javase集合 温故而知新
重温javase集合
前言：
1、为什么要有集合？
数组长度需要在初始化时确定大小，数据结构单一、因此集合出现了
2、数组和集合的区别
区别一：数组既可以存储基本数据类型，又可以存储引用类型，集合只能存储引用类型
区别二：数组在初始化的时候就需要确认大小，集合有默认初始大小和扩容机制
区别三：集合类有丰富的封装方法
UML图
粗边框的是常用的的类，虚线边框是接口
集合的两大接口
Collection 接口
常用方法：
| 方法名 | 说明 | 返回类型 | 参数 |
|---|---|---|---|
| add | 添加元素到末尾 | boolean | 添加的元素对象 |
| addAll | 合并另一个Collection | boolean | 实现了Collection的集合 |
| contains | 检查是否包含某个元素 | boolean | 元素对象 |
| containsAll | 检查是否包含集合 | boolean | 实现了Collection的集合 |
| isEmpty | 集合是否为空 | boolean | 无参 |
| remove | 移除元素 | boolean | 元素对象 |
| removeAll | 移除集合中有另一个集合的元素 | boolean | 实现了Collection的集合 |
| size | 返回集合大小 | int | 无参 |
| toArray | 转换成数组 | [ ] | 无参 |
遍历方式：
- 迭代器 Iterator （需要删除元素时推荐用这个）
- forEach
实现接口：List、Set、Queue
List常用方法
| 方法名 | 说明 | 返回类型 | 参数 |
|---|---|---|---|
| add(String item, int index) | 添加元素到指定位置 | void | 索引,元素 |
| addAll(int index, Collection<? extends E> c) | 添加集合到指定位置 | boolean | 索引,集合 |
| get(int index) | 获取值 | 元素 | 索引 |
| indexOf(Object o) | 判断List中是否有这个元素，有返回索引，无返回-1 | int | 元素 |
| listIterator() | 返回List迭代器 | ListIterator | 无参 |
| listIterator(int index) | 返回List迭代器，光标移动到参数索引处 | ListIterator | 索引 |
| remove(int index) | 移除List元素 | 元素 | 索引 |
| set(int index, E element) | 替换元素 | 元素 | 索引，元素 |
| subList(int fromIndex, int toIndex) | 分割List | List | 开始索引,结束索引 |
| retainAll(Collection<?> c) | 仅保留包含在指定集合中的此集合中的元素 | boolean | Collection |
| lastIndexOf(Object o) | 返回此列表中指定元素的最后一个发生的索引，如果没有返回-1 | int | 元素 |
List特有遍历方式：
- get
- List迭代器
List常用实现类
- ArrayList
特点：查找速度快，删除添加元素慢，因为底层使用数组（地址+偏移量就可定位到元素，实际上是对引用地址的访问），索引位置变化，大于索引的都要往前移一个，线程不安全 - LinkedList
特点：查找速度慢，删除添加元素速度快，因为底层使用链表，需要从头或者从尾开始一个一个查找，删除添加只需要改变上一个节点的引用即可，线程不安全 - Vector
特点：和ArrayList一样，方法中加入了同步代码块，现在被弃用，线程安全 - Stack
特点：Vertor的子类，现在被弃用，被Deque队列代替 - CopyOnWriteArrayList
特点：写操作加锁，读操作不加锁，适合读多的场景，原理是写操作时会复制一份副本，写的动作在副本中完成，然后将副本赋值回去，线程安全
对应的非并发容器：ArrayList
Set常用方法
| 方法名 | 说明 | 返回类型 | 参数 |
|---|---|---|---|
| retainAll(Collection<?> c) | 仅保留包含在指定集合中的此集合中的元素 | boolean | Collection |
| ... | ... | ... | ... |
Set特点：
无序，存储元素不可重复，元素必须重写hashCode和equlas方法，判断元素是否重复的原理：
调用hashCode() 没有相同的就放入，有相同的再调用equlas()判断
Set常用实现类
-
HashSet
特点：无序、元素完全使用HashMap的key来存储，线程不安全 -
TreeSet
特点：有序、使用红黑树为元素排序，默认自然排序：就是元素自身具备的比较性实现了Comparable接口的compareTo()方法。更改默认排序有两种方式：- 构造函数中传入Comparator
- 元素实现Comparable
线程不安全
-
LinkedHashSet
特点：有序、HashSet的子类，使用链表来存储插入的顺序，value是LinkedHashMap的key。需要遍历完全部元素的情况下比HashSet效率高。线程不安全 -
CopyOnWriteArraySet
特点：写操作线程安全
对应的非并发容器：HashSet -
ConcurrentSkipListSet
