Day15—List集合、Queue集合、Set集合

今日内容：
1.List集合
2.Queue集合
3.Set集合


1.List集合（重中之重）
1.1 基本概念：
java.util.List接口是Collection接口的子接口，元素有放入次序，并且允许重复。
该接口的主要实现类：ArrayList类、LinkedList类、Stack类、Vector类。
其中ArrayList类的底层是采用动态数组实现的，增删操作不方便（可能会操作大量的元素），通过下标访问方便。
其中LinkedList类的底层是采用链表实现的，增删操作方便，访问元素不方便（需要一个一个找元素）。
其中Stack类的底层是采用动态数组实现的，该结构具有后进先出的特征，简称为LIFO（last  in first out 栈）。
其中Vector类的底层是采用动态数组实现的，与ArrayList类相比属于早期提供的类，是属于线程安全的类，因此效率比较低，推荐使用ArrayList类取代。


1.2 常用方法
void add(int index, E element) — 用于将元素element插入到当前集合中的index位置。
boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c)
— 用于将集合c中的所有元素插入当前集合的index位置。
E remove(int index)— 用于将当前集合中index位置的元素移除。
— 成功则返回移除的元素值
E set(int index, E element) — 用于将下标为index位置的元素替换为element
— 成功则返回被替换的元素值
E get(int index) — 用于获取下标为index位置的元素并返回
List<E> subList(int fromIndex, int toIndex) 
— 用于获取当前集合中从fromIndex（含）到toIndex（不含）位置的视图；
— 视图本质就是指获取到的内容并没有单独保存，依旧是共享之前的数据；


1.3 泛型机制
通常 情况下集合中允许存放不同类型的数据，是因为都看做Object类型放入的，当需要从集合中取出数据时，只能看做Object类型处理，若希望表达该元素真实的数据类型时，就需要强制类型转换，而强制类型转换可能会引发类型转换异常；
为了避免上诉问题，从jdk1.5开始提出泛型机制，也就是要求在每个集合名称的右边增加<数据类型>的方式规定集合中可以存放的元素，若放入其他类型数据，则编译报错；
如：
List<String>  a1 = new LinkedList<String>();


泛型的本质就是参数化类型，也就是说传递的参数不再是具体的数据内容，而是一种数据类型，因此在集合的定义中，通常都会有<E>来表示形参的概念，让E进行占位，当真正创建对象时需要传递数据类型作为实参给形参E，从而该类中所有的E都变成了实参类型（原理）。


2.Queue接口（重点）
2.1 基本概念：
java.util.Queue接口是Collection接口的子接口，与List接口是平级关系。
该接口的主要实现类：LinkedList类，该类在增删方面有一定优势。
Queue（队列）是一种具有先进先出特征的数据结构，简称为FIFO（first in first out）。


2.2 常用方法：
boolean offer(E e) — 用于将参数指定的数据 e 插入当前的队列中，相当于入队操作（末尾）。
E poll() — 用于获取并移除队列中的队首元素，若队列为空则返回null，相当于出队操作。
E peek() — 用于查看队首元素值，并返回。


练习：
使用Queue类型的引用指向LinkedList类型的对象，将数据10 20 30 40 50 插入到队列中，获取队首元素并打印，然后将队列中的所有元素一个一个进行出队并打印。

package xdl.day15;import java.util.LinkedList;import java.util.Queue;import java.util.Stack;public class TestQueue {public static void main(String[] args) {// 使用Queue类型的引用指向LinkedList类型的对象Queue<Integer> q = new LinkedList<Integer>();// 将数据10 20 30 40 50插入到队列中for (int i = 1; i <= 5; i++) {boolean b1 = q.offer(i * 10);System.out.println(b1 ? "队列插入成功！" : "队列插入失败！");}System.out.println("q当前值为：" + q);// 获取队首元素并打印System.out.println("当前队首" + q.peek());// 然后将队列中的所有元素一个一个进行出队并打印。for (int i = q.size(); i >= 0; i--) {if (q.peek() != null) {Integer j = (Integer) q.poll();System.out.println("移除的元素分别是:" + j);} else if (q.poll() == null) {System.out.println("已经移除了所有元素了！");}}// 使用stack类型的引用指向stack类型的对象Stack<Integer> s = new Stack<Integer>();// 将数据10 20 30 40 50 插入到栈中for (int i = 0; i < 5; i++) {Integer num = s.push(i * 10);System.out.println("分别插入值后的栈是：" + num);}System.out.println("当前栈是：" + s);// 获取栈顶部元素并打印Integer top = s.peek();System.out.println("该栈顶部的元素时：" + top);// 然后将栈中所有元素一个一个进行出栈并打印for (int i = s.size(); i >= 0; i--) {if (s.empty()) {System.out.println("当前栈中无数据！");} else {Integer n = s.pop();System.out.println("分别移除栈的数据是：" + n);}}}}

