()。ArraySet 由一个数组后推得到的Set。面向非常小的Set设计，特别是那些需要频繁创建和删除的。对于小Set，与HashSet相比，ArraySet创建和反复所需付出的代价都要小得多。但随着Set的增大，它的性能也会大打折扣。不需要HashCode()的TreeSet 由一个“红黑树”后推得到的顺序Set。这样一来，我们就可以从一个Set里提到一个顺序集合。
7.4 使用Maps
Map（接口） 维持“键－值”对应关系（对），以便通过一个键查找相应的值。
HashMap 基于一个散列表实现（用它代替Hashtable）。针对“键－值”对的插入和检索，这种形式具有最稳定的性能。可通过构建器对这一性能进行调整，以便设置散列表的“能力”和“装载因子”。
ArrayMap 由一个ArrayList后推得到的Map。对反复的顺序提供了精确的控制。面向非常小的Map设计，特别是那些需要经常创建和删除的。对于非常小的Map，创建和反复所付出的代价要比HashMap低得多。但在Map变大以后，性能也会相应地大幅度降低。
TreeMap 在一个“红－黑”树的基础上实现。查看键或者“键－值”对时，它们会按固定的顺序排列（取决于Comparable或 Comparator）。TreeMap最大的好处就是我们得到的是已排好序的结果。TreeMap是含有subMap()方法的唯一一种Map，利用它可以返回树的一部分。
7.5 决定实施方案
实际上只有三个集合组件：Map，List和Set。而且每个接口只有两种或三种实施方案。
若需使用由一个特定的接口提供的功能，如何才能决定到底采取哪一种方案呢？
为理解这个问题，必须认识到每种不同的实施方案都有自己的特点、优点和缺点。
集合间的差异通常都可归纳为它们具体是由什么“后推”的。换言之，取决于物理意义上用于实施目标接口的数据结构是什么。
7.5.1 决定使用何种List
为体会各种List实施方案间的差异，最简便的方法就是进行一次性能测验。
ArrayList（以及Vector）是由一个数组后推得到的；而LinkedList是根据常规的双重链接列表方式实现的，因为每个单独的对象都包含了数据以及指向列表内前后元素的句柄。正是由于这个原因，假如想在一个列表中部进行大量插入和删除操作，那么LinkedList无疑是最恰当的选择（LinkedList还有一些额外的功能，建立于AbstractSequentialList中）。若非如此，就情愿选择ArrayList，它的速度可能要快一些。
7.5.2 决定使用何种Set
Set既可作为一个ArraySet实现，亦可作为HashSet实现。ArraySet是由一个ArrayList后推得到的，设计成只支持少量元素，特别适合要求创建和删除大量Set对象的场合使用。然而，一旦需要在自己的Set中容纳大量元素，ArraySet的性能就会大打折扣。写一个需要Set的程序时，应默认选择HashSet。而且只有在某些特殊情况下（对性能的提升有迫切的需求），才应切换到ArraySet。
进行add()以及contains()操作时，HashSet显然要比ArraySet出色得多，而且性能明显与元素的多寡关系不大。一般编写程序的时候，几乎永远用不着使用ArraySet。
7.5.3 决定使用何种Map
选择不同的Map实施方案时，注意Map的大小对于性能的影响是最大的。
当我们使用Map时，首要的选择应该是HashMap。只有在极少数情况下才需要考虑其他方法。
7.6 未支持的操作UnsupportedOperationException
7.7 排序和搜索
这些工具都属于两个新类的“静态”方法。这两个类分别是用于排序和搜索数组的Arrays，以及用于排序和搜索列表的Collections。
7.7.1 数组
Arrays类为所有基本数据类型的数组提供了一个重载的sort()和binarySearch()，它们亦可用于String和Object。
Comparable和Comparator
但假若我们不满足这一排序方式，又该如何处理呢？
针对Object数组（以及String，它当然属于Object的一种），可使用一个sort()，并令其接纳另一个参数：实现了Comparator接口（即“比较器”接口，新集合库的一部分）的一个对象，并用它的单个compare()方法进行比较。
Arrays类提供了另一个sort()方法，它会采用单个自变量：一个Object数组，但没有Comparator。这个sort()方法也必须用同样的方式来比较两个Object。通过实现Comparable接口，它采用了赋予一个类的“自然比较方法”。这个接口含有单独一个方法——compareTo()，能分别根据它小于、等于或者大于自变量而返回负数、零或者正数，从而实现对象的比较。
7.7.2 列表
可用与数组相同的形式排序和搜索一个列表（List）。用于排序和搜索列表的静态方法包含在类Collections中，但它们拥有与Arrays中差不多的签名：sort(List)用于对一个实现了Comparable的对象列表进行排序；binarySearch(List,Object)用于查找列表中的某个对象；sort(List,Comparator)利用一个“比较器”对一个列表进行排序；而binarySearch(List,Object,Comparator)则用于查找那个列表中的一个对象。
TreeMap也必须根据Comparable或者Comparator对自己的对象进行排序。
7.8 实用工具
min()、max()等。
7.8.1 使Collection或Map不可修改
通常，创建Collection或Map的一个“只读”版本显得更有利一些。Collections类允许我们达到这个目标，方法是将原始容器传递进入一个方法，并令其传回一个只读版本。这个方法共有四种变化形式，分别用于Collection（如果不想把集合当作一种更特殊的类型对待）、List、Set以及Map。
