一、集合和數組的區別
1. 數組:
(1) 長度不可變
(2) 可以是任意類型
2. 集合
(2) 長度可變
(3) 引用類型
二、集合的關係結構
列出了最常使用的集合接口和實現類的關係。
三、java.util.Collection：接口
單列集合的根接口，裏面定義的方法，子接口和實現類都有。
常用方法
public boolean add(E e)： 把給定的對象添加到當前集合中 。public boolean contains(Object obj): 判斷當前集合中是否包含給定的對象。public boolean isEmpty(): 判斷當前集合是否爲空。public int size(): 返回集合中元素的個數。public boolean remove(E e): 把給定的對象在當前集合中刪除。public Object[] toArray(): 把集合中的元素，存儲到數組中public void clear():清空集合中所有的元素。
- 注意事項：
- Collection中沒有定義索引，因爲List有索引，而Set是沒有索引的，索引僅僅是List接口的特性。
- toArray方法返回的是Object數組，需要強制類型轉換調用子類特有方法
解決：使用迭代的方法
-
並不是所有的集合都有索引，以前使用for+get方法索引，沒了索引就不行了。jdk提供了一中遍歷集合的通用方式那就是使用迭代器
java.util.Iterator<E>tip: 詳細方法使用和其他方法詳見API文檔學習。
四、java.util.List：接口
繼承自java.util.Collection接口
1、特點
- 保證存入元素一次進來的順序
- 有索引，實現類可以通過成員方法
get(int index)訪問指定位置的元素 - 存入的元素可重複
2、常用方法
List繼承了Collection集合的全部方法，同時還有自己的特有方法
- 特有方法：
public void add(int index, E element): 將指定的元素，添加到該集合中的指定位置上。public E get(int index):返回集合中指定位置的元素。public E remove(int index): 移除列表中指定位置的元素, 返回的是被移除的元素。public E set(int index, E element):用指定元素替換集合中指定位置的元素,返回值的更新前的元素
3、實現類
1、java.util.ArrayList
（1）底層原理
-
底層是數組實現
a.每次先開闢一個定長爲10的數組空間
b.如果空間不夠，在開闢一個1.5倍原本長度+1的數組空間，c.把當前數組拷貝進去，最後銷燬原本的數組
d.並且讓集合對象指向新的數組。 -
刪除元素的原理：
a.查找元素是否存在
b.存在，記錄索引
c.創建一個新數組
d.把剩餘元素拷貝進入新數組
e.數組變量指向新的數組地址
f.銷燬老數組所佔的內存空間
（2）特點
- 查詢速度快，增刪快
- 底層是數組結構
- 查詢快的原因：有索引，元素內存分佈連續
- 線程不同步–不安全–效率高
（3）拓展瞭解
`java.util.Vector<E>:`（基本已經不用）
1.底層也是數組結構
2.線程同步--安全--但是效率低下
2、java.util.LinkedList
（1）特點
- 查詢慢，增刪快
- 底層是鏈表結構
- 線程不同步–不安全–效率高
（2）特有方法
-
void addFirst(E e)在該列表開頭插入指定的元素。 -
void addLast(E e)將指定的元素追加到此列表的末尾。 -
E getFirst()返回此列表中的第一個元素。 -
E getLast()返回此列表中的最後一個元素。 -
E removeFirst()從此列表中刪除並返回第一個元素。 -
E removeLast()從此列表中刪除並返回最後一個元素。 -
LinkedList集合中，具有棧結構特點（先進後出）的方法
public E pop()從此列表表示的堆棧中彈出一個元素。
public void push(E e)將元素推送到由此列表表示的堆棧上。
五、 java.util.Set：接口
繼承自java.util.Collection接口
1、特點
- 無索引
- 集合內元素唯一
2、常用實現類
（1）java.util.HashSet
特點
- 無索引
- 集合內元素唯一
- 不保證存入和取出的順序是一致的
- 底層數據結構：哈希表——數組 + 鏈表（節點數>8–紅黑樹）
（2）java.util.LinkedHashSet
特點
- 無索引
- 集合內元素唯一
- 存入和取出是有序的
- 底層數據結構：哈希表 + 鏈表
哈希表：保證數據的唯一（同HashSet）
鏈表：保證數據是有序的
3、集合內部保證元素唯一性的原理
根本原因：java.lang.Object類中帶有hashCode方法。
hashCode方法
- 返回該對象的哈希碼值（int類型）
- Object的
hashCode方法，根據對象的地址值計算出一個int數字，叫做哈希碼值（哈希地址值） - 所以只要new對象，就會產生新的地址，因此哈希值也就不同
注意事項：
- 子類不重寫hashCode方法，調用Object類的hashCode方法，根據對象地址值計算哈希值。
- 子類根據地址值計算哈希值沒有意義，需要根據內容計算哈希值。
- 由於new對象，就會產生新的地址，因此哈希值也就不同，自定義類要實現存入Set集合保證唯一就必須要重寫
hashCode方法和equals方法。 - 根據String的代碼測試，發現String覆蓋重寫hashCode方法，重寫方式：根據String中每個字符的ASCII碼值通過一個算法進行相加的出哈希值。只要是算法就會存在缺陷。
出現內容不同哈希值相同的情況
System.out.println("重地".hashCode()); // 1179395
System.out.println("通話".hashCode()); // 1179395
總結–根據內容計算哈希值：
- 哈希值不同內容一定不相同
- 哈希值相同，內容可能不相同，因此還需要調用equeals方法進行內容的判斷。
爲什麼需要hashCode方法？
爲了在使用哈希表的時候能減少equals方法的調用，提高效率。
4、hashSet存儲元素的原理（重點！）
（1）哈希表結構圖
（2）HashSet存儲原理流程圖
（3）實例流程圖
注：
【1】加載因子：說明什麼時候數組(table)進行擴容，0.75說明數組(table)的使用比例大於0.75就進行擴容，擴容爲原來的2倍。
總結
Set集合接口所有實現類保證元素唯一：依賴於hashCode方法和equals方法。
存入Set集合的元素要保證唯一必須覆寫hashCode方法和equals方法。
六、List與Set的轉換
- List與Set接口的實現類都有方法：
boolean addAll(Collection<? extends E> c)可以實現兩種接口集合的轉換。 - List與Set接口的實現類都有構方法：
ArrayList(Collection<? extends E> c)、LinkedList(Collection<? extends E> c)、HashSet(Collection<? extends E> c)和LinkedHashSet(Collection<? extends E> c)可以實現兩種接口類型的轉換。
使用場景：
需求一：
要求把List集合中元素去重
1.按順序
2.不按順序
解決方案：
- 四種方法：
1、新建一個列表，元素依次加入並使用contains()方法判斷是否已經存在，新數組中不存在就加入，存在就捨棄。
2、List數據一個個加入到Set中
3、Set直接用addAll(Collection< E> c)
4、Set構造方法Set(Collection< E> c)
需求二：
要求把Set集合按從小到大排序
分析與解決方案
我們知道Set集合是沒有sort方法的，並且Collections工具類中的sort方法也是支持List接口的實現子類。
由於List的構造方法可以接受的是Collection c 參數，所以也可以把Set轉換成List，之後使用collections工具類排序
七、集合工具類：java.util.Collections
- 特點
- 構造方法私有
- 全部是靜態方法
- 常用方法：
public static void addAll(List<?> list,T ... elements)：把元素集合加入到指定集合listpublic static void shuffle(List<?> list)：打亂集合內元素pubiic static <T> void sort(List<T> list,comparator<? super T> comp)：把指定集合進行排序（可自定義排序）