3.set集合（重点）
3.1 基本概念：
java.util.Set接口是Collection接口的子接口，元素没有先后次序，并且不允许重复。
该接口的主要实现类： HashSet 类   和  TreeSet类。
其中HashSet类的底层是采用哈希表进行数据的管理。
其中TreeSet类的底层是采用二叉树进行数据管理的。


3.2 常用方法：
iterator<E>  iterrator()  — 用于获取当前集合的迭代器对象，用于访问集合中的每个元素。
boolean  hasNext() — 用于判断集合中是否有可用访问的元素，有则返回true，否则返回false。
E next() — 用于获取一个元素并指向下一个元素。
void remove() — 用于删除刚刚获取到的元素。


注意：
当使用迭代器去访问集合中的每个元素时，只能使用迭代器自己的remove（）方法去删除元素，若采用集合的remove（）方法去删除元素，则会产生并发修改异常。


3.3 增强版的for循环（for each）（推荐使用）
（1）语法格式
for（元素类型 变量名 ： 集合/数组名称）{
循环体；
}
（2） 执行流程
不断的从集合/数组中取出一个元素赋值给变量名，然后在循环体使用，直到取出所有元素为止。


总结：
访问Set集合中的元素的方式有三种：toString()、迭代器、for each结构；
访问List集合中的元素的方式有四种：除了支持上诉三种方式外，还增加了get()方法；


3.4 元素放入HashSet集合的过程（原理）
（1）使用元素调用HashCode（）方法得到哈希码值；
（2）将哈希码值交给哈希算法来生成哈希表的索引位置；
（3）若该索引位置没有元素，则将新元素直接放入；
（4）若该索引位置有元素，则使用新元素怕端是否与已有元素相等；
（5）若相等，则放弃新元素的插入保留旧元素，若不相等，则将新元素放入旧元素的后面；


3.5 TreeSet类
（1）什么是二叉树？
二叉树就是指每个节点最多只有两个子节点的树形结构。
（2）什么是有序二叉树？
满足以下三个条件的二叉树叫做有序二叉树，又叫二叉查找树。
a.要求左子树中任意节点的元素值都小于根节点元素；
b.要求右子树中任意节点的元素值都大于根节点元素；
c.左右子树的内部也遵循上述原则；

package xdl.day15;import java.util.HashSet;import java.util.Iterator;import java.util.Set;public class TestSet {public static void main(String[] args) {Set<String> s1 = new HashSet<String>();boolean b1 = s1.add("one");System.out.println("b1 = " + b1);System.out.println("s1 = " + s1);b1 = s1.add("two");System.out.println("b1 = " + b1);System.out.println("s1 = " + s1);b1 = s1.add("three");System.out.println("b1 = " + b1);System.out.println("s1 = " + s1);b1 = s1.add("one");System.out.println("b1 = " + b1);//false  实现了去重的效果System.out.println("s1 = " + s1);System.out.println("——————————————————————————————————————————-");Iterator<String> it = s1.iterator();//判断该集合中是否有可访问的元素// System.out.println(it.hasNext());// System.out.println(it.next());// System.out.println(it.next());// System.out.println(it.next());while(it.hasNext()){System.out.println(it.next());}System.out.println("——————————————————————————————————————————-");//it = s1.iterator();while(it.hasNext()){String str = it.next();if(str.equals("two")){it.remove();}else{System.out.println("删除的数据是："+str);}}System.out.println("删除后的新结果是："+s1);}}