集合

集合框架

什么是集合：

　　集合是Java提供的一种容器，用于存放引用类型的数据。

集合和数组的区别;

　　数组是一种长度不可变的容器，用于存放基本数据类型和引用数据类型。

　　集合是一种长度可变的容器，它的实现类多种多样，然后列举图中的实现类的特点 ；只能存放引用数据类型，如果想要存放基本数据类型，必须转化成其对应的包装类才能存放。

怎么学习集合 ，要从上往下学习

　　先学习Collection中的方法

 

　　　　boolean add(E e) 　　　　　　添加元素
　　　　boolean remove(Object o) 　　删除元素
　　　　void clear() 　　　　　　　　　　 清空元素，删除所有
　　　　boolean contains(Object o) 　　　是否包含某个元素
　　　　boolean isEmpty()
　　　　int size()

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;

public class MyCollection_Test {

    public static void main(String[] args) {
        // 多态，调用的是父类自己的方法，但是父类是接口，调用的是实现类类实现了的方法，但是不能调用实现类特有的
        Collection<Student> lists = new ArrayList<>();
        lists.add(new Student("张三"));
        lists.add(new Student("李四"));
        lists.add(new Student("王五"));
        // 这样是移除不了的，除非重写equals方法，因为重新new了一个对象，地址是不同的;或者在存放是用一个学生变量接收，这样在删除时就好操作了
        System.out.println(lists.remove(new Student("张三"))); //执行结果是false
    }
}

class Student {
    private String name;

    public Student(String name) {
        super();
        this.name = name;
    }

}

　Java集合框架的集合类，我们有时候称之为容器。容器的种类有很多种，比如ArrayList、LinkedList、HashSet...，每种容器都有自己的特点，ArrayList底层维护的是一个数组；LinkedList是链表结构的；HashSet依赖的是哈希表，每种容器都有自己特有的数据结构。

　　因为容器的内部结构不同，很多时候可能不知道该怎样去遍历一个容器中的元素。所以为了使对容器内元素的操作更为简单，Java引入了迭代器模式！ 

　　把访问逻辑从不同类型的集合类中抽取出来，从而避免向外部暴露集合的内部结构。

　　　　1.迭代器Iterator接口的实现方式

　　　　　　在JDK中它是这样定义的：对Collection进行迭代的迭代器。迭代器取代了Java Collection Framework中的Enumeration。迭代器与枚举有两点不同:

　　　　　　　　1. 迭代器在迭代期间可以从集合中移除元素。

　　　　　　　　2. 方法名得到了改进，Enumeration的方法名称都比较长。

　　　　　　　　　　其接口定义如下:

package java.util;
public interface Iterator<E> {
    boolean hasNext();//判断是否存在下一个对象元素

    E next();//获取下一个元素

    void remove();//移除元素
}

　　2.Iterable

　　Java中还提供了一个Iterable接口，Iterable接口实现后的功能是‘返回’一个迭代器，我们常用的实现了该接口的子接口有:Collection<E>、List<E>、Set<E>等。该接口的iterator()方法返回一个标准的Iterator实现。实现Iterable接口允许对象成为For…each语句的目标。就可以通过for…each语句来遍历你的底层序列。

　　Iterable接口包含一个能产生Iterator对象的方法，并且Iterable被for…each用来在序列中移动。因此如果创建了实现Iterable接口的类，都可以将它用于for…each中。

Iterable接口的具体实现:

Package java.lang;

import java.util.Iterator;
public interface Iterable<T> {
    Iterator<T> iterator();
}

　　遍历方法：

　　第一种：（基本原理）

　　　　第一步：实现迭代器   

    Iterator it= lists.iterator();

　　　　第二步：使用while循环 while（it.hasNext()）{ sysout( it.next()); }

　　第二种：（实质还是第一种）

　　　　不用实现迭代器，直接使用for…each输出

再学习它的子类List接口

　list有类似于数组的操作

　　ArrayList---底层是数组
　　LinkedList---底层是链表

　　Vector--- 底层是数组（现在不怎么被使用，作为了解）
　　void add(int index,E element) 添加元素到指定的下标位置
　　E remove(int index) 删除指定下标位置的元素（注意这个和父类的移除不一样，这里可以返回自己移除的元素，有一个后悔的机会）
　　E get(int index) 获取指定下标位置的元素
　　E set(int index,E element) 修改指定下标位置的元素
　　ListIterator listIterator() Iterator的增强版 （增强版的迭代器，可以倒序遍历，但是迭代器的指针必须是在最后一个的位置上，否则不可以使用倒序输出，调用方法是 对象名.下面两个方法 ）
　　boolean hasPrevious()
　　E previous()