特点：写操作线程安全
对应的非并发容器：TreeSet
Queue常用方法
| 方法名 | 说明 | 返回类型 | 参数 |
|---|---|---|---|
| add(E e) | 添加元素到队列，超过容量大小会报异常 | boolean | 元素 |
| offer(E e) | 添加元素到队列，超过容量大小返回false | boolean | 元素 |
| element() | 检索队列头部元素，空队列使用会报异常 | 元素 | 无参 |
| peek() | 检索队列头部元素，空队列使用返回null | 元素 | 无参 |
| remove() | 检索和删除此队列的头，空队列使用会报异常 | 元素 | 无参 |
| poll() | 检索和删除此队列头部元素，空队列使用返回null | 元素 | 无参 |
Queue特点：
队列不允许插入null元素，而LinkedList可以
Queue常用实现接口：
BlockingDeque （阻塞双端队列）， BlockingQueue（阻塞队列） ， Deque （双端队列）
阻塞队列：
队列一般都有着两个阻塞操作，即插入与取出。
当队列满时，会阻塞元素的插入，直到队列有空闲时停止阻塞，新元素才可以继续插入。
当队列为空时，移除元素的线程会一直被阻塞等待，直到队列中有元素时才可以继续取出。
除拥有普通队列的方法之外，阻塞队列提供了另外4个常用的方法：
put(E e)：向队尾插入元素，若队列已满，则被阻塞等待，直到有空闲才继续插入。
take()：从队首取出元素，若队列为空，则被阻塞等待，直到有元素才继续取出。
offer(E e,long timeout, TimeUnit unit)：向队尾插入元素，若队列已满，则计时等待，当时间期限达到时，若队列还是满的，则返回false；若等待在期限内，队列空闲，则插入成功，返回true；
poll(long timeout, TimeUnit unit)：从队首取出元素，如果队列空，则计时等待，当时间期限达到时，若队列还是空的，则返回null；若等待在期限内，队列中有元素，否则返回取得的元素；
Queue常用实现类
- ArrayDeque
特点：是双端队列的数组实现类，不允许null值，非线程安全 - PriorityQueue
特点：可以排序的队列，区别在于PriorityQueue会根据自然顺序或者是根据构造队列时提供的Comparator的排序规则进行排序，存储元素一定要是可比较的元素，否则需要指定其比较器，是一种无界的，线程不安全（没有加锁操作）的队列 - ConcurrentLinkedQueue
特点：线程安全 - LinkedBlockingQueue
特点：阻塞队列、基于链表实现的可阻塞的FIFO队列 - ArrayBlockingQueue
特点：阻塞队列、基于数组实现的可阻塞的FIFO队列 - PriorityBlockingQueue
特点：阻塞队列、按优先级排序的队列
Map接口
常用方法：
| 方法名 | 说明 | 返回类型 | 参数 |
|---|---|---|---|
| put | 添加 | void | key,value |
| putAll | 合并另一个Map | void | 实现了Map的集合 |
| containsKey | 是否包含key | boolean | key |
| containsValue | 是否包含这个值 | boolean | value |
| keySet | 返回Map所有的key | Set | 无参 |
| values | 返回Map所有的value | Collection | 无参 |
| entrySet | 返回key value | Entry | 无参 |
| remove | 删除 | value | key |
| remove | 如果key和value相匹配则删除 | boolean | key,value |
| size | 返回有多少个元素 | int | 无参 |
| clear | 清除 | void | 无参 |
| get(Object key) | 根据key获取value | value | key |
| getOrDefault(Object key, V defaultValue) | 根据key获取value,如果没有这个key返回默认值 | default or value | key，default |
遍历方式：
- entrySet （最常用 性能好）
- values
- keySet
- Iterator
- forEach
Map特点
双列数据结构，key、value，通过散列算法来找value
Map常用实现类
-
HashMap
特点：数据结构为散列表+链表/红黑树（一种自平衡的树）、如果散列算法不成功，会导致一个槽里面会有多个值，如果这个值超过8个，会由链表转成红黑树，反之少于8个会由红黑树转成链表。线程不安全 -
TreeMap
特点：有序，TreeSet使用的TreeMap的key。线程不安全 -
LinkedHashMap
特点：是HashMap的子类，有序，LinkedHashSet使用的LinkedHashMap的key。线程不安全
-
HashTable
特点：和HashMap类似，其方法里面加了很多同步代码块，不能使用null作为key。
现在已经为抛弃，线程安全。ConcurrentHashMap现在已经代替HashTable
-
ConcurrentHashMap
特点：JDK8中采用CAS无锁算法，线程安全
对应的非并发容器：HashMap -
ConcurrentSkipListMap
特点：线程安全
对应的非并发容器：TreeMap
