JAVA_基础集合List接口与Set接口（二）

List接口

JDK API中List接口的实现类常用的有：ArrayList、LinkedList和Vector。

ArrayList：作为List接口的主要实现类；线程不安全；底层使用Object[] elementData储存。
LinkedList：对于频繁的插入、删除操作，使用此类效率比ArrayList高；底层使用双向链表储存。
Vector：作为List接口的古老实现类；线程安全的；效率底；底层使用Object[] elementData储存。

ArrayList的源码分析：JDK 7
ArrayList list = new ArrayList();（底层创建了长度是10的Object[]数组elementData）
list.add(123);（elementData[0] = new Integer(123);）
list.add(11);（如果此次的添加导致底层elementData数组容量不够，则扩容。）
默认情况下，扩容为原来的容量的1.5倍，同时需要将原有数组中的数据复制到新的数组中。

结论：建议在开发过程中使用带参数的构造器：ArrayList list = new ArrayList(int capacity)

ArrayList的源码分析：JDK 8

List接口方法

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。

public void test() {
        ArrayList list = new ArrayList();
        list.add(132);
        list.add(456);
        list.add("AA");
        list.add(new Person("Tom", 12));
        System.out.println(list);// [132, 456, AA, Person{name='Tom', age=12}]
        list.add(1,"BB");
        System.out.println(list);// [132, BB, 456, AA, Person{name='Tom', age=12}]
        List list1 = Arrays.asList(1, 2, 3);
        list.addAll(list1);
        System.out.println(list.size());// 8
        System.out.println(list.get(1));// BBjava
    }
public void test1() {
        ArrayList list = new ArrayList();
        list.add(132);
        list.add(456);
        list.add("AA");
        list.add(new Person("Tom", 12));
        list.add("456");
        int i = list.indexOf(456);
        System.out.println(i);// 1
        System.out.println(list.lastIndexOf("AA"));// 2
        Object remove = list.remove(0);
        System.out.println(remove);// 132
        System.out.println(list);// [456, AA, Person{name='Tom', age=12}]
        Object cc = list.set(1, "CC");
        System.out.println(cc);// AA
        System.out.println(list);// [456, CC, Person{name='Tom', age=12}]
        List subList = list.subList(2, 4);
        System.out.println(subList);// [Person{name='Tom', age=12}, 456]
        System.out.println(list);// [456, CC, Person{name='Tom', age=12}, 456]
    }
public void test3() {
        ArrayList list = new ArrayList();
        list.add(123);
        list.add(456);
        list.add("AA");
        list.add("BB");
        // 方式一：Iterator迭代器方式循环遍历
        Iterator iterator = list.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            System.out.println(iterator.next());
        }
        System.out.println("*******************");
        // 方式二：forEach增强循环遍历
        for (Object obj : list) {
            System.out.println(obj);
        }
        System.out.println("*******************");
        // 方式三：普通for循环遍历
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            System.out.println(list.get(i));
        }
    }

Set接口

Set接口：储存无序的、不可重复的数据。
HashSet：作为Set接口的主要实现类；线程不安全的；可以储存null值。
LinkedHashSet：作为HashSet的子类；遍历其内部数据时，可以按照添加的顺序遍历。
优点：对于频繁的遍历操作，LinkedHashSet效率高于HashSet。
TreeSet：可以按照添加对象的指定属性，进行排序。

一、储存无序、不可重复：（以HashSet为例说明）

1. Set无序性：不等于随机性。存储的数据在底层数组中并非按照数组索引的顺序添加。而是根据数据的哈希值决定的。
2. Set不可重复性：保证添加的元素按照equals()判断时，不能返回true。即：相同的元素只能添加一个。

二、添加元素的过程：（以HashSet为例说明）

1. 我们向HashSet中添加元素a，首先调用元素a所在类的hashCode()方法，计算元素a的哈希值，此哈希值接着通过某种算法出生在HashSet底层数组中的位置（即为：索引位置）。
   数组此位置上是否已经有元素：
   如果有此位置上没有其它元素，则元素a添加成功。→情况1
   如果此位置上有其它元素B（或以链表形式存在的多个元素），则比较元素a与元素b的hash值：
   如果hash值不相同，则元素a添加成功。→情况2
   如果hash值相同，进而需要调用元素a所在类的equlas()方法：
   equlas()返回true,元素a添加失败。
   equlas()返回false，则元素a添加成功。→情况3
   对于添加成功的情况2和情况3而言：元素a与已经存在指定索引位置上数据以链表的方式储存。
   JDK 7：元素a放到数组中，指向原来的元素。
   JDK 8：原来的元素在数组中，指向元素a。
   总结：七上八下

