Java集合类之Collection与Map

集合（上）

Collection和Map两种集合体系

1. Collection接口：单列数据，定义了存取一组对象的方法的集合

   • List：元素有序、可重复的集合
     • Vector
     • ArrayList
     • LinkedList
   • Set：元素无序、不可重复的集合
     • HashSet
       • LinkedHashSet
     • TreeSet

2. Map接口：双列数据，保存具有映射关系“key-value对”的集合

   • HsahTable
     • Properties
   • HashMap
     • LinkedHashMap
   • TreeMap

Collection接口的方法

1. 添加：add(Object obj)、addAll(Collection coll)

2. 获取有效元素的个数：int size()

3. 清空集合：void clear()

4. 是否是空集合：boolean isEmpty()

5. contains(Object obj)：判断当前集合中是否包含obj，在判断时会调用obj对象所在类的equals()方法

6. containsAll(Collection coll1)：判断形参coll1中的所有元素是否都存在于当前集合中（全包含）

7. remove(Object obj)：从当前集合中移除obj元素。

8. removeAll(Collection coll1)：即去差集、从当前集合中移除coll1中所有的元素

       Collection coll = new ArrayList();
       coll.add(123);
       coll.add(456);
       Collection coll1 = Arrays.asList(123,4567);
       coll.removeAll(coll1);
   	System.out.println(coll);//[456]
   

9. retainAll(Collection coll1)即求交集：获取当前集合和coll1集合的交集，并返回给当前集合

       Collection coll = new ArrayList();
       coll.add(123);
       coll.add(456);
       Collection coll1 = Arrays.asList(123,4567);
       coll.retainAll(coll1);
   	System.out.println(coll);//[123]
   

10. equals(Object obj)：要想返回true，需要当前集合和形参集合的元素都相同，若为新的类则该类需要重写equals()方法，否则调用的是Object类的方法无法达到比较目的（若为基本数据类型，则add()方法已自动装箱为包装类，包装类已重写了equals()方法）

11. hashCode()：返回当前对象的哈希值

12. toArray()：集合 --> 数组：
    Object[] arr = coll.toArray();
    Arrays.asList()：数组 --> 集合：
    List list = Arrays.asList(new String[]{"AA", "BB", "CC"});

13. iterator()：返回Iterator接口的实例，用于遍历集合元素

Iterator迭代器接口的方法

【说明】提供一种方法访问一个容器(container)对象中各个元素，而又不需暴露该对象的内部细节。迭代器模式，就是为容器而生。Collection接口继承了java.lang.Iterable接口，该接口有一个**iterator()**方法，那么所有实现了Collection接口的集合类都有一个iterator()方法，用以返回一个实现了Iterator接口的对象。

1. hasNext() 和next()：若下一条记录无效，直接调用iterator.next()会抛出NoSuchElementException异常

       //hasNext():判断是否还有下一个元素
       while(iterator.hasNext()){
           //next():①指针下移 ②将下移以后集合位置上的元素返回
           System.out.println(iterator.next());
       }
   

2. 迭代器的执行原理

   • 集合对象每次调用iterator()方法都得到一个全新的迭代器对象，默认游标都在集合的第一个元素之前

3. default void remove()：通过迭代器对象的remove方法删除元素，而不是集合对象的remove方法

• 使用增强for循环foreach循环遍历集合元素的底层用的就是Iterator迭代器！

  • 增强for循环foreach的面试题：

        String[] arr = new String[]{"MM","MM","MM"};
        //方式一：普通for赋值
        for(int i = 0;i < arr.length;i++){
            arr[i] = "GG";
        }//{"GG","GG","GG"}
        //方式二：增强for循环
        for(String s : arr){
            s = "GG";//对新的变量赋值不改变原数组的数据
        }//{"MM","MM","MM"}
    

List接口的方法

1. void add(int index, Object ele):在index位置插入ele元素
2. boolean addAll(int index, Collection eles):从index位置开始将eles中的所有元素添加进来
3. Object get(int index):获取指定index位置的元素
4. int indexOf(Object obj):返回obj在集合中首次出现的位置
5. int lastIndexOf(Object obj):返回obj在当前集合中末次出现的位置
6. Object remove(int index):移除指定index位置的元素，并返回此元素
7. Object set(int index, Object ele):设置指定index位置的元素为ele
8. List subList(int fromIndex, int toIndex):返回从fromIndex到toIndex位置的子集合

操作	方法
增	add(Object obj)
删	remove(int index) / remove(Object obj)
改	set(int index, Object ele)
查	get(int index)
插	add(int index, Object ele)
长度	size()

遍历方式：① Iterator迭代器方式 ② 增强for循环 ③ 普通循环

ArrayList()源码分析

• jdk 7情况下：（对象的创建类似于单例的饿汉式）

  ArrayList list = new ArrayList();底层创建了长度是10的Object[]数组

  list.add(123);//elementData[0] = new Integer(123);//自动装箱用包装类添加数据

  …

  list.add(11);//如果此次的添加导致底层Object[]数组容量不够，则扩容。

  默认情况下，扩容为原来的容量的1.5倍，同时需要将原有数组中的数据复制到新的数组中。（Arrays.copyOf()）

  结论：建议开发中使用带参的构造器避免多次扩容：ArrayList list = new ArrayList(int capacity)

• jdk 8中ArrayList的变化：（类似于单例的懒汉式，延迟了数组的创建，节省内存）

  ArrayList list = new ArrayList();底层Object[]数组，初始化为{}.并没创建长度为10的数组

  list.add(123)；第一次调用add()时，底层才创建了长度10的数组，并将数据123添加到elementData[0]

  …

  后续的添加和扩容操作与jdk 7无异。

Vector的源码分析

• jdk7和jdk8中通过Vector()构造器创建对象时，底层都创建了长度为10的Object[ ]数组。

• 在扩容方面，默认扩容为原来的数组长度的2倍。

面试题：ArrayList、LinkedList、Vector三者的异同？

• 同：三个类都是实现了List接口，存储数据的特点相同：存储有序的、可重复的数据

• 不同：

  List实现类	底层结构	同步	特点
  Vector	可变数组Object[ ]	单线程(同步低效)	老
  ArrayList	可变数组Object[ ]	多线程(异步高效)	查询快
  LinkedList	双向链表	多线程(异步高效)	增删操作快

Set接口的方法