集合：List

List是什么

List是Collection的一个子接口，被称为有序列表

List的特点

有序：每一个元素的索引被确定
重复：集合中的元素可重复
线性：元素的内存地址是连续的

List的实现类

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

Vector与ArrayList之间的关系：StringBuffer与StringBuilder之间的关系

List的迭代方式

迭代器
for-each
for()
- 有索引

List的常用API

add(int index,element)：将元素添加到索引的位置
remove(index)：移除索引位置的元素
get(index)：获取索引位置的元素
set(int index,element)：使用新的元素替换索引位置的元素
indexOf(…)：返回元素在集合中第一次出现的位置的索引
lastIndexOf(…)：返回元素在集合中最后一次出现的位置的索引
List subList(int fromIndex,int endIndex)：截取[fromIndex]到[endIndex]之间的集合（左开右闭）
- 修改子集合中的元素时，父集合中的元素也会有同样的变化
- 添加元素到子集合中时，父集合中会插入相同的元素（与子集合顺序保持一致）
- 删除子集合中的元素时，父集合中的相同元素也会被删除
- 由此我们得出结论：子集合与父集合共用一个内存空间，所有对子集合的操作都会影响到父集合
- 解除父、子集合绑定的方法：List list =new ArrayList(LIst sunList)
toArray(…)：
- toArray()：默认将集合转换成一个Object类型的数组
- toArray(T[] a)：将集合转换为一个指定类型的数组(a是数组对象，不需要有元素)
  - 传递的数组参数的长度大于集合的长度，则多出来的位置用null填充
  - 传递的数组参数的长度小于集合的长度，则默认将数组长度扩容到与集合长度相同

数组转换成集合：List list = Arrays.asList(Array a)

泛型类型与传递的数组类型相同

转换后的list并非寻常的集合，而是数组的一个内部类，不能进行增、删（改变长度），可以进行改、查；如果想操作该集合，只需创建一个新的集合对象，将list作为参数构造新集合

ArrayList

ArrayList的实现

数组（Array）

ArrayList的特点

内存空间连续
查找效率高：元素的索引是确定的
插入效率低
- 头部插入最慢：所有元素需要后移一位
- 中部插入其次：插入位置之后的元素需要后移一位
- 尾部插入最快：元素不需要后移

ArrayList的常用API

int size()：返回列表中的元素
boolean isEmpty()：判断列表是否为空
boolean contains(Object element)：判断列表是否包含元素
boolean add(Object element)：将元素添加到列表末尾
void clear()：情况列表中的所有元素
void add(int index,Object element)：将元素插入到指定索引的位置
Object remove(int index)：删除指定索引位置的元素，并将该元素返回
boolean remove(Object element)：删除列表中第一次出现的匹配元素
Object set(Object oldE,ObjectnewE)：使用新元素替换列表中的旧元素，并将旧元素返回
Object get(int index)：获取指定索引位置的元素

ArrayList的长度与扩容方式

初始长度：10
扩容方式：扩容后的大小=原始大小+原始大小/2（/2的结果向下取整）,例如：原始大小是15，扩容后的大小为：15+15/2=22

Vector的初始长度与ArrayList相同，但是Vector是成倍扩容（初始长度为10，扩容之后长度为20）

LinkedList

LinkedList的实现

LinkedList的实现原理是链表，它的链表结构是双向的，可以从头部或者尾部开始访问，也可以同时访问头尾

LinkedList既可以作为List，也可以作为双端队列和栈（拥有双端队列和栈的所有方法）

LinkedList的元素特点

链表的基本单元是节点，LinkedList的元素就存放在节点中

节点的结构：三层结构
- 头部（Previous）：存放上一个节点的地址信息
- 中部：存放元素信息
- 尾部（Next）：存放下一个节点的地址信息
元素的索引不确定

