集合：List

List是什麼

List是Collection的一個子接口，被稱爲有序列表

List的特點

有序：每一個元素的索引被確定
重複：集合中的元素可重複
線性：元素的內存地址是連續的

List的實現類

ArrayList
LinkedList
Vector：與ArrayList相同，但是目前已不再使用Vector

Vector與ArrayList之間的關係：StringBuffer與StringBuilder之間的關係

List的迭代方式

迭代器
for-each
for()
- 有索引

List的常用API

add(int index,element)：將元素添加到索引的位置
remove(index)：移除索引位置的元素
get(index)：獲取索引位置的元素
set(int index,element)：使用新的元素替換索引位置的元素
indexOf(…)：返回元素在集合中第一次出現的位置的索引
lastIndexOf(…)：返回元素在集合中最後一次出現的位置的索引
List subList(int fromIndex,int endIndex)：截取[fromIndex]到[endIndex]之間的集合（左開右閉）
- 修改子集合中的元素時，父集合中的元素也會有同樣的變化
- 添加元素到子集合中時，父集合中會插入相同的元素（與子集合順序保持一致）
- 刪除子集合中的元素時，父集合中的相同元素也會被刪除
- 由此我們得出結論：子集合與父集合共用一個內存空間，所有對子集合的操作都會影響到父集合
- 解除父、子集合綁定的方法：List list =new ArrayList(LIst sunList)
toArray(…)：
- toArray()：默認將集合轉換成一個Object類型的數組
- toArray(T[] a)：將集合轉換爲一個指定類型的數組(a是數組對象，不需要有元素)
  - 傳遞的數組參數的長度大於集合的長度，則多出來的位置用null填充
  - 傳遞的數組參數的長度小於集合的長度，則默認將數組長度擴容到與集合長度相同

數組轉換成集合：List list = Arrays.asList(Array a)

泛型類型與傳遞的數組類型相同

轉換後的list並非尋常的集合，而是數組的一個內部類，不能進行增、刪（改變長度），可以進行改、查；如果想操作該集合，只需創建一個新的集合對象，將list作爲參數構造新集合

ArrayList

ArrayList的實現

數組（Array）

ArrayList的特點

內存空間連續
查找效率高：元素的索引是確定的
插入效率低
- 頭部插入最慢：所有元素需要後移一位
- 中部插入其次：插入位置之後的元素需要後移一位
- 尾部插入最快：元素不需要後移

ArrayList的常用API

int size()：返回列表中的元素
boolean isEmpty()：判斷列表是否爲空
boolean contains(Object element)：判斷列表是否包含元素
boolean add(Object element)：將元素添加到列表末尾
void clear()：情況列表中的所有元素
void add(int index,Object element)：將元素插入到指定索引的位置
Object remove(int index)：刪除指定索引位置的元素，並將該元素返回
boolean remove(Object element)：刪除列表中第一次出現的匹配元素
Object set(Object oldE,ObjectnewE)：使用新元素替換列表中的舊元素，並將舊元素返回
Object get(int index)：獲取指定索引位置的元素

ArrayList的長度與擴容方式

初始長度：10
擴容方式：擴容後的大小=原始大小+原始大小/2（/2的結果向下取整）,例如：原始大小是15，擴容後的大小爲：15+15/2=22

Vector的初始長度與ArrayList相同，但是Vector是成倍擴容（初始長度爲10，擴容之後長度爲20）

LinkedList

LinkedList的實現

LinkedList的實現原理是鏈表，它的鏈表結構是雙向的，可以從頭部或者尾部開始訪問，也可以同時訪問頭尾

LinkedList既可以作爲List，也可以作爲雙端隊列和棧（擁有雙端隊列和棧的所有方法）

LinkedList的元素特點

鏈表的基本單元是節點，LinkedList的元素就存放在節點中

節點的結構：三層結構
- 頭部（Previous）：存放上一個節點的地址信息
- 中部：存放元素信息
- 尾部（Next）：存放下一個節點的地址信息
元素的索引不確定

