容器-Collection子类接口List和Set
容器:是用来装数据的
1.数组
优点:可以根据索引快速的定位到某个元素,访问速度特别快
缺点:长度是固定的,如果数组满了,需要考虑扩容,并且删除和插入元素时,需要移动元素.
需要另一个变量,例如:total,来辅助记录实际有效元素的个数.
2.集合
集合是新设计的一组容器,具有各种特点.
数据结构
栈,队列,链表,堆,图,树,哈希表
无论多复杂,都是从一下两种物理结构的基础上构建出来的:
(1)数组
在内存中需要开辟连续的存储空间,有可能有很多空余的空间
元素类型:就是数据的类型
(2)链式
在内存中不需要连续的空间,不会有空闲空间.
元素类型:结点类型
结点类型:
单向链表
class Node{
Object data;
Node next;
}
双向链表
class Node{
Node previous;
Object data;
Node next;
}
树
class Node{
Node parent;
Object data;
Node left;
Node right;
}
数组:
缺点:(1)长度固定,如果要扩容等需要程序自己维护,如果要删除和插入,程序员要移动元素等.
(2)数组只支持可重复,顺序存储的特点,比较单一.
实际开发中,数据的存储特点:(1)有序的(2)无序的(3)可以重复的(4)不能重复的(5)一对一的(6)一对多的....
JDK在数组和链式结构的基础上，重新设计了很多的容器类型．
主要是两大类：
１.Collection：一组对象，比喻"单身party"
2.Map:键值对,(key,value),比喻"情侣party","家庭party"
容器有共同的行为特征,操作方式:增删改查
把对容器的操作的行为标准化,用接口来声明.
一 java.util.Collection
(一)Collection的概述
Collection层次结构中的根接口.Collection表示一组对象.
一些Collection允许有重复的元素,二另一些不允许,一些Collection时有序的,而另一些时无序的.
JDK不提供此接口的任何直接实现:它提供更具体的子接口(如Set和List)实现
1.List
列表:可重复的,有序的和添加顺序有关系(按顺序存储)
实现类:例如ArrayList(动态数组)
2.Set
集:不可重复的,无序的(和添加顺序无关)
(二)Collection的常用方法
1.添加
(1)add(Object obj):一次添加一个
(2)addAll(Collection other):一次添加多个,把other中的元素都添加到当前集合中,this = this 并 other
2.删除
(1)remove(Object obj):一次删除一个
(2)removeAll(Collection other):一次删除多个,删除other与this交的交集的元素.
(3)clean()清空
3.修改:Collection中没有提供修改的方法
4.查找
(1)Boolean contains(Object obj):判断obj是否在当前集合中
(2)Boolean containsAll(Collection c):判断c是否为this的子集
(3)Boolean isEmpty()
Collection接口中没有提供获取一个元素的方法
5.获取有效元素的个数 int size()
6.遍历
(1)老方法
Object[] toArray():如果该集合的底层是数组,那么可以用这种方法,如果其底层不是数组,用数组遍历会比较浪费时间浪费空间,无论底层怎么样,都会返回一个尺寸为size的数组.
(2)foreach:称为增强版for循环
语法结构:for(元素的类型 元素名:可迭代的容器名)
把元素名理解为形参,每循环一次,就把数组或集合的元素以此作为实参赋值给形参,
即:如果元素类型是基本数据类型,那么把数组或者集合的元素"数据值"赋值给它,那么对他怎么修改和实参无关.
如果元素是引用数据类型,那么把数组或者集合的元素"地址值"赋值给他,那么对他的属性修改和实参有关.对他的地址修改和实参无关.
结论:如果你只是查看数组或者集合的元素,用foreach比较简单,如果是修改,就考虑其他的循环方式.
(3)Iterator迭代器遍历
java.util.Iterator迭代器:用于遍历(迭代)Collection系列集合用的.
步骤:
(1)先通过Collection系列集合,对象拿到迭代器对象
(2)再通过Iterator的方法进行迭代.
boolean hasNext():判断集合中是否有下一个元素
Object next():取出下一个元素
void remove():删除刚刚取出的元素,用于根据条件删除
在集合中，涉及到对象的比较，用的都是equals方法进行比较，分为空和不空两种讨论方式，如果在原来的元素所在类中没有重写equals方法，就会比较两个元素的地址值。
下图为利用foreach方法遍历并且想删除元素的操作,报错了,针对引用数据类型.
