Collection（集合)
常用方法：
增
add(E e)//添加单一对象
addAll(Collection c)//添加一个集合
删
remove(Object o)//删除一个对象
removeAll(Collection c)//删除一个集合
判空
isEmpty()//判断集合是否为为空
清除
clear()//将集合元素清空
判断是否包含
contains(Object o)//判断集合中是否存在改元素
containsAll(Collection c)//判断集合是否存在子集合
长度
size()//获取集合元素个数
遍历
iterator()//获取一个迭代器对象用来遍历集合
迭代器
获取迭代器对象
使用Iterator类的hasNext遍历集合
使用Iterator类的next获取数据
迭代器执行原理
foreach遍历集合元素
规则：for(数据类型 变量名：遍历集合)
List（存储重复有序的数据）
List的实现类的对比
不同
ArrayList：底层实现为数组，做查改操作时效率较高，做增删效率较低(底层数组拷贝比较消耗资源和时间)，线程不安全，每次扩容为原来的1.5倍
LinkedList：底层为双向链表结构，做增删时效率较高，查改时，效率较低
Vector：底层实现为数组，线程安全，但效率较低，每次扩容为原来的2倍
相同
都是实现了LIst接口，都是存储有序可重复的数据
常用方法
增
add(E e)//添加元素在最后
add(int index, E element);//在指定位置添加数据
删
remove(int index)//移除指定位置数据
remove(Object o)//移除指定数据
改
set(int index, E element)//修改指定位置的数据
查
get(int index)//获取指定位置的数据
ArrayList
jdk1.7中(饿汉式)
在初始化ArrayList时会创建一个长度为10的数组
每次进行数组扩容时，扩容为原来的1.5倍
源码如下：
private void grow(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
int oldCapacity = elementData.length;
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
if (newCapacity - minCapacity < 0)
newCapacity = minCapacity;
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
// minCapacity is usually close to size, so this is a win:
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}//加入Java开发交流君样：756584822一起吹水聊天
jdk1.8中(懒汉式--节省内存)
在初始化ArrayList时，不会创建数组
在第一次进行数据添加时才会创建一个长度为10的数组
LinkedList
底层为双向链表
源码如下
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;
}
}//加入Java开发交流君样：756584822一起吹水聊天
所有的数据都被封装为一个节点，链接前一个后一个数据，所以底层是一个双向
链表
Vector
初始长度为10
每次扩容为原来长度的2倍
源码如下
private void grow(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
int oldCapacity = elementData.length;
int newCapacity = oldCapacity + ((capacityIncrement > 0) ?
capacityIncrement : oldCapacity);
if (newCapacity - minCapacity < 0)
newCapacity = minCapacity;
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}//加入Java开发交流君样：756584822一起吹水聊天
Set(存储不重复无序的数据)
Set的实现类对比
不同
HashSet：线程不安全，可以存储null值
LinkedHashSet：可以按照添加顺序进行遍历，进行增删操作时效率较高
TreeSet：能够按照添加数据的属性进行排序
相同
都是实现了Set接口，存储不可重复没有顺序的数据
无序性：HashSet在存储数据时，通过计算添加数据的hash值进行存放数据，并不是按照数组的索引顺序进行数据存放
不可重复性：不能存放equals()返回为true的值
HashSet(数组+链表)
底层实现：
HashSet底层其实是使用的HashMap，在HashMap中说明，实际是将数据作为HashMap的key值存储
添加过程：
通过计算添加数据的hash值获取存放位置
若位置上没有数据，则直接存放-----第一种情况
若存在数据
通过遍历存放位置上的链表，判断是否存在与添加数据相同的hash值
若没有相同hash值数据，则直接添加数据----第二种情况
若存在相同hash值数据
进行equals()方法比较
返回值为false，则可以添加数据----第三种情况
返回值为true，则添加失败
注意：
jdk1.7中，添加数据是将新数据放在起始位置，将旧的数据挂在新的数据上
jdk1.8中，添加数据是将新的数据挂在旧的数据上
关于equals()和hashCode()方法：
使用HashSet集合时，存储的数据类要进行equals和hashCode方法的重写
LinkedHashSet
在HashSet的前提下，定义了两个前后的引用，形成链表结构
在进行频繁的增删操作时效率较高