LinkedList的結構特點：

內存空間不連續
查找效率低
- 訪問頭、尾元素最快
- 訪問中部元素最慢
插入效率高：新元素的頭部指向上一個元素的尾部，新元素的尾部指向下一個元素的頭部

LinkedList的常用API

LinkedList與ArrayList的方法類似，下面介紹一些LinkedList的特有方法

addFirst(E e)：將指定元素添加到此列表的開頭
addList(E e)：將指定元素添加到此列表的尾部
getFirst()：返回此列表的第一個元素
getLast()：返回此列表的最後一個元素

LinkedList的長度與擴容方式

由於LinkedList是雙向鏈表，因此LinkedList沒有初始化大小，也沒有擴容機制

集合：Set

Set是什麼

Collection接口下的一個子接口，被稱爲散列表

Set的特點

無序
- 元素在Set中的順序與添加順序不同
- 元素在Set中的順序由hashCode()決定
不可重複
- Set中的元素不可重複

Set的實現類/子接口

HashSet（實現類）
SortedSet（子接口）
- TreeSet：SortedSet的實現類

Set的迭代方式

迭代器
for-each

因爲set沒有索引，所以無法使用for()迭代

Set的API

Set的方法都是從Collection中繼承的，沒有特有方法

HashSet可以添加null值

HashSet實現不可重複添加元素的原理

通過待添加元素的hashCode()確定該元素在Set中的位置
如果該位置上已有元素，則通過待加入元素的equals()判斷兩者是否是相同元素
如果判斷結果爲true，則放棄添加
如果判斷結果不一致，則添加到相同位置
- 在該位置形成一個鏈表，原來的元素向後推，新的元素排在前面

原理的核心步驟就是第1、2步，要求待添加的元素重寫hashCode()和equals()，且必須兩個方法都要重寫，否則會發生：

hashCode()重寫，equals()未重寫：相同位置存在相同元素

hashCode()未重寫，equals()重寫：不同位置存在相同元素

注意：若將一個元素添加到Set之後，修改了有關hashCode()計算的屬性值，會發生的事情有：

可以再次添加：hashCode()發生了變化，計算的位置與之前不同

無法刪除之前添加的元素：hashCode()發生了變化，計算的位置與之前不同

TreeSet

TreeSet是什麼

可以排序的散列表

添加到TreeSet中的元素自動按照自然順序排序，被添加的元素需要實現Comparable接口

TreeSet的底層實現：二叉樹

雖然TreeSet實現了自然排序，但它本身仍然是無序的（本質是散列表）

TreeSet實現不可重複添加與排序的原理

不再使用hashCode()和equals()，而是實現Comparable或者Comparator接口

待添加的元素已實現Comparable接口：通過compareTo()的返回值判斷兩個元素是否相同
待添加的元素未實現Comparable接口：通過聲明Set對象時傳入一個Comparator比較器，添加元素時根據比較器的返回值判斷兩個元素是否相同

集合：Queue

Queue是什麼

Collection下的一個子接口，稱爲隊列

Queue的特點

一頭進，一頭出（先進先出，後進後出）

Queue的實現類/子接口

Deque：子接口

LinkedList：實現類

Queue的API

Queue是Collection的子接口，繼承了Collection的方法，下面介紹一些Queue有其特有的方法：

offer()：添加元素
peek()：返回隊列中的第一個元素，該元素不會從隊列中刪除
poll()：返回隊列中的第一個元素，該元素會從隊列中刪除

Deque

Deque是什麼

雙端隊列

Deque的特點

兩頭都可以進出
可以作爲棧來使用，擁有棧的方法

Deque的API

Deque繼承了Queue的方法
Deque有其特有的方法：
- offerFirst()
- offerLast()
- peekFirst()
- peekLast()
- pollFirst()
- pollLast()
- getFirst()
- getLast()
棧的方法：
- push()：將元素加入棧中（舊元素在後面，新元素在前面）
- pop()：返回棧中第一個元素（最後添加的元素），並將該元素從棧中刪除

隊列、雙端隊列、棧的區別

	進出口	元素進出先後級
隊列	一個口進，一個口出	先進先出、後進後出
雙端隊列	兩個口都可以進出	無影響
棧	只有一個口能進出	先進後出，後進先出

複習11：List&Set&Queue