应用开发--集合01、list和set概述 java

集合概述 Java 集合可分为 Collection 和 Map 两种体系
Collection接口：单列数据，定义了存取一组对象的方法的集合

List：元素有序、可重复的集合
Set：元素无序、不可重复的集合

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Map接口：双列数据，保存具有映射关系“key-value对”的集合

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Collection 接口 Collection 接口是 List、 Set 和 Queue 接口的父接口，该接口里定义的方法既可用于操作 Set 集合，也可用于操作 List 和 Queue 集合。
JDK不提供此接口的任何直接实现，而是提供更具体的子接口(如： Set和List)实现。
在 Java5 之前， Java 集合会丢失容器中所有对象的数据类型，把所有对象都当成 Object 类型处理；从 JDK 5.0 增加了泛型以后， Java 集合可以记住容器中对象的数据类型。
接口方法：

添加 add(Object obj)addAll(Collection coll) 获取有效元素的个数 int size() 清空集合void clear() 是否是空集合boolean isEmpty() 是否包含某个元素 boolean contains(Object obj)：是通过元素的equals方法来判断是否是同一个对象 boolean containsAll(Collection c)：也是调用元素的equals方法来比较的。拿两个集合的元素挨个比较。删除 boolean remove(Object obj) ：通过元素的equals方法判断是否是要删除的那个元素。只会删除找到的第一个元素 boolean removeAll(Collection coll)：取当前集合的差集取两个集合的交集 boolean retainAll(Collection c)：把交集的结果存在当前集合中，不影响c 集合是否相等 boolean equals(Object obj) 转成对象数组 Object[] toArray() 获取集合对象的哈希值 hashCode() 遍历 iterator()：返回迭代器对象，用于集合遍历

遍历数据 Iterator 接口遍历集合元素

Iterator对象称为迭代器(设计模式的一种)，主要用于遍历 Collection 集合中的元素。
GOF给迭代器模式的定义为：提供一种方法访问一个容器(container)对象中各个元素，而又不需暴露该对象的内部细节。迭代器模式，就是为容器而生。类似于“公交车上的售票员”、“火车上的乘务员”、 “空姐” 。
Collection接口继承了java.lang.Iterable接口，该接口有一个iterator()方法，那么所有实现了Collection接口的集合类都有一个iterator()方法，用以返回一个实现了Iterator接口的对象。
Iterator 仅用于遍历集合， Iterator 本身并不提供承装对象的能力。如果需要创建Iterator 对象，则必须有一个被迭代的集合。
集合对象每次调用iterator()方法都得到一个全新的迭代器对象，默认游标都在集合的第一个元素之前。

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实例：

Iterator iter = coll.iterator(); //回到起点 while(iter.hasNext()){ Object obj = iter.next(); if(obj.equals("Tom")){ iter.remove(); } }

注意：

Iterator可以删除集合的元素，但是是遍历过程中通过迭代器对象的remove方法，不是集合对象的remove方法。
如果还未调用next()或在上一次调用 next 方法之后已经调用了 remove 方法，再调用remove都会报IllegalStateException。

foreach 循环遍历集合

Java 5.0 提供了 foreach 循环迭代访问 Collection和数组。
遍历操作不需获取Collection或数组的长度，无需使用索引访问元素。
遍历集合的底层调用Iterator完成操作。
foreach还可以用来遍历数组。

List接口 Java中数组用来存储数据的局限性，我们通常使用List替代数组，JDK API中List接口的实现类常用的有： ArrayList、 LinkedList和Vector。

List集合类中元素有序、且可重复，集合中的每个元素都有其对应的顺序索引。
List容器中的元素都对应一个整数型的序号记载其在容器中的位置，可以根据序号存取容器中的元素。

List除了从Collection集合继承的方法外， List 集合里添加了一些根据索引来操作集合元素的方法：

void add(int index, Object ele):在index位置插入ele元素
boolean addAll(int index, Collection eles):从index位置开始将eles中的所有元素添加进来
Object get(int index):获取指定index位置的元素
int indexOf(Object obj):返回obj在集合中首次出现的位置
int lastIndexOf(Object obj):返回obj在当前集合中末次出现的位置
Object remove(int index):移除指定index位置的元素，并返回此元素
Object set(int index, Object ele):设置指定index位置的元素为ele
List subList(int fromIndex, int toIndex):返回从fromIndex到toIndex位置的子集合

ArrayList ArrayList 是 List 接口的典型实现类、主要实现类，本质上， ArrayList是对象引用的一个”变长”数组
ArrayList的JDK1.8之前与之后的实现区别？

