1. 集合类概述

Java中以一种比数组存储更复杂的方式来存储对象的一组对象---“容器类”，其基本类
型有List、Set和Map，它们被组织在以Collection及Map接口为根的层次结构中，称之为集合框架。

2. Collection接口

Collection的层次结构图

2.1 List篇

List的特征是其元素以线性的方式的存储，集合中允许放重复元素。
List接口主要的实现类有：
- ArrayList() : 代表长度可以动态改变的数组；可以对元素进行随机的访问，向ArrayList
中插入与删除元素的速度慢。

- LinkedList() : 采用链表结构实现。其插入和删除的速度快。

2.1.1 List遍历方式：

(1)for循环遍历

/**
*   List中的get(int index)方法支持取指定下标的元素
*/
1)使用一般for循环
    for(int i = 0 ; i < list.size ; i ++) {
        E obj = list.get(i);
    }
2)使用增强型for循环
    for(E obj : list) {
    }

(2)使用迭代器（Iterator）

/**
*   Collection集合接口继承了Iterator接口，允许集合被迭代
*   迭代方式如下：
*/
Iterator it = list.iterator();
while(it.hasNext()) {
    E obj = it.next();
}

2.1.2 ArrayList实现原理

ArrayList部分源码分析：

/**
* Default initial capacity.
*/
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;

// 存放元素的数组
private transient Object[] elementData;

/* 构造方法，
*   @param initialCapacity : 设置数组的初始容量
*/
public ArrayList(int initialCapacity) {
    super();
    if (initialCapacity < 0)
        throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+ initialCapacity);
    this.elementData = new Object[initialCapacity];
}

从源码可以分析出：ArrayList采用一个Object型对象数组来存放元素，默认初始容量为10。

public boolean add(E e) {
    // 当添加元素时判断数组容量超出可容纳范围时会自动扩容
    // 具体会调用grow(int minCapacity)方法
    ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
    elementData[size++] = e;
    return true;
}

// 该方法会自动给数组扩大一倍,数组可被扩大的最大容量为Integer.MAX_VALUE 
private void grow(int minCapacity) {
    // overflow-conscious code
    int oldCapacity = elementData.length;
    int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
    ....省略部分代码 
}

2.1.3 LinkedList实现原理

LinkedList采用双向链表结构来实现的,使用结点来存储数据域和连接前一个和后一个结点.

static class Node {
    E item;         // 用来保存数据域
    Node next;   // 下一个结点
    Node prev;   // 上一个结点

    ....此处省略
}

// 代指第一个结点
transient Node first;

transient Node last;

// 这里只做add方法的讲解
public boolean add(E e) {
    // 链接下一个结点
    linkLast(e);
    return true;
}

void linkLast(E e) {
    // 保存当前的最后一个结点
    final Node l = last;
    //创建一个新添加元素的结点，前一个结点为该链表的最后一个结点
    final Node newNode = new Node(l , e , null);
    // 将新结点作为最后一个结点
    last = newNode;
    // 如果未添加前最后一个结点为空，则说明此时链表没有元素，将新结点作为首结点
    // 否则将新结点链接在末尾
    if(l != null) 
        first = newNode;
    else
        l.next = newNode;
    size++;
    modCount++;
}

LinkedList数据结构是链式结构，具体查阅数据结构相关的书籍。

2.1.4 ArrayList和LinkedList比较

ArrayList和LinkedList的区别：

1.ArrayList是实现了基于动态数组的数据结构，LinkedList基于链表的数据结构。
2.对于随机访问get和set，ArrayList觉得优于LinkedList，因为LinkedList要移动指针。
3.对于新增和删除操作add和remove，LinedList比较占优势，因为ArrayList要移动数据。

2.2 List使用场景

如果涉及到“栈”、“队列”、“链表”等操作，应该考虑用List，具体的选择哪个List，根据下面的标准来取舍。
01) 对于需要快速插入，删除元素，应该使用LinkedList。

02) 对于需要快速随机访问元素，应该使用ArrayList。

03) 对于“单线程环境” 或者 “多线程环境，但List仅仅只会被单个线程操作”，此时应该使用非同步的类(如ArrayList)。
    对于“多线程环境，且List可能同时被多个线程操作”，此时，应该使用同步的类(如Vector)。

Java集合类--List篇