LinkedList的结构特点：

内存空间不连续
查找效率低
- 访问头、尾元素最快
- 访问中部元素最慢
插入效率高：新元素的头部指向上一个元素的尾部，新元素的尾部指向下一个元素的头部

LinkedList的常用API

LinkedList与ArrayList的方法类似，下面介绍一些LinkedList的特有方法

addFirst(E e)：将指定元素添加到此列表的开头
addList(E e)：将指定元素添加到此列表的尾部
getFirst()：返回此列表的第一个元素
getLast()：返回此列表的最后一个元素

LinkedList的长度与扩容方式

由于LinkedList是双向链表，因此LinkedList没有初始化大小，也没有扩容机制

集合：Set

Set是什么

Collection接口下的一个子接口，被称为散列表

Set的特点

无序
- 元素在Set中的顺序与添加顺序不同
- 元素在Set中的顺序由hashCode()决定
不可重复
- Set中的元素不可重复

Set的实现类/子接口

HashSet（实现类）
SortedSet（子接口）
- TreeSet：SortedSet的实现类

Set的迭代方式

迭代器
for-each

因为set没有索引，所以无法使用for()迭代

Set的API

Set的方法都是从Collection中继承的，没有特有方法

HashSet可以添加null值

HashSet实现不可重复添加元素的原理

通过待添加元素的hashCode()确定该元素在Set中的位置
如果该位置上已有元素，则通过待加入元素的equals()判断两者是否是相同元素
如果判断结果为true，则放弃添加
如果判断结果不一致，则添加到相同位置
- 在该位置形成一个链表，原来的元素向后推，新的元素排在前面

原理的核心步骤就是第1、2步，要求待添加的元素重写hashCode()和equals()，且必须两个方法都要重写，否则会发生：

hashCode()重写，equals()未重写：相同位置存在相同元素

hashCode()未重写，equals()重写：不同位置存在相同元素

注意：若将一个元素添加到Set之后，修改了有关hashCode()计算的属性值，会发生的事情有：

可以再次添加：hashCode()发生了变化，计算的位置与之前不同

无法删除之前添加的元素：hashCode()发生了变化，计算的位置与之前不同

TreeSet

TreeSet是什么

可以排序的散列表

添加到TreeSet中的元素自动按照自然顺序排序，被添加的元素需要实现Comparable接口

TreeSet的底层实现：二叉树

虽然TreeSet实现了自然排序，但它本身仍然是无序的（本质是散列表）

TreeSet实现不可重复添加与排序的原理

不再使用hashCode()和equals()，而是实现Comparable或者Comparator接口

待添加的元素已实现Comparable接口：通过compareTo()的返回值判断两个元素是否相同
待添加的元素未实现Comparable接口：通过声明Set对象时传入一个Comparator比较器，添加元素时根据比较器的返回值判断两个元素是否相同

集合：Queue

Queue是什么

Collection下的一个子接口，称为队列

Queue的特点

一头进，一头出（先进先出，后进后出）

Queue的实现类/子接口

Deque：子接口

LinkedList：实现类

Queue的API

Queue是Collection的子接口，继承了Collection的方法，下面介绍一些Queue有其特有的方法：

offer()：添加元素
peek()：返回队列中的第一个元素，该元素不会从队列中删除
poll()：返回队列中的第一个元素，该元素会从队列中删除

Deque

Deque是什么

双端队列

Deque的特点

两头都可以进出
可以作为栈来使用，拥有栈的方法

Deque的API

Deque继承了Queue的方法
Deque有其特有的方法：
- offerFirst()
- offerLast()
- peekFirst()
- peekLast()
- pollFirst()
- pollLast()
- getFirst()
- getLast()
栈的方法：
- push()：将元素加入栈中（旧元素在后面，新元素在前面）
- pop()：返回栈中第一个元素（最后添加的元素），并将该元素从栈中删除

队列、双端队列、栈的区别

	进出口	元素进出先后级
队列	一个口进，一个口出	先进先出、后进后出
双端队列	两个口都可以进出	无影响
栈	只有一个口能进出	先进后出，后进先出

复习11：List&Set&Queue