TreeSet(判断对象是否相同不在时equals方法，而是compareTo或者compare方法)
自然排序
实现Compable接口
重写 compareTo方法，定义排序方式
定制排序
初始化一个Comparator接口的实例化对象，定义排序方式
初始化TreeSet集合，将Comparator对象作为参数放入集合中
Map(以键值对方式存储数据)
Map接口的多个实现类对比
不同
HashMap：效率高，可以存储null的key或value，线程不安全
LInkedHashMap：在HashMap的基础上添加了前后两个引用，形成链表结构，增删较多时，效率较高，能够按照添加顺序进行遍历
Hashtable：效率低，不能存储空key或value，线程安全
TreeMap：能够通过对key值的定制排序或者自然排序对键值对进行排序(Compable\Comparator),底层使用红黑树
相同
都是实现了Map结构
Map的常用方法：
增
put(K key, V value)//添加一个键值对
putAll(Map m)//添加一个Map集合
删
remove(Object key)//删除指定key值的键值对
remove(Object key, Object value)//删除指定key值，指定value的键值对
清空
clear()//清空map集合数据
查
get(Object key)//获取指定key值的value
判空
isEmpty()//判断map集合是否为空
判断是否存在
containsKey(Object key)//判断是否存在指定key值
containsValue(Object value)//判断是否存在指定value值
大小
size()//获得map集合数据个数
遍历
keySet()//获取map集合所有数据的key值的集合，再通过get方法获取value值
values()//获取map集合中所有value值的集合
entrySet()//获取map中所有的entry键值对，通过getKey，getValue获取键与值
键值对数据的特点
key：不可重复，无序，key所在的类要重写equals和hashCode方法
value：无序，可重复
entry：一个key-value构成一个entry对象，无序，不可重复
HashMap
HashMap的底层
jdk1.7：底层是数组+链表
jdk1.8：底层是数组+链表+红黑树
底层实现原理
jdk1.7中：
默认初始数组长度为16，每次扩容为原来的2倍，数组类型(Entry)，扩容要求(已有数据长度大于临界值，并且插入位置为空)
加载因子为0.75
临界值=数组长度*加载因子，默认为12
添加数据过程：
通过某种算法计算key的hash值也就是键值对存放位置，并判断该位置是否存在哈希碰撞
未发生碰撞，直接将数据添加---情况1
发生碰撞时，采用链式处理，即将数据形成链表
将待插入数据的key值的hash值与链表上的所有元素的key的hash值作比较
没有相同的hash值存在，直接添加数据--情况2
存在相同的hash值
将相同hash值的key和待插入数据的key值做equals比较
返回flase，添加数据--情况3
返回true，将新的value替换旧的value
jdk1.8中(只说不同)：
数组类型为Node类型
初始化时并不进行数据的初始化，在第一次进行数据添加时才进行底层数组的初始化
源码如下：
初始化：
public HashMap() {
this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR; // all other fields defaulted
}
添加数据：
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
boolean evict) {
Node[] tab; Node p; int n, i;
if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
n = (tab = resize()).length;
数组初始化：
final Node[] resize() {
Node[] oldTab = table;
int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
int oldThr = threshold;
int newCap, newThr = 0;
if (oldCap > 0) {
if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {
threshold = Integer.MAX_VALUE;
return oldTab;
}
else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&
oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
newThr = oldThr << 1; // double threshold
}
else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold
newCap = oldThr;
else { // zero initial threshold signifies using defaults
newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;
newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);
}
if (newThr == 0) {
float ft = (float)newCap * loadFactor;
newThr = (newCap < MAXIMUM_CAPACITY && ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY ?