JDK1.7： ArrayList像饿汉式，直接创建一个初始容量为10的数组
JDK1.8： ArrayList像懒汉式，一开始创建一个长度为0的数组，当添加第一个元素时再创建一个始容量为10的数组

注意：Arrays.asList(…) 方法返回的 List 集合，既不是 ArrayList 实例，也不是Vector 实例。 Arrays.asList(…) 返回值是一个固定长度的 List 集合
LinkedList LinkedList由Node类型的结构体组成的双向链表，内部没有声明数组，定义内部类Node，作为LinkedList中保存数据的基本结构。
Node类型中定义了first和last，用于记录首末元素。Node除了保存数据，还定义了两个变量：

prev变量记录前一个元素的位置
next变量记录下一个元素的位置

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对于频繁的插入或删除元素的操作，建议使用LinkedList类，效率较高
新增方法：

void addFirst(Object obj)
void addLast(Object obj)
Object getFirst() ? Object getLast()
Object removeFirst() ? Object removeLast()

Vector Vector 是一个古老的集合， JDK1.0就有了。大多数操作与ArrayList相同，区别之处在于Vector是线程安全的。
注意：
在各种list中，最好把ArrayList作为缺省选择。当插入、删除频繁时，使用LinkedList； Vector总是比ArrayList慢，所以尽量避免使用。
新增方法：

void addElement(Object obj)
void insertElementAt(Object obj,int index)
void setElementAt(Object obj,int index)
void removeElement(Object obj)
void removeAllElements()

List总结 ArrayList和LinkedList的异同二者都线程不安全，相对线程安全的Vector，执行效率高。此外， ArrayList是实现了基于动态数组的数据结构， LinkedList基于链表的数据结构。对于随机访问get和set， ArrayList觉得优于LinkedList，因为LinkedList要移动指针。对于新增和删除操作add(特指插入)和remove， LinkedList比较占优势，因为ArrayList要移动数据。
ArrayList和Vector的区别Vector和ArrayList几乎是完全相同的,唯一的区别在于Vector是同步类(synchronized)，属于强同步类。因此开销就比ArrayList要大，访问要慢。正常情况下,大多数的Java程序员使用ArrayList而不是Vector,因为同步完全可以由程序员自己来控制。 Vector每次扩容请求其大小的2倍空间，而ArrayList是1.5倍。 Vector还有一个子类Stack。
Set接口 Set接口是Collection的子接口， set接口没有提供额外的方法
Set 集合不允许包含相同的元素，如果试把两个相同的元素加入同一个Set 集合中，则添加操作失败。
Set 判断两个对象是否相同不是使用 == 运算符，而是根据 equals() 方法
HashSet HashSet 是 Set 接口的典型实现，大多数时候使用 Set 集合时都使用这个实现类。HashSet 按 Hash 算法来存储集合中的元素，因此具有很好的存取、查找、删除性能。
HashSet 具有以下特点：

不能保证元素的排列顺序?HashSet 不是线程安全的?集合元素可以是 null
HashSet 集合判断两个元素相等的标准：两个对象通过 hashCode() 方法比较相等，并且两个对象的 equals() 方法返回值也相等。
对于存放在Set容器中的对象，对应的类一定要重写equals()和hashCode(Objectobj)方法，以实现对象相等规则。即： “相等的对象必须具有相等的散列码” 。

向HashSet中添加元素的过程：

当向 HashSet 集合中存入一个元素时， HashSet 会调用该对象的 hashCode() 方法来得到该对象的 hashCode 值，然后根据 hashCode 值，通过某种散列函数决定该对象在 HashSet 底层数组中的存储位置。（这个散列函数会与底层数组的长度相计算得到在数组中的下标，并且这种散列函数计算还尽可能保证能均匀存储元素，越是散列分布，该散列函数设计的越好）
如果两个元素的hashCode()值相等，会再继续调用equals方法，如果equals方法结果为true，添加失败；如果为false，那么会保存该元素，但是该数组的位置已经有元素了，那么会通过链表的方式继续链接。
如果两个元素的 equals() 方法返回 true，但它们的 hashCode() 返回值不相等， hashSet 将会把它们存储在不同的位置，但依然可以添加成功。

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重写 hashCode() 方法的基本原则

在程序运行时，同一个对象多次调用 hashCode() 方法应该返回相同的值。
当两个对象的 equals() 方法比较返回 true 时，这两个对象的 hashCode()方法的返回值也应相等。
对象中用作 equals() 方法比较的 Field，都应该用来计算 hashCode 值。

