java集合框架整理
集合、数组都是对多个数据进行存储操作的结构，简称Java容器。（此时的存储，主要指的是内存层面的存储，不涉及到持久化的存储（.txt,.jpg,.avi，数据库中））
数组的特点：①一旦初始化长度就确定好了
②一旦定义好其元素类型也就确定了。（即 只能操作指定类型的数据 比如：String[] arr;int[] arr1;Object[] arr2;）
数组的缺点：①一旦初始化长度就确定好了不可被修改
②数组存储数据的特点是：有序可重复（对于无序不可重复的数据不能满足）
③数组中没有现成的属性和方法可调用
集合框架：分为Collection和Map两种体系
3.集合框架：分为Collection和Map两种体系（向Collection接口的实现类的对象中添加数据obj时，要求obj所在类要重写equals().）
Collection接口：单列集合，用来存储一个个的对象。
1.List接口：存储有序可重复的数据（相当于动态数组）ArrayList、LinkedList、vector
面试题：ArrayList、LinkedList、Vector三者的异同？
同：三者都实现了List接口，存储有序可重复的数据
异：
ArrayList：线程不安全但效率高，底层使用数组存储
LinkedList:适用于频繁的删除、插入操作，底层使用双向链表存储
Vector:古老的实现类，线程安全的，效率低，底层使用数组存储
ArrayList的源码分析：
jdk 7情况下；
ArrayList list = new ArrayList();//底层创建了长度是10的Object[]数组elementData
list.add(123);//elementData[0] = new Integer(123);
...
list.add(11);//如果此次的添加导致底层elementData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。
结论：建议开发中使用带参的构造器：ArrayList list = new ArrayList(int capacity)
jdk 8中ArrayList的变化：
ArrayList list = new ArrayList();//底层Object[] elementData初始化为{}.并没有创建长度为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。
小结：jdk7中的ArrayList的对象的创建类似于单例的饿汉式，而jdk8中的ArrayList的对象的创建类似于单例的懒汉式，延迟了数组的创建，节省内存。
LinkedList的源码分析：
LinkedList list = new LinkedList(); 内部声明了Node类型的first和last属性，默认值为null
list.add(123);//将123封装到Node中，创建了Node对象。
其中，Node定义为：体现了LinkedList的双向链表的说法
private static class Node
E item;
Node
Node
Node(Node
this.item = element;
this.next = next;
this.prev = prev;
}
}
总结：List接口中常用的方法
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： ① Iterator迭代器方式
② 增强for循环
③ 普通的循环
//方式一：Iterator迭代器方式
Iterator iterator = list.iterator();
while(iterator.hasNext()){
System.out.println(iterator.next());
}
//方式二：增强for循环
for(Object obj : list){
System.out.println(obj);
}
//方式三：普通for循环
for(int i = 0;i < list.size();i++){
System.out.println(list.get(i));
}
void add(int index, Object ele):在index位置插入ele元素
boolean addAll(int index, Collection eles):从index位置开始将eles中的所有元素添加进来
Object get(int index):获取指定index位置的元素
int indexOf(Object obj):返回obj在集合中首次出现的位置
int lastIndexOf(Object obj):返回obj在当前集合中末次出现的位置
Object remove(int index):移除指定index位置的元素，并返回此元素
Object set(int index, Object ele):设置指定index位置的元素为ele
List subList(int fromIndex, int toIndex):返回从fromIndex到toIndex位置的子集合
2.set接口：存储无序、不可重复的数据 HashSet、LinkedHashSet、TreeSet
HashSet：作为Set接口的主要实现类；线程不安全的；可以存储null值(HashSet底层：数组+链表的结构)
LinkedHashSet：作为HashSet的子类；遍历其内部数据时，可以按照添加的顺序遍历,对于频繁的遍历操作，LinkedHashSet效率高于HashSet.
TreeSet：可以按照添加对象的指定属性，进行排序。
要求：向Set(主要指：HashSet、LinkedHashSet)中添加的数据，其所在的类一定要重写hashCode()和equals()
补充：
无序性：不等于随机性。存储的数据在底层数组中并非按照数组索引的顺序添加，而是根据数据的哈希值决定的。
不可重复性：保证添加的元素按照equals()判断时，不能返回true.即：相同的元素只能添加一个。
1.添加元素的过程：以HashSet为例：
向HashSet中添加元素a,首先调用元素a所在类的hashCode()方法，计算元素a的哈希值，此哈希值接着通过某种算法计算出在HashSet底层数组中的存放位置（即为：索引位置），判断数组此位置上是否已经有元素：
如果此位置上没有其他元素，则元素a添加成功。 --->情况1
如果此位置上有其他元素b(或以链表形式存在的多个元素），则比较元素a与元素b的hash值：
如果hash值不相同，则元素a添加成功。--->情况2
如果hash值相同，进而需要调用元素a所在类的equals()方法：
equals()返回true,元素a添加失败
equals()返回false,则元素a添加成功。--->情况3
对于添加成功的情况2和情况3而言：元素a 与已经存在指定索引位置上数据以链表的方式存储。
jdk 7 :元素a放到数组中，指向原来的元素。
jdk 8 :原来的元素在数组中，指向元素a
总结：七上八下
2.TreeSet：可以按照添加对象的指定属性，进行排序。
向TreeSet中添加的数据，要求是相同类的对象。两种排序方式：自然排序（实现Comparable接口） 和 定制排序（Comparator）
自然排序中(Comparable)，比较两个对象是否相同的标准为：compareTo()返回0.不再是equals().
