Java集合類之Collection與Map

集合（上）

Collection和Map兩種集合體系

1. Collection接口：單列數據，定義了存取一組對象的方法的集合

   • List：元素有序、可重複的集合
     • Vector
     • ArrayList
     • LinkedList
   • Set：元素無序、不可重複的集合
     • HashSet
       • LinkedHashSet
     • TreeSet

2. Map接口：雙列數據，保存具有映射關係“key-value對”的集合

   • HsahTable
     • Properties
   • HashMap
     • LinkedHashMap
   • TreeMap

Collection接口的方法

1. 添加：add(Object obj)、addAll(Collection coll)

2. 獲取有效元素的個數：int size()

3. 清空集合：void clear()

4. 是否是空集合：boolean isEmpty()

5. contains(Object obj)：判斷當前集合中是否包含obj，在判斷時會調用obj對象所在類的equals()方法

6. containsAll(Collection coll1)：判斷形參coll1中的所有元素是否都存在於當前集合中（全包含）

7. remove(Object obj)：從當前集合中移除obj元素。

8. removeAll(Collection coll1)：即去差集、從當前集合中移除coll1中所有的元素

       Collection coll = new ArrayList();
       coll.add(123);
       coll.add(456);
       Collection coll1 = Arrays.asList(123,4567);
       coll.removeAll(coll1);
   	System.out.println(coll);//[456]
   

9. retainAll(Collection coll1)即求交集：獲取當前集合和coll1集合的交集，並返回給當前集合

       Collection coll = new ArrayList();
       coll.add(123);
       coll.add(456);
       Collection coll1 = Arrays.asList(123,4567);
       coll.retainAll(coll1);
   	System.out.println(coll);//[123]
   

10. equals(Object obj)：要想返回true，需要當前集合和形參集合的元素都相同，若爲新的類則該類需要重寫equals()方法，否則調用的是Object類的方法無法達到比較目的（若爲基本數據類型，則add()方法已自動裝箱爲包裝類，包裝類已重寫了equals()方法）

11. hashCode()：返回當前對象的哈希值

12. toArray()：集合 --> 數組：
    Object[] arr = coll.toArray();
    Arrays.asList()：數組 --> 集合：
    List<String> list = Arrays.asList(new String[]{"AA", "BB", "CC"});

13. iterator()：返回Iterator接口的實例，用於遍歷集合元素

Iterator迭代器接口的方法

【說明】提供一種方法訪問一個容器(container)對象中各個元素，而又不需暴露該對象的內部細節。迭代器模式，就是爲容器而生。Collection接口繼承了java.lang.Iterable接口，該接口有一個**iterator()**方法，那麼所有實現了Collection接口的集合類都有一個iterator()方法，用以返回一個實現了Iterator接口的對象。

1. hasNext() 和next()：若下一條記錄無效，直接調用iterator.next()會拋出NoSuchElementException異常

       //hasNext():判斷是否還有下一個元素
       while(iterator.hasNext()){
           //next():①指針下移 ②將下移以後集合位置上的元素返回
           System.out.println(iterator.next());
       }
   

2. 迭代器的執行原理

   • 集合對象每次調用iterator()方法都得到一個全新的迭代器對象，默認遊標都在集合的第一個元素之前

3. default void remove()：通過迭代器對象的remove方法刪除元素，而不是集合對象的remove方法

• 使用增強for循環foreach循環遍歷集合元素的底層用的就是Iterator迭代器！

  • 增強for循環foreach的面試題：

        String[] arr = new String[]{"MM","MM","MM"};
        //方式一：普通for賦值
        for(int i = 0;i < arr.length;i++){
            arr[i] = "GG";
        }//{"GG","GG","GG"}
        //方式二：增強for循環
        for(String s : arr){
            s = "GG";//對新的變量賦值不改變原數組的數據
        }//{"MM","MM","MM"}
    

List接口的方法

1. void add(int index, Object ele):在index位置插入ele元素
2. boolean addAll(int index, Collection eles):從index位置開始將eles中的所有元素添加進來
3. Object get(int index):獲取指定index位置的元素
4. int indexOf(Object obj):返回obj在集合中首次出現的位置
5. int lastIndexOf(Object obj):返回obj在當前集合中末次出現的位置
6. Object remove(int index):移除指定index位置的元素，並返回此元素
7. Object set(int index, Object ele):設置指定index位置的元素爲ele
8. List subList(int fromIndex, int toIndex):返回從fromIndex到toIndex位置的子集合

操作	方法
增	add(Object obj)
刪	remove(int index) / remove(Object obj)
改	set(int index, Object ele)
查	get(int index)
插	add(int index, Object ele)
長度	size()

遍歷方式：① Iterator迭代器方式 ② 增強for循環 ③ 普通循環

ArrayList()源碼分析

• jdk 7情況下：（對象的創建類似於單例的餓漢式）

  ArrayList list = new ArrayList();底層創建了長度是10的Object[]數組

  list.add(123);//elementData[0] = new Integer(123);//自動裝箱用包裝類添加數據

  …

  list.add(11);//如果此次的添加導致底層Object[]數組容量不夠，則擴容。

  默認情況下，擴容爲原來的容量的1.5倍，同時需要將原有數組中的數據複製到新的數組中。（Arrays.copyOf()）

  結論：建議開發中使用帶參的構造器避免多次擴容：ArrayList list = new ArrayList(int capacity)

• jdk 8中ArrayList的變化：（類似於單例的懶漢式，延遲了數組的創建，節省內存）

  ArrayList list = new ArrayList();底層Object[]數組，初始化爲{}.並沒創建長度爲10的數組

  list.add(123)；第一次調用add()時，底層才創建了長度10的數組，並將數據123添加到elementData[0]

  …

  後續的添加和擴容操作與jdk 7無異。

Vector的源碼分析

• jdk7和jdk8中通過Vector()構造器創建對象時，底層都創建了長度爲10的Object[ ]數組。

• 在擴容方面，默認擴容爲原來的數組長度的2倍。

面試題：ArrayList、LinkedList、Vector三者的異同？

• 同：三個類都是實現了List接口，存儲數據的特點相同：存儲有序的、可重複的數據

• 不同：

  List實現類	底層結構	同步	特點
  Vector	可變數組Object[ ]	單線程(同步低效)	老
  ArrayList	可變數組Object[ ]	多線程(異步高效)	查詢快
  LinkedList	雙向鏈表	多線程(異步高效)	增刪操作快

Set接口的方法