JAVA集合相关基础知识

本篇文章主要讲述了JAVA集合相关知识，集合的组成如下图所示：

接下来分块从上到下介绍每个部分：

1 collection:是集合的顶层结构，定义了集合的共性功能。

1.1 成员方法：

A:添加功能
   boolean add(Object obj):往集合中添加一个元素
boolean addAll(Collection c):往集合中添加多个元素

 B:删除功能
  void clear():清空所有元素
  boolean remove(Object o):从集合中删除一个元素
  boolean removeAll(Collection c):从集合中删除另一个集合的元素
  C:判断功能
  boolean contains(Object o):判断集合中是否包含指定的元素
  boolean containsAll(Collection c):判断集合中是否包含另一个集合的元素
  boolean isEmpty():判断集合是否为空。
D:交集功能
 boolean retainAll(Collection c)
 E:迭代器(集合特有的遍历方式)
 Iterator iterator()
重点：Iterator的使用
A:使用步骤
B:迭代器原理
 F:长度功能
 int size():返回集合中元素的个数
 
 面试题：
  数组有length()吗?字符串有length()吗?集合有length()吗?

数组和字符串都有length()方法；集合是size()方法。
G:集合转数组
Object[]toArray():把集合转成数组，然后遍历数组，其实就相当于遍历了集合

2.List
(1)List集合的元素有序(存储和取出顺序一致),元素可重复
(2)List的特有功能：
A:添加功能
void add(int index,Object obj):在指定的位置添加元素
B:删除功能
Object remove(int index):通过指定的索引删除元素，并把删除的元素返回
C:获取功能
get(int index) 返回列表中指定位置的元素。
D:替换功能
Object set(int index,Object obj)
(4).List的倒序与洗牌
List中元素顺序可以被洗牌Collections.shuffle(list)
List中元素顺序可以被倒序Collections.reverse(list)
Collections.sort(list)对List元素排序（字母数字分别进行测试）

3.ArrayList：继承了Collection和List的方法。
4.LinkedList：不仅继承了Collection和List的方法。还有其特有方法如下所示：
   public void addFirst(E e)数据序列头部插入数据
   public void addLast(E e)数据序列尾部插入数据
 
  public E getFirst()获得第一个数据
  public E getLast()获得最后一个数据
 
   public E removeFirst()移除第一个数据

  public E removeLast()移除最后一个数据

5.ArrayList与LinkedList的相同点与不同点  
相同点：有顺序的，元素可以重复
(1)ArrayList特点:
底层数据结构是数组,查询快,增删慢                                     
线程不安全,效率高
(2)LinkedList特点:
底层数据结构是链表,查询慢,增删快
线程不安全,效率高

6 接下来将用代码具体展示collection与List

6.1collection遍历：

public class DogTest {public static void main(String[] args) {//1.创建dog对象Dog d1 = new Dog("小黑", 1, "藏獒");Dog d2 = new Dog("小黄", 1, "金毛");Dog d3 = new Dog("小白", 2, "萨摩耶");//2.创建集合Collection c = new ArrayList();//3.将dog对象添加到集合c.add(d1);c.add(d2);c.add(d3);//4.获取迭代器对象,该集合对应的迭代器对象Iterator it = c.iterator();// 5.调用方法进行遍历while (it.hasNext()) {Dog d = (Dog) it.next();System.out.println(d.getName()+"  "+d.getAge()+"  "+d.getType());}}}
程序运行结果：

6.2 List
public class ListDemo {public static void main(String[] args) {//创建学生对象Student s1 = new Student("刘诗诗", 25);Student s2 = new Student("杨幂", 35);Student s3 = new Student("何炅", 43);Student s4 = new Student("鹿晗", 24);//创建List集合List list = new ArrayList();//给集合中添加元素list.add(s1);list.add(s2);list.add(s3);list.add(s4);//普通for循环进行遍历for(int i=0;i<list.size();i++){Object object = list.get(i);Student s = (Student)object;System.out.println(s.getAge()+" "+s.getName());}System.out.println("-----------");//获取迭代器对象Iterator it = list.iterator();while (it.hasNext()) {Object obj = it.next();Student s = (Student)obj;System.out.println(s.getAge()+"  "+s.getName());}System.out.println("------------");//使用增强for循环遍历集合for(Object obj:list){Student s= (Student)obj;System.out.println(s.getAge()+"  "+s.getName());}}}
程序运行结果：
6.3 Arraylist与linkedlist与List相似，次数不再详细讲述。

7.Set（collection的另一个分支）：方法基本继承自Collection

8.HashSet
8.1 元素顺序：元素唯一，但是无序（它不保证 set 的迭代顺序；特别是它不保证该顺序恒久不变）
8.2如何保证元素的唯一性的呢（分析源码）?
通过简单的分析，我们知道HashSet集合保证元素的唯一性和add()方法相关。
if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {...}
左边：e.hash == hash比较对象的哈希值。

右边：((k = e.key) == key || key.equals(k))
左边：(k = e.key) == key比较对象的地址值。
右边：key.equals(k)比较的是对象的内容是否相同。默认情况下比较的是地址值

从以上分析得出结论：
底层数据结构是哈希表。
哈希表依赖两个方法：hashCode()和equals()


执行流程：
首先判断哈希值是否相同,如果不同，就直接添加到集合。
如果相同，继续执行equals()，看其返回值，
如果是false，就直接添加到集合。
如果是true，说明元素重复不添加。

9.TreeSet
元素顺序：使用元素的自然顺序对元素进行排序，或者根据创建 set时提供的 Comparator进行排序（比较器排序），具体取决于使用的构造方法。

10.HashSet与TreeSet的相同点与不同点
相同点：单列集合，元素不可重复
不同点
1.底层存储的数据结构不同
HashSet底层用的是HashMap哈希表结构存储，而TreeSet底层用的是TreeMap树结构存储
2.存储时保证数据唯一性依据不同
HashSet是通过复写hashCode()方法和equals()方法来保证的，而TreeSet通过Compareable接口的compareTo()方法来保证的
3.有序性不一样
HashSet无序，TreeSet有序
11 接下来用代码演示HashSet与TreeSet的实现
11.1HashSet
public class StudentHashSetTest {public static void main(String[] args) {//创建对象Student s1 = new Student("雷军",38);Student s2 = new Student("柳传志",58);Student s3 = new Student("董明珠",36);//Student s4 = new Student("董明珠",36);//创建集合对象HashSet<Student> hs = new HashSet<Student>();//集合中添加元素对象hs.add(s1);hs.add(s2);hs.add(s3);//hs.add(s4);//遍历for (Student str : hs) {System.out.println(str.getName()+" "+str.getAge());}}
程序运行结果：
11.2 TreeSet
public class StudentTreeSetTest {public static void main(String[] args) {TreeSet<Student> ts = new TreeSet<Student>();Student s1 = new Student(26,"Rihanna");Student s2 = new Student(28,"Gigi");Student s3 = new Student(27,"Taylor");ts.add(s1);ts.add(s2);ts.add(s3);for (Student s : ts) {System.out.println(s);}}}
程序运行结果：

集合的基本类就是以上这些，如果需要后续还会继续补充