(int)ft : Integer.MAX_VALUE);
}
threshold = newThr;
@SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"})
Node[] newTab = (Node[])new Node[newCap];
table = newTab;
if (oldTab != null) {
for (int j = 0; j < oldCap; ++j) {
Node e;
if ((e = oldTab[j]) != null) {
oldTab[j] = null;
if (e.next == null)
newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e;
else if (e instanceof TreeNode)
((TreeNode)e).split(this, newTab, j, oldCap);
else { // preserve order
Node loHead = null, loTail = null;
Node hiHead = null, hiTail = null;
Node next;
do {
next = e.next;
if ((e.hash & oldCap) == 0) {
if (loTail == null)
loHead = e;
else
loTail.next = e;
loTail = e;
}
else {
if (hiTail == null)
hiHead = e;
else
hiTail.next = e;
hiTail = e;
}
} while ((e = next) != null);
if (loTail != null) {
loTail.next = null;
newTab[j] = loHead;
}
if (hiTail != null) {
hiTail.next = null;
newTab[j + oldCap] = hiHead;
}
}
}
}//加入Java开发交流君样：756584822一起吹水聊天
}
return newTab;
}
当链表长度大于8并且数组长度大于64时，链表形式改为红黑树
数组初始长度为16的原因：
源码如下：
if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
设置数组初始长度为2的幂，的时候n-1的2进制为11111这种，在进行&运算时，才能够利用所有位数进行索引值的运算，若不是2的幂，例如15，结果为14参与&运算，14的2进制为1110，最后一位为0，&运算后结果都是0，则最后一位是1的位置hash值都被浪费了，例如0001，0011等等，容易造成哈希碰撞。
至于采用16而不是4，8等，64，初始数组过小，会导致扩容减缓效率，过大会造成空间浪费，所以采用折中的大小。
总结：
减少哈希碰撞
增加查询效率
防止太小频繁扩容浪费时间
防止过大浪费空间
加载因子大小为0.75的原因：
加载因子过大例如1，则会造成数组长度过长，链表长度过长，导致效率低下，增加碰撞几率
加载因子过小例如0.5，则会频繁的进行数组扩容，浪费时间
所以取了折中的方案
HashMap源码中关于负载因子0.75的注释(在负载因子为0.75时，每个链表的长度超过8的概率时非常小的)
* threshold of 0.75, although with a large variance because of
* resizing granularity. Ignoring variance, the expected
* occurrences of list size k are (exp(-0.5) * pow(0.5, k) /
* factorial(k)). The first values are:
*
* 0: 0.60653066
* 1: 0.30326533
* 2: 0.07581633
* 3: 0.01263606
* 4: 0.00157952
* 5: 0.00015795
* 6: 0.00001316
* 7: 0.00000094
* 8: 0.00000006
* //加入Java开发交流君样：756584822一起吹水聊天
LinkedHashMap
在HashMap的基础上将newNode方法重写，使用自己的LinkedHashMap.Entry对象，使得存在链表结构
static class Entry extends HashMap.Node {
Entry before, after;
Entry(int hash, K key, V value, Node next) {
super(hash, key, value, next);
}//加入Java开发交流君样：756584822一起吹水聊天
}
TreeMap
要求:添加同一类的对象
能够按照添加元素的key值进行排序
自然排序
实现Compable接口
重写 compareTo方法，定义排序方式
定制排序
初始化一个Comparator接口的实例化对象，定义排序方式
初始化TreeMap集合，将Comparator对象作为参数放入集合中
Hashtable
有个实现类Properties多用于资源文件的加载
Collections工具类
常用方法：
reverse(List list)//反转List集合
shuffle(List list)//打乱List集合
sort(List list)//按照默认排序方式升序排序List集合
sort(List list, Comparator c)//按照指定排序方式排序
swap(List list, int i, int j)//交换List集合中两个位置的数据
frequency(Collection c, Object o)//返回一个集合中一个对象出现次数
copy(List dest, List src)//将一个List的数据拷贝到另一个List集合
replaceAll(List list, T oldVal, T newVal)//使用新值替换旧值
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