集合Collection-set-List讲解

Collection是集合最上层的接口，List,Set和Queue都要继承它，那么顺嘴说一句Collections是啥呢，别背，嗯说的就是我，我之前就死记硬背的，但是我们的科目所有的理论最终都是java实现，所以还是查看Collections类就能明白了

看Collections能排序

看Collections还能实现同步map

点进Collections发现有同的对集合操作的方法

到这里我说那句Collection是集合的父类，Collections是对java集合的工具类，你应该明白把！

说正题了

Collection 定义了单列(存储单个元素)集合规范，派生出三个子接口，List代表可重复的有序集合，Set代表不可重复的无序集合

Queue是队列实现，先说一下List的集合实现

1.List

所有的List的子类的共性如下：

1.元素按进入先后有序保存

2.允许存储重复的元素

3.索引存储方式

1.1 ArrayList

底层数组实现，支持随机访问，线程不安全，查询快，增删需要移动元素所以慢，

增加：增加如果不指定存储哪个位置默认存储最后一个位置，也不考虑扩容，那么时间复杂度就是O(1)，如果add(5,"sd");指定了存储哪个位置，数组就会进行复制底层数组，最坏的打算时间复杂度O(n)

使用示例：

List arrayList = new ArrayList();
arrayList.add(5);
arrayList.add(1);
arrayList.add(1);
arrayList.add(4);
// 随机访问
System.out.println("随机访问：" + arrayList.get(2));
// 演示可支持重复，按元素顺序存储
for (int i = 0; i < arrayList.size(); i++) {
   System.out.println(arrayList.get(i));
}

1.2 LinkedList

底层是链表实现，不支持随机访问，线程不安全，增删快，查询慢，必须挨个遍历，

增加：不指定位置尾部添加复杂度是O(1),指定位置插入需要遍历，然后指针操作O(n)

查询: 根据下标查询需要遍历获取O(n)

删除: 直接指针操作O(n)

System.out.println("------------------LinkedList-------------");
List linkedList = new LinkedList();
linkedList.add("22");
linkedList.add("32");
System.out.println("随机访问：" + linkedList.get(1));
for (int i = 0; i < linkedList.size(); i++) {
     System.out.println(linkedList.get(i));
}

1.3 Vector

底层数组实现，用的是synchronized实现了线程安全的类，使用方式和上两种无异，就不展示了，多线程使用Vector能保证线程安全。

2 Set

不允许存储重复元素,没有索引得一类集合,代表有HashSet,TreeSet,LinkedHashSet

2.1 HashSet

 实现：底层数据结构是HashMap，是基于HashMap实现的,数据的存储是唯一无序的(存储和取出元素的顺序有可能不一致)

 使用限制：对象必须实现hashCode()方法来保证元素的唯一性，可以存储null，但是只能存一个

Set hashSet = new HashSet();//用hashMap中的方法
hashSet.add(7);
hashSet.add(6);
hashSet.add(0);
// 没有随机获取元素的方法
for (int num : hashSet) {
    System.out.println("hashSet示例:" + num);
}

看结果会发现会对我们的数据进行排序

2.2 TreeSet

实现：TreeSet是基于TreeMap实现的，底层数据结构是红黑树，数据的存储是唯一，无序的(存储和取出元素的顺序有可能不一致)

使用限制：放入的数据不能重复且不能为null，可以重写compareTo()方法来确定元素大小，从而进行升序排序。

Set treeSet = new TreeSet(); // TreeMap中的实现
treeSet.add(1);
treeSet.add(5);
treeSet.add(2);
treeSet.add(2);
System.out.println("----------------TreeSet---------------");
for (int num : treeSet) {
    System.out.println("TreeSet示例:" + num);
}

看结果不能存储重复元素，也会进行排序

2.3 LinkedHashSet

实现：底层数据结构是链表和哈希表，FIFO（先进先出）插入是有序的唯一的，就是说存储和取出来的数据顺序是一致的，那就证明不会进行排序的，咱们看看

 // 排序的示例，没有进行排序
 System.out.println("----------------likedHashSet---------------");
 Set likedHashSet = new LinkedHashSet(); //linkedHashMap实现
 likedHashSet.add(30);
 likedHashSet.add(25);
 likedHashSet.add(16);
 for (int num : likedHashSet) {
   System.out.println("LinkedHashSet示例:" + num);
 }

 //***********set小结******************

相同点：

1.都继承Set，所以都不能包含重复数据

2.都不是线程安全的，如果要使用线程安全可以Collections.synchronizedSet()

区别：TreeSet主要用于排序

           LinkedHashSet主要用于保证FIFO的有序集合（先进先出）

           HashSet只是通用的存储数据的集合

性能比较：

插入：HashSet > LinkedHashSet > TreeSet

排序：HashSet不保证有序，LinkedHashSet保证按插入顺序排序，TreeSet可以自定义排序规则（自然排序，比较器排序）

null：HashSet、LinkedHashSet允许存在null数据，TreeSet不允许