Java集合：Collection的使用

一、java集合概述

1.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)

2. 数组在存储多个数据方面的特点:

一旦初始化以后，其长度就确定了。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;

数组存储的数据有序、可重复。

2. 数组在存储多个数据方面的缺点:

一旦初始化以后，其长度就不可修改。数组中提供的方法非常有限，对于添加、删除、插入数据等操作，非常不便，同时效率不高

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

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。

二、Collection框架

1.Collection接口常用方法

Collection coll= new ArrayList(); 

//add(object e): 将元e添加到集合coLL中
coll.add("AA");
coll.add("BB");
coll.add(123);//自动装箱
coll.add(new Date());

//size(): 获取添加的元囊的个数
System.out.println(coll.size());//4

//addALL(CoLLection coLL1):将coLL1集合中的元囊添加到当前的集合中
Collection coll1 = new ArrayList();
coll1.add(456);
coll1.add("cc");
coll.addA11(coll1);
System.out.println(coll.size());//6
System.out.println(coll);

//clear(): 清空集合元素
coll.clear();

//isEmpty():判断当前集合是否为空
System.out.println(coll.isEmpty());

//3.remove(Object obj):从当前集合中移除obj元素。
Collection coll = new ArrayList();
coll.add(123);
coll.add(456);
coll.add(new Person( name: "Jerry", age: 20));
coll.add(new String( original: "Tom"));
coll.add(false);

coll.remove( o: 1234);
System.out.println(coll);
coll.remove(new Person( name: "Jerry", age: 20));
System.out.println(coll);

//4.removeALL(CoLLection coLL1):差集，从当前集合中移除coLL1中所有的元素
Collection coll1 = Arrays.asList(123,456);
coll.removeA11(coll1);
System.out.println(coll);

//5.retainALL(ColLection coLL1):交集: 获取当前集合和coLL1集合的交集，并返回给当前集合
Collection coll1 = Arrays.asList(123,456,789);
coll.retainAll(coll1);
System.out.println(coll); 

//6.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
Collection coll1 = new ArrayList();
coll1.add(456);
coll1.add(123);
coll1.add(new Person( name: "Jerry", age: 20));
coll1.add(new String( original: "Tom"));
coll1.add(false);
System.out.println(coll.equals(coll1));

//7.hashCode(): 返回当前对象的哈值
System.out.println(coll.hashCode());
//8.集合 --->戴组: toArray()
Object[] arr = coll.toArray();
for(int i = @;i < arr.length;i++){
    System.out.println(arr[il);
}

//拓展:数组 --->集合: 调用Arrays 类的静态方法asList()
List list = Arrays.asList(new String[]("AA"，"BB"，"CC"]);
System.out.println(list);

2.集合元素遍历：使用Iterator迭代器

集合元素的遍历操作，使用送代器Iterator接口：
1.内部的方法: hasNext() 和 next()
2.集合对象每次调用iterator()方法都得到一个全新的送代器对象，默认游标都在集合的第一个元素之前。
3.内部定义了remove(),可以在遍历的时候，删除集合中的元素。此方法不同于集合直接调用remove()

Collection coll = new ArrayList();
coll1.add(456);
coll1.add(123);
coll1.add(new Person( name: "Jerry", age: 20));
coll1.add(new String( original: "Tom"));
coll1.add(false);
//Iterator迭代器遍历集合元素
Iterator iterator = coll.iterator();
//方法
iterator.next()：返回下一个元素
iterator.hasNext()：是否有下一个元素
//方式-:
System.out.println(iterator.next());
System.out.println(iterator.next());
System.out.println(iterator.next());
System.out.println(iterator.next());
System.out.println(iterator.next());
//报导常: NoSuchELementException（没有下一个元素）
System.out.println(iterator.next());
//方式二:不推荐
for(int i = 0;i < coll.size();i++){
    System.out.println(iterator.next());
}
//方式三:推荐
while(iterator.hasNext()){
  System.out.println(iterator.next());  
}

//错误方式一:报导常: NoSuchELementException、间隔输出
Iterator iterator = coll.iterator();
while((iterator.next()) != null){
    System.out.println(iterator.next());
}}
//错误方式二:死循环，永远是第一个
while (coll.iterator().hasNext()){
    System.out.println(coll.iterator().next());
}

三、List接口框架

List接口:存储有序的、可重复的数据。-->“动态”数组，替换原有的数组

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

---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

----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

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:见上

1.List接口常用方法

2.ArrayList的源码分析

1.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); // elementDatale] = 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)

2. jdk 8中

ArrayList的变化:ArrayList list = new ArrayList(); //底层object[] elementData初始化为{},并没有创建长度固定的数组

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

。。。

后续的添加和扩容操作与idk 7 无异。

3. 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的源码分析

LinkedList list = new LinkedList(); 内部声明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;
}

4.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的数组

在扩容方面，默认扩容为原来的数组长度的2倍。

四、Set接口框架

1.Set接口:存储无序的、不可重复的数据-->高中讲的“集合”

|----HashSet: 作为Set接口的主要实现类: 线程不安全的: 可以存储null值

|----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微高于HashSet

|----TreeSet: 可以按照添加对象的指定属性，进行排序。

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按照数组索引的顺序添加，而是根据数据的哈希值

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。

2.添加元素的过程:以Hashset 为例

我们向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)，判断效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(或以链表形式存在的多个元素)，则比较元素a与元素 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equlas()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

idk 7 :元素a放到数组中，指向原来的元素。

idk 8 : 原来的元素在数组中，指向元素a

总结：七上八下

说明：
1.Set接口中没有额外定义新的方法，使用的都是Collection 中声明过的方法
2.要求:向set中添加的数据，其所在的类一定要重写hashCode()和equals()
要求:重写的hashCode()equals()尽可能保一致性: 相等的对象必须具有相等的散列码
重写两个方法的小技巧: 对象中用作 equals() 方法比较的 Field，都应该用来计 hashcode

3.LinkerHashSet的使用

LinkedHashSet作为HashSet的子类，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。

4.TreeSet的使用

a. 向TreeSet 中添加的数据，要求是相同类的对象，可以确保集合元素处于排序状态

b. 两种排序方式：自然排序和定制排序