集合之list、set及数据结构简述
区别于collection方法，list接口方法只能list及其子接口能调用，collection、set等无法调用
List接口是Collection接口的子接口
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List集合类中元素有序且可重复（即添加顺序和取出顺序一致）；
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List集合中的每个元素都有对应的顺序索引，即支持索引；get(i)；
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JDK API中List接口的实现类很多，ArrayList、LinkedList和Vector只是常用实现类；
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void add(int index , Object ele)：在index位置插入elel元素；后续元素整体后移
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boolean addAll(int index , Collection eles)：在list集合的index位置开始将eles中的所有元素添加进来
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Object get(int intdex)：获取指定index位置的元素
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int indexOf(Object obj)：获取obj在集合中首次出现的位置；不包含返回-1
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int lastIndexOf(Object obj)：返回obj在集合中末次出现的位置；不包含返回-1
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Object remove(int index)：移除指定index位置的元素，并返回此元素；
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Object set(int index , Object ele)：设置指定index位置的元素为ele，等同替换；
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List subList(int fromIndex , int toIndex)：返回从fromIndex到toIndex位置的子集合；不包括toIndex
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ListIterator
<E>listIterator(int index)：从列表中的index位置开始，返回列表中的元素（按正确顺序）的列表迭代器。 -
int sort(Comparator<? super E> c)：使用指定的c（匿名内部类）排序方式对集合元素进行排序。
- Comparator是一个接口，提供一个方法：int compare(Object o1 , Object o2)；
- o1- o2，代表升序；o2- o1，代表降序；
- 如果o1、o2是引用类型，则需要重写此方法
List接口遍历元素方式
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方式一：使用iterator，同collection使用
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方式二：增强for循环，同collection使用
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方式三：普通for循环：长度为list.size()；输出list.get(i)；
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
System.out.println(list.get(i));
}
ArrayList底层结构和源码分析
ArrayList注意事项
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能容纳所有类型对象，包括null，并且可放多个
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ArrayList是由数组来实现数据存储的；
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ArrayList基本等同于Vector，除了ArrayList是线程不安全（执行效率高，在多线程情况下，不建议使用ArrayList）
ArrayList的底层操作机制源码分析
底层是数组，频繁进行添加、删除，不建议使用
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ArrayList中维护了一个Object类型的数组elementData：transient Object[] elementData；transient表示瞬时、短暂的；表示该属性不会被序列化，不会存入硬盘；
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当创建ArrayList对象时，如果使用的是无参构造器，则初始elementData的容量为0，第一次添加，扩容为elementData为10，如需再次扩容，则扩容为原来的1.5倍；即15--->22--->33--->49
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如果使用的是指定大小的构造器，则初始elementData容量为指定大小，如需扩容，则直接扩容为原来的1.5倍；
Vector底层结构和源码分析
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vector类的定义说明：
public class Vector<E>
extends AbstractList<E>
implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, Serializable -
Vector底层也是一个对象数组，protected Object[] elementData；
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创建对象：如果使用无参构造器，默认容量为10，添加时，扩容为原来的2倍；指定容器大小，添加时，扩容为原来的2倍；
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Vector是线程同步的，即线程安全，Vector类的操作方法带有synchronized；
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在开发中，需要线程同步安全时，考虑使用Vetor；
LinkedList底层结构
LinkedList的全面说明：
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LinkedList底层实现了双向链表和双端队列特点；
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不需要初始化容量
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可以添加任意元素（元素可以重复），包括null；
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有序，没有索引
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线程不安全，没有实现同步；
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封装了大量对于首、尾结点操作的API；
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常用API：
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void addFirst(E e)在该列表开头插入指定的元素；
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void addLast(E e)在该列表结尾添加指定的元素；
详见API
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LinkedList的底层操作机制：
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LinkedList底层维护了一个双向链表；
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LinkedList中维护了两个属性first和last分别指向首节点和尾结点
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每个结点（Note对象），里面又维护了prev、next、item三个属性，其中通过prev指向前一个，通过next指向后一个结点。最终实现双向链表；
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LinkedList元素的添加和删除依靠链表，不是通过数组完成的，相对来说效率较高；
ArrayList和LinkedList比较
| 底层结构 | 增删的效率 | 改查的效率 | |
|---|---|---|---|
| ArrayList | 可变数组 | 较低，数组扩容 | 较高 |
| LinkedList | 双线链表 | 较高，通过链表追加 | 较低 |
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如何选择ArrayList和LinkedList：
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改查的操作多，选择ArrayList
