Java单例集合下List接口的常用实现类

一．集合

1.什么是集合

存储对象的容器，面向对象语言对事物的体现都是以对象的形式，所以为了方便对多个对象的操作，存储对象，集合是存储对象最常用的一种方式。集合的出现就是为了持有对象。 集合中可以存储任意类型的对象, 而且长度可变。在程序中有可能无法预先知道需要多少个对象, 那么用数组来装对象的话, 长度不好定义, 而集合解决了这样的问题。

2.集合和数组的区别

1.数组和集合类都是容器2.数组长度是固定的，集合长度是可变的。数组中可以存储基本数据类型，集合中可以存储任意类型的对象。

集合类的特点:用于存储对象，长度是可变的，可以存储不同类型的对象。

3.数组的缺点

存储类型单一的数据容器，操作复杂(数组一旦声明好不可变)。

4.集合能做什么

1：将对象添加到集合2：从集合中删除对象3: 从集合中查找一个对象4：从集合中修改一个对象就是增删改查

注意：集合和数组中存放的都是对象的引用而非对象本身

5.集合的分类

Java工程师对不同的容器进行了定义,虽然容器不同,但是还是有一些共性可以抽取最后抽取了 一个顶层接口,那么就形成了一个集合框架。

集合框架体系：

---|Collection: 单列集合        ---|List: 有存储顺序, 可重复            ---|ArrayList:  数组实现, 查找快, 增删慢                                由于是数组实现, 在增和删的时候会牵扯到数组增容,                                  以及拷贝元素. 所以慢。数组是可以直接按索引查找, 所以查找时较快            ---|LinkedList: 链表实现, 增删快, 查找慢                                由于链表实现, 增加时只要让前一个元素记住自己就可以,                                  删除时让前一个元素记住后一个元素, 后一个元素记住前一个元素.                                  这样的增删效率较高但查询时需要一个一个的遍历, 所以效率较低            ---|Vector: 和ArrayList原理相同, 但线程安全, 效率略低                                和ArrayList实现方式相同, 但考虑了线程安全问题, 所以效率略低        ---|Set: 无存储顺序, 不可重复            ---|HashSet            ---|TreeSet            ---|LinkedHashSet---| Map: 键值对    ---|HashMap    ---|TreeMap    ---|HashTable    ---|LinkedHashMap

为什么出现这么多集合容器，因为每一个容器对数据的存储方式不同，这种存储方式称之为数据结构（data structure）

注意：集合和数组中存放的都是对象的引用。

二．集合类（collection）

Collection接口有两个子接口：

List(链表|线性表)Set(集)

特点：

Collection中描述的是集合共有的功能(CRUD)， 单例集合的跟接口。List 如果是实现了List接口的集合类，具备的特点： 有序，可重复。Set  如果是实现了Set接口的集合类，具备特点： 无序，不可重复。

（1）Collection接口的共性方法

增加：

1：add() 将指定对象存储到容器中        add 方法的参数类型是Object 便于接收任意对象2：addAll() 将指定集合中的元素添加到调用该方法和集合中

删除：

    3：remove() 将指定的对象从集合中删除    4：removeAll() 将指定集合中的元素删除    5：clear() 清空集合中的所有元素

判断

    6：isEmpty() 判断集合是否为空    7：contains() 判断集合中是否包含指定对象    8：containsAll() 判断集合中是否包含指定集合                        使用equals()判断两个对象是否相等  

获取:

9：int size()    返回集合容器的大小

转成数组

10： toArray()   集合转换数组

迭代器

11：iterator()    对 collection 进行迭代的迭代器**迭代器的方法：**1.hasNext()   问是否有元素可遍历。如果有元素可以遍历，返回true，否则返回false      2.next()    获取元素...3.remove()  移除迭代器最后一次返回的元素。

遍历集合的元素

方式一： 可以使用toArray方法。

    Object[] arr = c.toArray(); // toArray()把集合的元素存储到一个 Object的数组中返回。        for(int i = 0 ; i<arr.length ; i++){            System.out.print(arr[i]+",");        }

方式二：使用iterator迭代器遍历。

Iterator it = c.iterator();  //返回一个迭代器              while(it.hasNext()){           // hasNext() 问是否有元素可以遍历。            System.out.println("元素："+ it.next()); //获取元素        }//清空集合 的元素        while(it.hasNext()){            it.next();            it.remove();        }

疑问：iterator()方法返回的是一个接口类型，为什么接口又可以调用方法可以使用呢？

 iterator 实际上返回的是iterator接口的实现类对象。

三．List集合接口

如果是实现了List接口的集合类，该集合类具备的特点：有序，可重复。

有序： 集合的有序不是指自然顺序，而是指添加进去的顺序与元素出来的顺序是一致的。

List接口中特有方法：

增加    1.void add(int index, E element)  指定位置添加元素                2.boolean addAll(int index, Collection c)  指定位置添加集合  