　　

　　ArrayList：
　　　　底层就是数组:查询快，增删慢
　　　　线程不安全，效率高

　　Vector:
　　　　底层就是数组:查询快，增删慢
　　　　线程安全，效率低
　　　　确实需要使用线程安全的ArrayList,也不建议使用，一般使用Collections类的方法

　　LinkedList
　　　　底层数据结构是链表，查询慢，增删快
　　　　线程不安全，效率高

面试常考题：

　　List的选择：　　　

首先看这两类都实现List接口，而List接口一共有三个实现类，分别是ArrayList、Vector和LinkedList。List用于存放多个元素，能够维护元素的次序，并且允许元素的重复。3个具体实现类的相关区别如下：

1. ArrayList是最常用的List实现类，内部是通过数组实现的，它允许对元素进行快速随机访问。数组的缺点是每个元素之间不能有间隔，当数组大小不满足时需要增加存储能力，就要讲已经有数组的数据复制到新的存储空间中。当从ArrayList的中间位置插入或者删除元素时，需要对数组进行复制、移动、代价比较高。因此，它适合随机查找和遍历，不适合插入和删除。
2. Vector与ArrayList一样，也是通过数组实现的，不同的是它支持线程的同步，即某一时刻只有一个线程能够写Vector，避免多线程同时写而引起的不一致性，但实现同步需要很高的花费，因此，访问它比访问ArrayList慢。
3. LinkedList是用链表结构存储数据的，很适合数据的动态插入和删除，随机访问和遍历速度比较慢。另外，他还提供了List接口中没有定义的方法，专门用于操作表头和表尾元素，可以当作堆栈、队列和双向队列使用。
4. vector是线程（Thread）同步（Synchronized）的，所以它也是线程安全的，而Arraylist是线程异步（ASynchronized）的，是不安全的。如果不考虑到线程的安全因素，一般用Arraylist效率比较高。

5. 如果集合中的元素的数目大于目前集合数组的长度时，vector增长率为目前数组长度的100%,而arraylist增长率为目前数组长度
   的50%.如过在集合中使用数据量比较大的数据，用vector有一定的优势。

6. 如果查找一个指定位置的数据，vector和arraylist使用的时间是相同的，都是0(1),这个时候使用vector和arraylist都可以。而
   如果移动一个指定位置的数据花费的时间为0(n-i)n为总长度，这个时候就应该考虑到使用Linkedlist,因为它移动一个指定位置的数据
   所花费的时间为0(1),而查询一个指定位置的数据时花费的时间为0(i)。
   ArrayList 和Vector是采用数组方式存储数据，此数组元素数大于实际存储的数据以便增加和插入元素，
   都允许直接序号索引元素，但是插入数据要设计到数组元素移动 等内存操作，所以索引数据快插入数据慢，
   Vector由于使用了synchronized方法（线程安全）所以性能上比ArrayList要差
   ，LinkedList使用双向链表实现存储，按序号索引数据需要进行向前或向后遍历，但是插入数据时只需要记录本项的前后项即可，所以插入数度较快！

7. 笼统来说：LinkedList：增删改快
                 　ArrayList：查询快（有索引的存在）

再学习Collection接口的另一个子接口Set

Set接口的实现类

　　　　hashSet的特点：无序且元素不重复，无序指的是添加的顺序和内存中存储的顺序是不一样的，元素不重复指的是元素在栈内存中的地址不重复，在调用add（）方法时，内部调用了没有重写的hashCode和equals方法，所以如果是引用类型，就要重写这两个方法。

　　　　hashSet底层的add（）方法是调用了Map接口的put（K key,V vaule）方法，key就是HashSet类型的元素，

 public boolean add(E e) {
        return map.put(e, PRESENT)==null;
    }