Collection接口及其常用子类（java.util包）

1. Collection接口

• List关注事物的索引列表

  • ArrayList:可以理解为一个可增长的数组，提供快速迭代和随机访问的能力。
  • LinkedList：可以理解为一个双链表，提供快速插入删除的能力。
  • Vector：是线程安全版本的ArrayList，但是性能低。

Collection结构图及总结

Collection是单个集合保存的最大父接口。
每一次进行数据操作的时候只能够对单个对象进行处理。

public interface Collection<E> extends Iterable<E>

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• Iterable是一个迭代器接口。
  接口Iterable，该接口包含一个能够产生Iterator接口的iterator()方法，并且Iterable对象被foreach用来在序列中移动，因此创建的任何实现了Iterable接口的类都可以将它用于foreach。
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• 1.1Collection接口中的核心方法

  ****add(T t) //向类集中添加元素
  ****iterator() //取得类集迭代器
  addAll()
  clear()
  contains()
  remove()
  size()
  toArray()
  

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  ---------简写，并不全是无参。加星号的表示比较重要。

  collection只定义了存储数据的标准，但是无法区分存储类型。
  实际中更多的是使用两个子接口：1. List（允许重复） 2. Set（不允许重复）

  1.2List接口

  在进行单个集合处理时，优先考虑List接口，是允许数据重复的。

  List接口若想保存自定义类的对象，该类必须覆写equals()才能使用contains()、remove()。
  所以使用List接口一定得覆写equals（）方法。

  List接口除了实现Collection接口的方法，还有自己独有的方法。

  public E get(int index) //根据索引获取数据
  public E set(int index,E element) //根据索引更新数据，返回原来数据
  

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  List中有三个常用的子类，值得去深究它们之间的区别和底层实现。
  1.ArrayList 2.Vector 3.LinkedList 都继承抽象类 AbstractList< E>抽象类

  重点重点重点重点

  • 问题1：ArrayList和Vector区别

  共同点：底层都是用数组实现存储对象
  区别：

  1. 版本
     ArrayList JDK1.2。Vector JDK1.0:在类集出现之前，都是直接继承这个类。
  2. 初始化策略
     Vector在无参构造执行后将对象数组大小初始化为10.
     ArrayList在构造阶段并不初始化对象数组，在第一次添加元素时才初始化数组。-懒加载策略
     创建大小minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
     DEFAULT_CAPACITY大小为10
  3. 扩容策略：
     Vector：2倍（根据操作系统不同而不同）
     int newCapacity = oldCapacity + ((capacityIncrement > 0) ? capacityIncrement : oldCapacity);
     ArrayList：1.5倍
     int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
  4. 线程处理：
     Vector： 方法上加锁，线程安全，效率较低。 synchronized
     ArrayList： 异步处理，线程不安全，效率较高。
     （即便要用线程安全的List，也不用Vector）
  5. 遍历：
     Vector： 支持较老的迭代器Enumeration
     ArrayList：不支持
  • 问题2：ArrayList和LinkedList区别

  共同点：都没有加锁操作，异步处理。
  区别：

  1. 底层实现：
     ArrayList：使用数组
     LinkedList：使用链表

  1.3 Set接口

  不允许数据重复！！

  没有扩充方法，直接覆写collection的抽象方法。

  • 有两个很重要的子类：
  1. HashSet ||无序存储
     实际上就是HashMap 的Key值+一个静态的null对象
     底层使用哈希表+红黑树
     允许存放null
  2. TreeSet ||有序存储
     底层使用红黑树
     不允许存放null
     ：因为是有序存储，所以自定义类要想保存到TreeSet中
     必须①实现Comparable接口
     或者②向TreeSet中传入比较器（Compartor接口）
     实现比较标准，才能实现TreeSet中部分方法。
  • 问题1：说到了Comparable和Compartor接口，那就简单比较区分一下：

  它们的目的和作用都是一样的，在Java中实现自定义类的比较。
  多用于TreeSet和TreeMap。

  但是使用方法上和功能实现上都是完全不一样的。

  实现java.lang.Comparable（1.2）接口，就说明该类支持排序。
  存放该类的collection或者数组可以通过collections.sort（）进行排序。可以直接存放在TreeSet中。
  接口内就一个int ComparTo（T o）方法，覆写这个方法，就是告诉怎么去比较。在类内实现排序。
  称之为 类内比较器。

  第三方实现java.util.Comparator （1.5）接口，是需要比较的类本身不支持排序，就可以外部建立一个该类的"比较器"来进行排序。这个外部比较器实现Compartor接口即可。
  接口中有个compare（T t，E e）方法。创建一个类在类外实现排序。必须实现equals
  称之为 外部比较器。
  -策略模式，更加灵活，可以轻松改变策略进行第三方排序。

  • 问题2：既然知道了TreeXXX自定义类的比较方法，那么同样在意顺序的HashXXX怎么比较对象顺序呢？

  这就得引出一个HashCode概念，这是通过哈希算法散列得来的。哈希表中的概念。
  要判断大小就得同时覆写HashCode（）和equals（）两个方法。
  必须hashCode和equals都返回ture才是相等。
  equals比较的是元素的内容，HashCode比较的是元素存储的经过hash转化的地址。

  equals相同，hashcode一定保证相同
  hashcode相同，equals不一定相同

  这里又引入了一个问题，问题3：哈希碰撞，~~~
  把任意长度的字符串变成固定长度的字符串，所以必有一个输出串对应无穷多个输入串，碰撞是必然存在的。
  解决方法在这里就简单一提，
  1.开放定址法，也就是一直为冲突的元素找新地址
  2.再哈希法，就是同时构造多个hash函数，冲突就换函数
  3.链地址法，把冲突的元素放进一个链表中
  4.建立公共溢出区，将冲突的元素统一放入另一个区域

  • 问题4：那为什么非要在乎比较对象大小这个概念？

  因为Set是不可重复的，那既然不可重复就得规定一个标准，让计算机知道怎么样才能算相等，就像定义了一个学生信息表，你就得规定姓名和学号完全一样才算相等。
  还有就是TreeXXX在意的是对象的自然排序，所以必须要定义这个比较"准则"。

  2. Collections工具类

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  • 常用子类
  1. 将线程不安全集合包装成线程安全集合（不推荐）
     推荐使用juc包下的并发集合类（ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArrayList）
     eg：把ArrayList变的安全
     内部实现就是在方法内部使用 线程安全同步代码块，效率较低
     synchronizedList(list)
  2. 向集合中一次加入多个元素
     addAll()
  3. 集合反转
     reverse()
  4. 集合排序
     sort()

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  写到这里，Collection接口和Map接口的特点、实现以及它们的常用子类的特点、区别、适用都已经有个大概了解和区分了。