删除

3.E remove(int index) 删除指定位置元素

修改

4.E set(int index, E element)   使用指定的元素替换指定索引值位置的元素，返回的是需要替换的集合中的元素

查找

5.E get(int index)      根据索引值获取集合中的元素       6.int indexOf(Object o)  找出指定元素第一次出现在集合中的索引值7.lastIndexOf(Object o) 找指定的元素最后一次出现在集合中的索引值    

求子集合

    8. List<E> subList(int fromIndex, int toIndex) // 不包含toIndex；    指定开始与结束的索引值截取集合中的元素。  

迭代

listIterator()    是一个List接口中特有的迭代器，它继承了Iterator 接口

ListIterator特有的方法：

1.hasPrevious()  判断是否存在上一个元素。2.previous()    当前指针先向上移动一个单位，然后再取出当前指针指向的元素。3.next();  先取出当前指针指向的元素，然后指针向下移动一个单位。4.add(E e)   把当前有元素插入到当前指针指向的位置上。5.set(E e)   替换迭代器最后一次返回的元素。

迭代器在变量元素的时候要注意事项：

在迭代器迭代元素的过程中，不允许使用集合对象改变集合中的元素 个数，如果需要添加或者删除只能使用迭代器的方法进行操作。如果使用过了集合对象改变集合中元素个数那么就会出现ConcurrentModificationException异常。 

迭代元素的过程:

  迭代器创建到使用结束的时间。

List接口中特有的方法具备的特点：

操作的方法都存在索引值。    只有List接口下面的集合类才具备索引值。其他接口下面的集合类都没有索引值。

四.List接口下的实现类–ArrayList类

ArrayList底层是维护了一个Object数组实现的，特点查询速度快，增删慢。

使用场景：

什么时候使用ArrayList: 如果目前的数据是查询比较多，增删比较少的时候， 那么就使用ArrayList存储这批数据。

ArrayList 特有的方法：

1.ensureCapacity(int minCapacity)   如有必要，增加此 ArrayList 实例的容量，以确保它至少能够容纳最小容量参数所指定的元素数。2.trimToSize()  将此 ArrayList 实例的容量调整为列表的当前大小。

ArrayList底层维护了一个Object[] 用于存储对象，默认数组的长度是10。

可以通过 new ArrayList(20)显式的指定用于存储对象的数组的长度。

当默认的或者指定的容量不够存储对象的时候，容量自动增长为原来的容量的1.5倍。

五.List接口下的实现类–LinkedList类

LinkedList底层是使用了链表数据结构实现的， 特点： 查询速度慢，增删快。

     由于LinkedList:在内存中的地址不连续,需要让上一个元素记住下一个元素. 所以每个元素中保存的有下一个元素的位置.虽然也有角标,但是查找的时候,需要从头往下找,  显然是没有数组查找快的.但是,链表在插入新元素的时候,只需要让前一个元素记住新元素,  让新元素记住下一个元素就可以了.所以插入很快.  由于链表实现, 增加时只要让前一个元素记住自己就可以, 删除时让前一个元素记住后一个元素, 后一个元素记住前一个元素. 这样的增删效率较高。 但查询时需要一个一个的遍历, 所以效率较低。

Linkedlist特有的方法：
1：方法介绍

1. addFirst(E e)  将指定元素插入此列表的开头。2.addLast(E e)  将指定元素添加到此列表的结尾。3.getFirst()    返回此列表的第一个元素。4.getLast()     返回此列表的最后一个元素。5.removeFirst()     移除并返回此列表的第一个元素。6.removeLast()  移除并返回此列表的最后一个元素。

2：数据结构

1：栈 (1.6): 主要是用于实现堆栈数据结构的存储方式。                先进后出                push()  将元素推入此列表所表示的堆栈。                pop()   从此列表所表示的堆栈处弹出一个元素。2：队列（双端队列1.5）： 主要是为了让你们可以使用LinkedList模拟队列数据结构的存储方式。                先进先出                offer()  将指定元素添加到此列表的末尾（最后一个元素）。                poll()  获取并移除此列表的头（第一个元素)3：返回逆序的迭代器对象              descendingIterator()   返回逆序的迭代器对象,使用与listIterator一致。

六.List接口下的实现类–Vector类

Vector类 ：底层也是维护了一个Object的数组实现的，实现与ArrayList是一样的，
但是Vector是线程安全的，操作效率低。
ArrayLsit与Vector的区别：

相同点： ArrayList与Vector底层都是使用了Object数组实现的。不同点：     1. ArrayList是线程不同步的，操作效率高。        Vector是线程同步的，操作效率低。    2. ArrayList是JDK1.2出现，Vector是jdk1.0的时候出现的。