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增删的操作多，选择LinkedList
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一般来说，在程序中80%~90%都是查询，因此大部分选择ArrayList
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在一个项目中，有可能一个模块使用的是ArrayList，另一个模块使用LinkedList；主要根据业务灵活选择
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set接口和常用方法
set接口介绍
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无序(添加和取出的顺序不一致)，没有索引；但取出的顺序是固定的，不会改变
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不允许重复元素，所以最多包含一个null
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JDK API中Set接口的实现类有：
set接口的常用方法
和List接口一样，Set接口也是Collection的子接口，因此常用方法和Collection接口一样；
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将set集合中元素转换成指定类型的数组；
Set<Integer> set = map.keySet();
Integer[] toArray = set.toArray(new Integer[0]);
Set接口的遍历方式
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同Collection的遍历方式一样，因为Set接口是Collection接口的子接口：
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迭代器；
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增强for；
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不能使用索引的方式获取；
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HashSet
HashSet的全面说明
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HashSet实现了Set接口；
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HashSet底层是哈希表结构，实际上是HashMap，(看源码)；
public HashSet() {
map = new HashMap<>();
} -
不能有重复元素/对象；详见：HashSet01.java
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无索引
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可以存放null，但只能有一个；
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HashSet元素无序，位置取决于hash后，再确定索引的结果（无序的）；
HashSet底层机制
添加元素，判断是否重复：详见HashSet_01
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HashSet底层机制是HashMap，HashMap底层是（数组+单向链表+红黑树）；数组链表模拟见HashSetStructure.java；
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添加一个元素时，先得到hash值----转换成----->索引值，确定保存在哪个链表中；
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找到存储数据表table，看这个索引位置是否已存放元素；如果没有，直接加入
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如果有，调用equals比较此索引位置链表的每个元素，如果相同，就放弃添加；如果遍历链表没有相同的，则添加到链表的最后；
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在Java 8中，如果一个链表的元素个数到达 TREEIFY_THRESHOLD（默认是8），并且table的大小>=MIN_TREEIFY_CAPACITY（默认64），就会进行树化（红黑树）；
不同的对象（即使是一样的两个对象）HashCode值一般不同，可以通过重写类的hashCode方法，实现两个一样的对象的HashCode值相同，重写equals方法，实现对象部分属性相同即相同，从而做到集合内自定义不重复
LinkedHashSet
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LinkedHashSet是HashSet的子类
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LinkedHashSet底层是一个LinkedHashMap，底层维护了一个数组+双向链表；
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LinkedHashSet根据元素的hashCode值来决定元素的存储位置，同时使用双向链表维护元素的次序，（有序）
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LinkedHashSet不允许重复；
LinkedHashSet底层机制
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数据结构是程序中组织和存储数据的一种方式；数据结构和算法组成程序
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常见的数据结构有8种：
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数组：有序的元素序列，一块连续的空间，查改快，增删满；
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链表：一系列结点Node，结点可以在程序的运行中动态生成；每个结点包含item、next、prev；链表结构不存在扩容机制
常见：单向链表、双向链表、循环链表
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栈（堆栈）：一种受限的线性表结构，仅可从一端添加、取出元素；不需要初始化容量，不需要扩容
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堆
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树：一对多，以结点形式存储数据；
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每个结点可以有0~n个子节点；
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没有父节点的结点称为根节点；没有子节点的为叶子结点；
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每个非根节点有且仅有一个父节点；
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根节点除外，每个子节点可以分为多个互不交叉的子树；
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红黑树：一种特殊的二叉树，
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每个结点标记为黑色或红色，
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根节点、叶子结点为黑色，
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红色结点的子节点必须为黑色，
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从任一结点到其每个叶子的所有路径都包含相同数目的黑色结点，
特点：搜索速度非常快
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图
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哈希表(hash Table)：数组+链表+红黑树结构；同时具有数组检索快、链表增删快的特性；底层存储机制详见HashMap部分；
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队列：先进先出；只能从入口位置添加元素，只能从出口位置删除、取出元素；取出、删除受限
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链表与数组优缺点：
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不需要初始化容器大小
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可以添加任意元素
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插入和删除只需更新prev和next引用即可
缺：
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占用内存空间较大，因为有大量引用
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查找元素需要遍历整个链表，效率低
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