JavaSE9️⃣集合 - Collection 体系

Collection：存储单值。

1、List 接口

有序，有下标，可重复

	Vector 类	ArrayList 类	LinkedList 类
Java 版本	1.0	1.2	1.2
存储结构	数组	数组	双向链表
线程安全	✔	❌	❌

1.1、成员方法

在 Collection 接口的基础上，

添加了与下标有关方法、列表迭代器。

1.1.1、常用方法

1. add(int, E)、remove()：指定位置插入/删除。
2. get()、set()：指定位置读/写。
3. indexOf()、lastIndexOf()：获取元素首次/最后一次出现的下标。
4. listIterator()：列表迭代器（比 iterator 功能更强大）。
5. subList()：子集，左闭右开

1.1.2、remove()

当集合中存放整数类型，调用 remove() 时：

需要区分是 “按下标删除” 还是 “按元素删除”。

1. 按下标：传递基本类型。

   list.remove(0);
   

2. 按元素：传递引用类型。

   list.remove((Object) 0);
   list.remove((Integer) 0);
   

1.1.3、equals()

equals() 是 Object 类定义的方法。

具体说明 👉 浅谈 equals() 和 hashCode()

1. 默认实现：比较两个对象引用是否指向同一内存地址。

   public class Object {
       public boolean equals(Object obj) {
           return (this == obj);
       }
   }
   

2. 重写：

   1. 为不同对象重写 equals() 方法，自定义比较规则。
   2. 通常认为两个对象的属性值完全相同，则对象相等。

1.2、遍历方式

以 ArrayList 为例，4 种遍历方式。

1. for：

   ArrayList<Person> list = new ArrayList<>();
   
   for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
       System.out.println(list.get(i));
   }
   

2. 增强 for：

   for (Person person : list) {
       System.out.println(person);
   }
   

3. 迭代器：

   Iterator<Person> iterator = list.iterator();
   
   while (iterator.hasNext()) {
       System.out.println(iterator.next());
   }
   

4. list 迭代器：向后、向前

   ListIterator<Person> listIterator = list.listIterator();
   
   // 向后
   while(listIterator.hasNext()){
       System.out.println(listIterator.next());
   }
   // 向前
   while(listIterator.hasPrevious()){
       System.out.println(listIterator.previous());
   

1.3、实现类

Java 1.0

• Vector：大量方法使用了 synchronized（线程安全、性能差）。
• Enumeration（枚举器）：遍历集合。

Java 1.2+

引入新的实现类和迭代器。

• ArrayList 和 LinkedList：线程不安全、性能更高（👉 源码：ArrayList & LinkedList）。
• Iterator：改善方法名称、支持删除操作（👉 设计模式：迭代器）。

2、Set 接口

无序，无下标，不可重复

	HashSet 类	TreeSet 接口 （SortedSet 实现类）	LinkedHashSet 类 （HashSet 子类）
Java 版本	1.2	1.2	1.4
存储结构	HashMap	红黑树	链表
线程安全	❌	❌	❌
元素去重原理	基于 hashCode	基于排列顺序	基于 hashCode
说明	判断相等：先 hashCode()，再 equals()	对集合元素自动排序（需实现 Comparable 接口）	保留元素的插入顺序（默认升序）

相比 List 接口，Set 没有下标的概念。

因此没有定义关于下标的方法，所有方法均实现 Collection 接口。

1.1、遍历方式

List 和 Set 遍历方式对比

	List	Set	说明
for	✔	❌	有下标才能使用
增强 for	✔	✔	-
迭代器	✔	✔	-
list 迭代器	✔	❌	仅 List 中定义

以 HashSet 为例，2 种遍历方式。

1. 增强 for：

   HashSet<Person> set = new HashSet<>();
   
   for (Person person : set) {
       System.out.println(person);
   }
   

2. 迭代器：

Iterator<Person> iterator = set.iterator();

while (iterator.hasNext()) {
  System.out.println(iterator.next());
}

1.2、实现类

1.2.1、HashSet

HashSet 本质：HashMap + 冗余 value。

1. map：实际存储元素的结构（HashMap）。

2. PRESENT：冗余数据，作为 HashMap 的 value。

   private transient HashMap<E,Object> map;
   private static final Object PRESENT = new Object();
   
   public HashSet() {
       map = new HashMap<>();
   }
   
   public boolean add(E e) {
       return map.put(e, PRESENT)==null;
   }
   

1.2.2、TreeSet

TreeSet 本质：TreeMap + 冗余 value。

1. m：实际存储元素的结构（TreeMap 实现自 NavigableMap）。

2. PRESENT：冗余数据，作为 TreeMap 的 value。

   private transient NavigableMap<E,Object> m;
   private static final Object PRESENT = new Object();
   
   
   TreeSet(NavigableMap<E,Object> m) {
       this.m = m;
   }
   public TreeSet() {
       this(new TreeMap<E,Object>());
   }
   
   public boolean add(E e) {
       return m.put(e, PRESENT)==null;
   }
   

1.2.3、本质

Set 集合本质：相应的 Map + 冗余 value。

Hint：

1. HashSet：成对重写 hashcode() 和 equals()。
2. TreeMap：基于 compareTo() 比较，与 hashCode() 和 equals() 无关。
   • Comparable 接口实现类
   • Comparator 匿名内部类