重写 equals() 方法的基本原则
以自定义的Customer类为例，何时需要重写equals()？

当一个类有自己特有的“逻辑相等”概念,当改写equals()的时候，总是要改写hashCode()，根据一个类的equals方法（改写后），两个截然不同的实例有可能在逻辑上是相等的，但是，根据Object.hashCode()方法，它们仅仅是两个对象。? 因此，违反了“相等的对象必须具有相等的散列码”。
结论：复写equals方法的时候一般都需要同时复写hashCode方法。通常参与计算hashCode的对象的属性也应该参与到equals()中进行计算。

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LinkedHashSet LinkedHashSet 是 HashSet 的子类，具有以下特点：

LinkedHashSet 根据元素的 hashCode 值来决定元素的存储位置，但它同时使用双向链表维护元素的次序，这使得元素看起来是以插入顺序保存的。
LinkedHashSet插入性能略低于 HashSet，但在迭代访问 Set 里的全部元素时有很好的性能。
LinkedHashSet 不允许集合元素重复。

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TreeSet TreeSet 是 SortedSet 接口的实现类， TreeSet 可以确保集合元素处于排序状态，TreeSet底层使用红黑树结构存储数据，有序，查询速度比List快。
新增的方法如下：

Comparator comparator()?Object first()
Object last()?Object lower(Object e)
Object higher(Object e)
SortedSet subSet(fromElement, toElement)
SortedSet headSet(toElement)?SortedSet tailSet(fromElement)

TreeSet 两种排序方法：自然排序和定制排序。默认情况下， TreeSet 采用自然排序。

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自然排序
自然排序： TreeSet 会调用集合元素的 compareTo(Object obj) 方法来比较元素之间的大小关系，然后将集合元素按升序(默认情况)排列
如果试图把一个对象添加到 TreeSet 时，则该对象的类必须实现 Comparable接口。
实现 Comparable 的类必须实现 compareTo(Object obj) 方法，两个对象即通过compareTo(Object obj) 方法的返回值来比较大小。
Comparable 的典型实现：

BigDecimal、 BigInteger 以及所有的数值型对应的包装类：按它们对应的数值大小进行比较
Character：按字符的 unicode值来进行比较
Boolean： true 对应的包装类实例大于 false 对应的包装类实例
String：按字符串中字符的 unicode 值进行比较
Date、 Time：后边的时间、日期比前面的时间、日期大

向 TreeSet 中添加元素时，只有第一个元素无须比较compareTo()方法，后面添加的所有元素都会调用compareTo()方法进行比较。
因为只有相同类的两个实例才会比较大小，所以向 TreeSet 中添加的应该是同一个类的对象。
对于 TreeSet 集合而言，它判断两个对象是否相等的唯一标准是：两个对象通过 compareTo(Object obj) 方法比较返回值。
当需要把一个对象放入 TreeSet 中，重写该对象对应的 equals() 方法时，应保证该方法与 compareTo(Object obj) 方法有一致的结果：如果两个对象通过equals() 方法比较返回 true，则通过 compareTo(Object obj) 方法比较应返回 0。否则，让人难以理解。
定义排序
TreeSet的自然排序要求元素所属的类实现Comparable接口，如果元素所属的类没有实现Comparable接口，或不希望按照升序(默认情况)的方式排列元素或希望按照其它属性大小进行排序，则考虑使用定制排序。
定制排序，通过Comparator接口来实现。需要重写compare(T o1,T o2)方法。
利用int compare(T o1,T o2)方法，比较o1和o2的大小：如果方法返回正整数，则表示o1大于o2；如果返回0，表示相等；返回负整数，表示o1小于o2。
要实现定制排序，需要将实现Comparator接口的实例作为形参传递给TreeSet的构造器。此时，仍然只能向TreeSet中添加类型相同的对象。否则发生ClassCastException异常。
?使用定制排序判断两个元素相等的标准是：通过Comparator比较两个元素返回了0。
实例：

public static List duplicateList(List list) { HashSet set = new HashSet(); set.addAll(list); return new ArrayList(set); }public static void main(String[] args) { List list = new ArrayList(); list.add(new Integer(1)); list.add(new Integer(2)); list.add(new Integer(2)); list.add(new Integer(4)); list.add(new Integer(4)); List list2 = duplicateList(list); for (Object integer : list2) { System.out.println(integer); } }

【应用开发--集合01、list和set概述】