定制排序中(Comparator)，比较两个对象是否相同的标准为：compare()返回0.不再是equals().
自然排序中(Comparable)类要实现Comparable接口，重写compareTo()方法
//按照姓名从小到大排列(从大到小)
public int compareTo(Object o) {
if (o instanceof Stu) {
Stu stu = (Stu) o;
return this.username.compareTo(stu.username);
//return -this.username.compareTo(stu.username);
}else {
throw new RuntimeException("输入的类型不匹配");
}
}
定制排序中(Comparator)
eg；
//失败：不能添加不同类的对象
// set.add(123);
// set.add(456);
// set.add("AA");
// set.add(new User("Tom",12));
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二、Map接口：双列集合，用来存储一对一对的数据（key:value）HashMap、LinkedHashMap、TreeMap、Hashtable、Properties
面试题：
1. HashMap的底层实现原理？
2. HashMap 和 Hashtable的异同？
Map中的key:无序的、不可重复的，Map中的value:无序的、可重复的。
Map中的key:无序的、不可重复的，使用Set存储所有的key ---> key所在的类要重写equals()和hashCode() （以HashMap为例）
Map中的value:无序的、可重复的，使用Collection存储所有的value --->value所在的类要重写equals()
一个键值对：key-value构成了一个Entry对象。Map中的entry:无序的、不可重复的，使用Set存储所有的entry
Map中定义的方法(常用方法：)
添加：put(Object key,Object value)
删除：remove(Object key)
修改：put(Object key,Object value)
查询：get(Object key)
长度：size()
遍历：keySet() / values() / entrySet()
Object put(Object key,Object value)：将指定key-value添加到(或修改)当前map对象中
void putAll(Map m):将m中的所有key-value对存放到当前map中
Object remove(Object key)：移除指定key的key-value对，并返回value
void clear()：清空当前map中的所有数据
HashMap:是Map的主要实现类，线程不安全但效率高。存储null的key和value
LinkedHashMap:保证在遍历map元素时，可以按照添加的顺序实现遍历。(原因：在原有的HashMap底层结构基础上，添加了一对指针，指向前一个和后一个元素。对于频繁的遍历操作，此类执行效率高于HashMap。)
Hashtable:作为古老的实现类；线程安全的，效率低；不能存储null的key和value。
Properties:常用来处理配置文件。key和value都是String类型
TreeMap:保证按照添加的key-value对进行排序，实现排序遍历。此时考虑key的自然排序或定制排 底层使用红黑树
注：向TreeMap中添加key-value，要求key必须是由同一个类创建的对象，因为要按照key进行排序：自然排序 、定制排序
Collections 类中提供了多个 synchronizedXxx() 方法 该方法可使将指定集合包装成线程同步的集合，从而可以解决多线程并发访问集合时的线程安全问题
//返回的list1即为线程安全的List
List list1 = Collections.synchronizedList(list);
1. HashMap的底层实现原理？（jdk7）
HashMap map = new HashMap():
在实例化以后，底层创建了长度是16的一维数组Entry[] table。
...可能已经执行过多次put...
map.put(key1,value1):
首先，调用key1所在类的hashCode()计算key1哈希值，此哈希值经过某种算法计算以后，得到在Entry数组中的存放位置。
如果此位置上的数据为空，此时的key1-value1添加成功。 ----情况1
如果此位置上的数据不为空，(意味着此位置上存在一个或多个数据(以链表形式存在)),比较key1和已经存在的一个或多个数据
的哈希值：
如果key1的哈希值与已经存在的数据的哈希值都不相同，此时key1-value1添加成功。----情况2
如果key1的哈希值和已经存在的某一个数据(key2-value2)的哈希值相同，继续比较：调用key1所在类的equals(key2)方法，比较：
如果equals()返回false:此时key1-value1添加成功。----情况3
如果equals()返回true:使用value1替换value2。
补充：关于情况2和情况3：此时key1-value1和原来的数据以链表的方式存储。
在不断的添加过程中，会涉及到扩容问题，当超出临界值(且要存放的位置非空)时，扩容。默认的扩容方式：扩容为原来容量的2倍，并将原有的数据复制过来。
jdk8 相较于jdk7在底层实现方面的不同：
1. new HashMap():底层没有创建一个长度为16的数组
2. jdk 8底层的数组是：Node[],而非Entry[]
3. 首次调用put()方法时，底层创建长度为16的数组
4. jdk7底层结构只有：数组+链表。jdk8中底层结构：数组+链表+红黑树。
4.1 形成链表时，七上八下（jdk7:新的元素指向旧的元素。jdk8：旧的元素指向新的元素）
4.2 当数组的某一个索引位置上的元素以链表形式存在的数据个数 > 8 且当前数组的长度 > 64时，此时此索引位置上的所数据改为使用红黑树存储。