7.其他
retainAll(Collection c):保留this与c的交集
java.util.List：接口
（1）有序：可以对元素的索引index，进行控制
（2）可重复。
常用方法：
继承了Collection，因此Collection的所有的方法和操作它都有。
List还增加了很多方法，这些方法都和index有关系。
1.添加
add(int index,E element):在index位置插入一个元素
addAll(int index,Collection<? extends E> c)：在index位置插入多个元素
2.删除
remove（int index）
删除指定索引位置的元素
3.改
Collection中没有提供关于修改的操作方法
set（int index，E element）
修改指定索引位置的元素为element
4.查询
int indexOf（E element）：从左往右找
int lastIndexOf（Eelement）：从右往左找
因为List是可以重复的集合，所以设置了两种查找顺序。
get(int index):返回指定位置的元素
subList(int fromIndex,int toIndex):截取[fromIndex,toIndex)
5.遍历
（1）toArray()
（2）foreach
（3）Iterator
（4）listIterator
listIterator是Iterator的子接口，Iterator的功能方法，listIterator
也有，还增加了一些功能
A：Iterator只能从前往后遍历
listIterator可以从任意位置开始，从前往后，或者从后往前遍历。
listIterator的使用步骤：
（1）先获取listIterator的对象，获取方式为：集合对象.listIterator（）
（2）通过遍历方法
hasNext()+next()
hasPrevious()+previous()
B：不仅可以在遍历中删除了，还增加了set和add方法。
//从前往后遍历
ListIterator listIterator = c.listIterator();//默认迭代器指向最前面
while（listIterator.hasNext()）{
Object next = listIterator.next();
System.out.println(next);
}
//从后往前遍历
ListIterator listIterator = c.listIterator(list.size());
while（listIterator.hasPrevious()）{
Object previous = listIterator.previous();
System.out.println(previous);
}
//从第三个元素位置开始遍历
ListIterator listIterator = c.listIterator(3);
while（listIterator.hasPrevious()）{
Object previous = listIterator.previous();
System.out.println(previous);
}
List常见的实现类
1.Vector:动态数组
内部实现：数组，初始大小为10
2.ArrayList：动态数组
内部实现：数组，初始大小为10
3.LinkedList：双向链表，双端队列：又是Queue和Deque的实现子类
内部实现：链表
4.Stack：栈，又是Vector的子类
Stack：后进先出（LIFO）（Last in first out）、先进后出（FILO）（First in last out）
压栈：push；弹栈：pop（移除栈顶元素）；peek（返回栈顶元素，但不移除）
(接口)Queue（队列）(extends Collection)：先进先出（FIFO）
添加到队列offer（e），移出队列poll（），返回队头但不移除peek（）
(接口)Deque(extends Queue)：（Double ended queue）双端队列：队头和队尾都可以添加元素和移除元素。不支持通过索引来访问元素
offerFirst(e)\offerLast(e)
pollFirst()\pollLast()
peekFirst()\peekLast()
面试题：Vector和ArrayList有什么区别？
Vector：旧版，线程安全的，当空间不够时，扩容为原来的两倍。支持的迭代方式更多，支持旧版Enumeration迭代器
ArrayList：新版，线程不安全的，当空间不够时，扩容为原来的1.5倍。不支持旧版的Enumeration迭代器。
面试题：动态数组和LinkedList有什么区别？
（1）内部实现不同
动态数组底层是数组
LinkedList底层是链表，元素的类型是Node
（2）动态数组：对索引的相关操作，效率很高
链表：对索引的相关操作，效率比较低
（3）动态数组：插入和删除操作涉及到元素的移动，时间复杂度高
链表：插入和删除操作只涉及到前后元素的关系。
结论：如果后面的操作针对索引更多，那么选择动态数组，如果是添加和删除的操作更多，那么选择链表。
java.util.Set（接口）
（1）不支持重复
（2）无序的（和添加顺序无关）
set中没有新添加方法，都是Collection的方法
Set：实现子类
（1）HashSet：完全无序
说明：
判断元素是否重复，是参考equals方法，如果equals方法在元素的类中没有被重写，则默认比较地址值。
（2）TreeSet：大小顺序，和添加顺序无关，如果添加元素为引用数据类型，比如Student等，这个类需要实现Comparable，然后复写compareTo的方法。
说明：
判断元素是否重复，依据是元素复写的compareTo方法。
（3）LinkedHashSet：遍历时可以保证添加顺序，存储和添加顺序无关。
说明：
判断元素是否重复，是参考equals方法，如果equals方法在元素的类中没有被重写，则默认比较地址值。
LinkedHashSet是HashSet的子类，但是它的元素比HashSet的元素要多维护一个添加的顺序。
LinkedHashSet的效率就比HashSet低，每次添加，删除要同时考虑顺序。但是前者迭代中受到容量的影响较小。
结论：
如果既要元素不重复，又要按大小，选TreeSet
如果既要元素不重复，又要保证添加顺序，选LinkedHashSet
如果只要元素不重复，选HashSet
使用HashSet为容器承载数据元素的话，如果要求某个属性一样就认为是同一种元素，这种时候需要重写hashCode()和equals()方法。
重写要求：
（1）必须一起重写。
（2）hashCode值相同，不一定相同
hashCode值不同，equals一定不相同
equals相同，hashCode值一定相同。
要求：
参与hashCode值计算的属性，就要做equals的比较。
（3）equals的方法重写遵循几个原则
对称性、自反性、传递性、一致性、非空与null比较返回false。
参考：Object的equals的API。
实际情况分析：在实际中，我们可能遇到这样的情况，一次可能需要一个对象的一个元素属性进行排序，那么此时我们会使此对象类实现Comparable接口，进而重写compareTo方法，制定好排序的依据，然后利用treeSet容器进行承载，遍历之后的结果就依据compareTo定义排好了顺序。紧接着有要求依据元素对象的另一个属性进行排序，比如价钱，那么此时再回去重写compareTo方法就很麻烦，而且丧失了之前的排序依据，此时就可以在定义treeSet容器时，传入一个比较器，那么系统会优先考虑比较器中的排序依据，传入的比较器需要重写compare方法，此方法的返回值是int类型，而比较的属性可能是double类型，不能强制转换成int，因为这样会失去精度，并且影响比较结果。此时有三种处理方法：
（1）用compare方法中传入的两个对象.属性进行比较，如果前大后小，返回值为1
如果前小后大，返回值为-1；否则返回值为0.此方法精度有限
（2）利用Double的静态compare方法，将被比较的两个对象.属性传入Double的compare方法，返回值类型为int。
（3）将比较器中compare方法中传入的两个对象.属性利用Double.doubleToLongBits方法转成long类型数据，然后利用Long.compare（long x,long y）进行比较，返回值为int，此方法是1.8之后加进来的。