   HashSet底层：数组+链表的结构。

   要求：向Set中添加的数据，其所在的类一定要重写hashCode()和equlas()。
   要求：重写的hashCode()和equlas()尽可能的保持一致性：相等的对象必须具有相等的散列码（hash值）。

   public void test() {
           Set set = new HashSet();
           set.add(456);
           set.add(123);
           set.add("AA");
           set.add("CC");
           set.add(new User("Tom",20));
           set.add(new User("Tom",20));
           set.add(new User("Jerry",19));
           set.add("DD");
           Iterator iterator = set.iterator();
           while(iterator.hasNext()) {
               System.out.println(iterator.next());
           }
       }
   

   public class User {
       private String name;
       private int age;
   	...
       @Override
       public String toString() {
   		...
       }
       @Override
       public boolean equals(Object o) {
           System.out.println("User equals()...");
           if (this == o) return true;
           if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
   
           User user = (User) o;
   
           if (age != user.age) return false;
           return name != null ? name.equals(user.name) : user.name == null;
       }
       @Override
       public int hashCode() {
           int result = name != null ? name.hashCode() : 0;
           result = 31 * result + age;
           return result;
       }
   }
   

三、LinkedHashSet的使用

​ LinkedHashSet作为HashSet的子类，在添加数据的同时，每个数据还维护了两个引用，记录此数据前一个数据和后一个数据。
​ 优点：对于频繁的遍历操作，LinkedHashSet效率高于HashSet。

    public void test2() {
        Set set = new LinkedHashSet();
        set.add(456);
        set.add(123);
        set.add("AA");
        set.add("CC");
        set.add(new User("Tom",20));
        set.add(new User("Tom",20));
        set.add(new User("Jerry",19));
        set.add("DD");

        Iterator iterator = set.iterator();
        while(iterator.hasNext()) {
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }

四、TreeSet的使用

1. 向TreeSet中添加的数据，要求是相同类的对象。
   失败：不能添加不同类的对象

   set.add(123);
   set.add("AA");
   set.add(new User("Tom",20));
   

2. 两种排序方式：自然排序（实现Comparable接口） 和 定制排序（Comparator）

   自然排序中，比较两个对象是否行同的标准为：compareTo()返回0，不再是equlas()。

   public void test1() {
           TreeSet set = new TreeSet();
           // 举例一：
   //        set.add(123);
   //        set.add(456);
   //        set.add(-487);
   //        set.add(9);
           // 举例二：
   //        set.add("AA");
   //        set.add("DD");
   //        set.add("BB");
   //        set.add("ABC");
           // 举例三：
           set.add(new User("Tom",22));
           set.add(new User("Jerry",22));
           set.add(new User("Jim",20));
           set.add(new User("Mike",54));
           set.add(new User("Jack",58));
           set.add(new User("Jack",20));
           Iterator iterator = set.iterator();
           while (iterator.hasNext()) {
               System.out.println(iterator.next());
           }
       }
   

   public class User implements Comparable {
       private String name;
       private int age;
       @Override
       public String toString() {...}
       @Override
       public boolean equals(Object o) {...}
       @Override
       public int hashCode() {...}
       // 按照姓名从小到大排序,年龄从小到大排序
       @Override
       public int compareTo(Object o) {
           if (o instanceof User) {
               User user = (User) o;
               int compare = user.name.compareTo(this.name);
               if (compare != 0) {
                   return compare;
               }else {
                   return Integer.compare(this.age,user.age);
               }
           }else {
               throw new RuntimeException("当前传递的类型不匹配");
           }
       }
   }
   

   定制排序中，比较两个对象是否行同的标准为：compare()返回0，不再是equlas()。

   public void test2() {
           Comparator comparator = new Comparator() {
               // 按照年龄从小到大排序
               @Override
               public int compare(Object o1, Object o2) {
                   if (o1 instanceof User && o2 instanceof User) {
                       User user1 = (User) o1;
                       User user2 = (User) o2;
                       return Integer.compare(user1.getAge(),user2.getAge());
                   }else {
                       throw new RuntimeException("传入的类型不匹配");
                   }
               }
           };
           TreeSet set = new TreeSet(comparator);
           set.add(new User("Tom",22));
           set.add(new User("Jerry",21));
           set.add(new User("Jim",20));
           set.add(new User("Mike",54));
           set.add(new User("Mary",54));
           set.add(new User("Jack",58));
           set.add(new User("Jack",20));
           Iterator iterator = set.iterator();
           while (iterator.hasNext()) {
               System.out.println(iterator.next());
           }
       }