java基础知识--List、Set集合

List集合

1.1 概述

　　java.util.List接口继承自Collection接口，是单列集合的一个重要分支，习惯性地会将实现了List接口的对象称为List集合。在List集合中允许出现重复的元素，所有的元素是以一种线性方式进行存储的，在程序中可以通过索引来访问集合中的指定元素。另外，List集合还有一个特点就是元素有序，即元素的存入顺序和取出顺序一致。

　　=》特点总结：

1. 1. 它是一个元素存取有序（存入和取出的顺序一致）的集合。

   2. 它是一个带有索引的集合，通过索引就可以精确的操作集合中的元素。

   3. 集合中可以有重复的元素，通过元素的equals方法，来比较是否为重复的元素。

1.2 常用方法

　　List作为Collection集合的子接口，不但继承了Collection接口中的全部方法，而且还增加了一些根据元素索引来操作集合的特有方法，如下：

• public void add(int index, E element)： 将指定的元素，添加到该集合中的指定位置上。

• public E get(int index)：返回集合中指定位置的元素。

• public E remove(int index)：移除列表中指定位置的元素, 返回的是被移除的元素。

• public E set(int index, E element)：用指定元素替换集合中指定位置的元素,返回值的更新前的元素。

1.3 List的子类

　　1.3.1 ArrayList集合

　　　　java.util.ArrayList集合数据存储的结构是数组结构。元素增删慢，查找快，由于日常开发中使用最多的功能为查询数据、遍历数据，所以ArrayList是最常用的集合。

　　　　特点：

• • • 数据结构：数组结构；
    • 查询快，增删慢。

　　1.3.2 LinkedList集合

　　　　java.util.LinkedList集合数据存储的结构是(双向)链表结构。方便元素添加、删除的集合。

　　　　特点：

• • • 数据结构：(双向)链表结构；
    • 查询慢，增删快。
    • 在开发时，LinkedList集合也可以作为堆栈，队列的结构使用。（了解即可）

 　　　　LinkedList提供了大量首尾操作的方法，如：

• • • public void addFirst(E e)：将指定元素插入此列表的开头。

    • public void addLast(E e)：将指定元素添加到此列表的结尾。

    • public E getFirst()：返回此列表的第一个元素。

    • public E getLast()：返回此列表的最后一个元素。

    • public E removeFirst()：移除并返回此列表的第一个元素。

    • public E removeLast()：移除并返回此列表的最后一个元素。

以上方法在获取元素时，若集合中元素为空，则会返回 NoSuchElementException 异常。

所以在 java1.6 中，以上方法分别被 offerFirst(E e)、offerLast(E e)、peekFirst()、peekLast()、pollFirst()、pollLast()替代，

它们在获取元素时，若集合中元素为空，则会返回 null。

• • • public E pop()：从此列表所表示的堆栈处弹出一个元素。

    • public void push(E e)：将元素推入此列表所表示的堆栈。

    • public boolean isEmpty()：如果列表不包含元素，则返回true。

　　1.3.3 Vector集合

　　　　java.util.Vector集合数据存储的结构是数组结构。同步，线程安全。

　　　　特点：查询快，增删慢。

　　　　Vector元素取出特有方法：Enumeration<E>  elements();　　返回此向量的组件的枚举。

　　　　1.3.3.1　Enumeration<E>

　　　　　　方法摘要（类似于迭代器）：

boolean	hasMoreElements()           测试此枚举是否包含更多的元素。
E	nextElement()           如果此枚举对象至少还有一个可提供的元素，则返回此枚举的下一个元素。

ArrayList 和 Vector 数据结构均为数组结构，因为 Vector 是同步的，所以效率低，实际应用中被 ArrayList 取代。
ArrayList 构造一个初始容量为 10 的空列表，当存储长度大于10 时，列表长度增加原有列长的50%。
Vector 构造一个初始容量为 10 的空列表，当存储长度大于10 时，列表长度增加原有列长的100%。比较浪费空间。

 

扩展自定义排序

// list自定义排序
/*List<String> data = new ArrayList<>();
Collections.addAll(data, "柒","一","十一","叁");
List<String> list = new ArrayList<>();
Collections.addAll(list, "一","叁","柒","十一");

Collections.sort(data, new Comparator<String>() {
    @Override
    public int compare(String o1, String o2) {
        return list.indexOf(o1) - list.indexOf(o2);
    }
});
System.out.println(data);*/

 

Set集合

 1.1 概述

　　java.util.Set接口同样继承自Collection接口，它与Collection接口中的方法基本一致，并没有对Collection接口进行功能上的扩充，只是比Collection接口更加严格了。与List接口不同的是，Set接口中元素无序，并且都会以某种规则保证存入的元素不出现重复。

　　=》特点总结：

1. 1. 它是一个元素存取无序的集合。

   2. 它是一个没有索引的集合。

   3. 集合中元素不重复。

   4. 数据结构：哈希表结构（数组+链表+红黑树）。

1.2 Set的子类

 　　1.2.1 HashSet集合

　　　　1.2.1.1 概述与介绍

　　　　java.util.HashSet是Set接口的一个实现类，它所存储的元素是不可重复的，并且元素都是无序的(即存取顺序不一致)。

　　　　java.util.HashSet底层的实现其实是一个java.util.HashMap支持（了解）。

　　　　HashSet是根据对象的哈希值来确定元素在集合中的存储位置，因此具有良好的存取和查找性能。

　　　　保证元素唯一性的方式依赖于：hashCode与equals方法。（需要时，当重写方法）

　　　　==》Hashcode排重原理：调用了元素的equals方法和hashcode方法来排重。如果原有元素和新添元素的equals比较返回true，并且hashcode值相等就排重。

哈希值：是JDK根据对象的地址，按照某种规则算出来的 int 类型的数值。可以理解为对对象地址的一种转换值。

哈希算法：根据元素的哈希值和数组的长度求余，计算出应存入的位置。

　　　　1.2.1.2 HashSet集合存储数据的结构--哈希表

　　　　什么是哈希表呢？

　　　　在JDK1.8之前，哈希表底层采用数组+链表实现，即使用链表处理冲突，同一hash值的链表都存储在一个链表里。但是当位于一个桶中的元素较多，即hash值相等的元素较多时，通过key值依次查找的效率较低。而JDK1.8中，哈希表存储采用数组+链表+红黑树实现，当链表长度超过阈值（8）时，将链表转换为红黑树，这样大大减少了查找时间。

　　　　简单的来说，哈希表是由数组+链表+红黑树（JDK1.8增加了红黑树部分）实现的，如下图所示：

　　　　存储流程：

 

　　　　总而言之，JDK1.8引入红黑树大程度优化了HashMap的性能，那么对于我们来讲保证HashSet集合元素的唯一，其实就是根据对象的hashCode和equals方法来决定的。如果我们往集合中存放自定义的对象，那么保证其唯一，就必须重写hashCode和equals方法建立属于当前对象的比较方式。

　　　　1.2.3 LinkedHashSet集合

　　　　java.util.LinkedHashSet是HashSet的一个子类，是Set的子孙类。它是链表和哈希表组合的一个数据存储结构。

　　　　特点：唯一、有序

 　　1.2.2 TreeSet集合

　　　　java.util.TreeSet是Set接口的一个实现类，红黑树数据结构。具有无序、唯一的特点。

　　　　主要用来对set集合中的数据进行排序，具体的排序方法和方式在collections中有简述到Comparable和Comparator的相关内容，具体可查看https://www.cnblogs.com/sun9/p/13475427.html