JavaSe——8、Set、List和Queue

Set

特性：

• 继承Collection接口，和Collection接口中的方法一样，但是不允许元素重复（通过equals判断）。其中的方法大多是在Map集合上的操作。

重要源码解析：

public interface Set<E> extends Collection<E> {}

HashSet

特性：

• Hash算法存储集合中的元素，存取查找性能好（hashcode值作为索引）。
• 由于hash算法计算存储位置，因此不能保证顺序；
• 不同步（需要程序控制保证同步）；元素可以为null。
• HashSet在add时，equals和hashcode都相等才会判断为重复，因此如果某个类的对象保存在HashSet，要保证equals相等时hashcode也相等。

• 针对HashSet如何重写hashcode：

  • 同一对象的多次hashcode调用返回值应相等。
  • 两个对象equals和hashcode返回的应该一样。

• hashset的构造函数用的都是hashMap，add和remove等方法也都是调用Map的操作。

重要源码解析：

public class HashSet<E>    extends AbstractSet<E>    implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable{    private transient HashMap<E,Object> map;   //final对象，初始化时未制定值则默认为null，作为Map的value。    private static final Object PRESENT = new Object();    public HashSet() {        map = new HashMap<>();    }     public boolean add(E e) {        return map.put(e, PRESENT)==null;    }    //制定hash算法的初始容量与负载因子     public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {        map = new HashMap<>(initialCapacity, loadFactor);    }     public Iterator<E> iterator() {        return map.keySet().iterator();    }      public boolean remove(Object o) {        return map.remove(o)==PRESENT;    }

LinkedHashSet(HashSet的子类）

特性：

• 根据hashcode决定存储位置，迭代访问性能好。
• 链表维护次序，因此和HashSet的不同是它是有序的（输出时可保证有序）。
• 构造函数调用父类HashSet的某个构造函数，内部用LinkedHashMap对象。

重要源码解析：

public class LinkedHashSet<E>    extends HashSet<E>    implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable {    public LinkedHashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {        super(initialCapacity, loadFactor, true);    }    public LinkedHashSet(int initialCapacity) {        super(initialCapacity, .75f, true);    }    public LinkedHashSet() {        super(16, .75f, true);    }}//Super方法：调用HashSet类中的：  HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {        map = new LinkedHashMap<>(initialCapacity, loadFactor);    }//LinkedHashMap的这个初始化方法：  public LinkedHashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {        super(initialCapacity, loadFactor);        accessOrder = false;    }//其中的super方法为HashMap中的：    public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {        if (initialCapacity < 0)            throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " +                                               initialCapacity);        if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)            initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;        if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))            throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " +                                               loadFactor);        this.loadFactor = loadFactor;        this.threshold = tableSizeFor(initialCapacity);    }    

TreeSet（SortedSet）

特性：

• 根据红黑树的数据结构存储。
• 插入时会自动排序（调用compareTo方法），所以插入的对象的类必须实现Comparable接口，且TreeSet的元素只能是同一个类的。
  
  • 1、自然排序：
    调用compareTo方法（Comparable接口里的）。
    把一个对象放入TreeSet，则要重写equeals和compareTo，且结果要一致。
    如果放入的对象修改了值，TreeSet不会改变顺序，因此最好放入不可变对象。

PS：
不可变类： private final修饰属性； 提供带参构造器； 属性提供getter，不提供setter；

有必要就重写equals和hashcode。

实现Comparable接口的类： BigDecimal、Character、Boolean、String、Date、time。

• end
  
  • 2、定制排序（new TreeSet时包含一个匿名内部类，用来定制排序规则）

重要源码解析：

public class TreeSet<E> extends AbstractSet<E>    implements NavigableSet<E>, Cloneable, java.io.Serializable

EnumSet

• 枚举集合类、有序、位向量的形式存储、占内存小、运行效率高、批量处理快、不允许null。通过static方法实例化：allOf、copyOf、range、of等。

对比

• HashSet性能好（尤其查找，添加）TreeSet适合有序的，但性能一般（红黑树），LinkedHashSet的遍历快。EnumSet性能最好，三个都线程不安全。

List：有序、可重复、可以为null、。

特性：

• List的remove不用是同一个对象，只要两个对象equals为true则删除。

• listIterator方法：返回ListIterator对象（继承Iterator接口，增加了hasPrevious、previous，即可以向前迭代集合，）

ArrayList

特性：

• 封装了一个动态，允许再分配的Object[]数组，默认长度为10；
• ArrayList：线程不安全；Vector：线程安全。
• Vector有个子类：Stack，栈，可以peek、pop、push，线程安全，性能烂，想用栈？还是用LinkedList吧。
• Arrays工具类的asList方法可以将一定个数对象或数组转换为一个List（Arrays内部类AaaryList的实例）

重要源码分析：

public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>        implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable{     //默认大小     private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;     //无参构造函数返回的一个空数组     private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};    //存元素，通过一个数组维护     transient Object[] elementData;     public ArrayList(int initialCapacity) {        if (initialCapacity > 0) {            this.elementData = new Object[initialCapacity];        } else if (initialCapacity == 0) {            this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;        } else {            throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+                                               initialCapacity);        }    }      public ArrayList() {        this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;    }    //缩容      public void trimToSize() {        modCount++;        if (size < elementData.length) {            elementData = (size == 0)              ? EMPTY_ELEMENTDATA              : Arrays.copyOf(elementData, size);        }    }    //扩容（用Arrays的copy方法，底层是个 System.arraycopy，native方法）    public void ensureCapacity(int minCapacity) {        int minExpand = (elementData != DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA)            // any size if not default element table            ? 0            // larger than default for default empty table. It's already            // supposed to be at default size.            : DEFAULT_CAPACITY;        if (minCapacity > minExpand) {            ensureExplicitCapacity(minCapacity);        }    }   }

LinkedList：

特性：

• 双向链表
• 实现Deque，可以作为双向队列使用。

重要源码分析：

public class LinkedList<E>    extends AbstractSequentialList<E>    implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable{    transient int size = 0;     transient Node<E> first;     transient Node<E> last;     private static class Node<E> {        E item;        Node<E> next;        Node<E> prev;        Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {            this.item = element;            this.next = next;            this.prev = prev;        }    }

Queue：

• 队列的模拟，先进先出，不可随机访问。
• 实现类：PriorityQueue，加入元素后重新排序，先进先出，但出的是最小的元素。不允许有null，和TreeSet一样有两种排序方式。
• Deque接口（双端接口，也可以当栈），ArrayDeque和LinkedList都是其实现类。
• ArrayDeque，基于数组实现的双端队列，默认长度为16。

• ArrayDeque和ArrayList都是封装了数组，而ArrayList封装了链表，适合插删（数组适合随机访问）。

• ArrayList和LinkedList分别是线性表的两种实现（数组和链），LinkedList有双端队列和栈的功能，链表插删好，数组访问好。