集合两种体系之一：Collection接口(分为List接口和Set接口，以及Collection遍历方法之一的迭代器Iterator)

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前言

Collection接口继承树

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一、首先先了解集合和数组

(一). 集合与数组存储数据概述

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。
说明：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)

(二). 数组存储的特点

1). 一旦初始化以后，其长度就确定了。
2). 数组一旦定义好，其元素的类型也就确定了。我们也就只能操作指定类型的数据了。
*比如：String[] arr;int[] arr1;Object[] arr2;

(三). 数组存储的弊端

1). 一旦初始化以后，其长度就不可修改。
2). 数组中提供的方法非常限，对于添加、删除、插入数据等操作，非常不便，同时效率不高。
3). 获取数组中实际元素的个数的需求，数组没有现成的属性或方法可用
4). 数组存储数据的特点：有序、可重复。对于无序、不可重复的需求，不能满足。

(四). 集合存储的优点

解决数组存储数据方面的弊端。

二、集合两大体系之一的Connection接口

(一).Collection子接口之List接口

List接口：存储序的、可重复的数据。
注意：添加的对象，所在的类要重写equals()方法

1.Vetor(不常用)

Vector：作为List接口的古老实现类；线程安全的，效率低；底层使用Object[] elementData存储.

底层源码分析：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的数组。
在扩容方面，默认扩容为原来的数组长度的2倍。

(线程安全，效率低，事先创建，不常用)

2.ArrayList（常用）

ArrayList：作为List接口的主要实现类；线程不安全的，效率高；底层使用Object[] elementData存储.

2.1.ArrayLsit底层源码分析(JDK7与JDK8对比)

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)
使用带参构造器事先确定数组长度，避免底层的默认自动扩容，提高了效率

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jdk 8中ArrayList的变化:
ArrayList list = new ArrayList(); //底层Object[] elementData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。

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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。

3.LinkedList

LinkedList：对于频繁的插入、删除操作，使用此类效率比ArrayList高；底层使用双向链表存储.
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 next;
        Node prev;
        Node(Node prev, E element, Node next) {
        this.item = element;
        this.next = next;
        this.prev = prev;
        }
    }

(二).Collection子接口之Set接口

Set接口：存储无序的、不可重复的数据

以HashSet为例说明：
1. 无序性：不等于随机性。存储的数据在底层数组中并非照数组索引的顺序添加，而是根据数据的哈希值决定的。
2. 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.HashSet以及他的子接口LinkedHashSet

1.1.HashSet和LinkedHashSet底层简介

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。（前提：jdk7)
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
在添加数据的同时，每个数据还维护了两个引用，记录此数据前一个数据和后一个数据。
对于频繁的遍历操作，LinkedHashSet效率高于HashSet.
(LinkedHashSet内部是双向链表进行链接，所有可以按添加顺序遍历)

1.2.元素的添加过程(以HashSet为例)

这段要细品~

我们向HashSet中添加元素a,首先调用元素a所在类的hashCode()方法返回当前对象的哈希值，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元素：
如果此位置上没其他元素，则元素a添加成功。 —>情况1
如果此位置上其他元素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

TreeSet：可以照添加对象的指定属性，进行排序。
1.向TreeSet中添加的数据，要求是相同类的对象。
2.两种排序方式：自然排序（实现Comparable接口) 和 定制排序（Comparator）

2.1.TreeSet的两种排序方式(Java比较器)

Java比较器看浏览另一篇博文：
https://blog.csdn.net/weixin_43730875/article/details/119738238

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三.Collection遍历的两种方式(迭代器与foeach循环)

(一).使用迭代器Iterator

1.迭代器的说明

(1).java.utils包下定义的迭代器接口：Iterator
(2).Iterator对象称为迭代器(设计模式的一种)，主要用于遍历 Collection 集合中的元素。
(3).GOF给迭代器模式的定义为：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。

作用：遍历集合Collectiton元素
如何获取实例：coll.iterator()返回一个迭代器实例

1.1.遍历的代码实现：

Iterator iterator = coll.iterator();//coll为Collection的对象
//hasNext():判断是否还下一个元素
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());
}

注意：在调用it.next()方法之前必须要调用iterator.hasNext()进行检测。若不调用，且
下一条记录无效，直接调用iterator.next()会抛出NoSuchElementException异常。

1.2.图解迭代器的遍历过程

(二).foreach循环

for(数组元素的类型 局部变量 : 数组对象)
局部变量是数组对象将值赋值给局部变量，即局部变量=数组对象，修改局部变量不会影响数组对象.

1.遍历集合举例：

@Test
public void test(){
    Collection coll = new ArrayList();
    coll.add(123);
    coll.add(456);
    coll.add(new String("Tom"));
    coll.add(false);
    //for(集合元素的类型 局部变量 : 集合对象)
    //内部仍然调用了迭代器。
    for(Object obj : coll){
        System.out.println(obj);
    }
}

• 说明：
  内部仍然调用了迭代器。