javaSE基础（三）--List集合

一、为什么需要集合

如果要将100个学生成绩存放到程序中，怎么做？

首先想到是数组

int[] scores=new int[100];

然而，长度是固定的，比如是101个学生成绩，这个数组就不能用了，越界。

另外如果只使用了10个，则另外90个都被浪费了。

总之：集合是数组的升级，长度是动态的，无需预定义

使用Array（数组）存储对象方面具有一些弊端，需要提前对数组进行容量大小的设定，而Java 集合就像一种容器，可以动态地把多个对象的引用放入容器中，不要提前设置容量大小，存多少个就是多少个，无需提前定义。

数组是很常用的一种的数据结构，我们用它可以满足很多的功能，但是，有时我们会遇到如下这样的问题：

1、我们需要该容器的长度是不确定的。

2、我们需要它能自动排序。

3、我们需要存储以键值对方式存在的数据。

Java是一种面向对象语言，如果我们要针对多个对象进行操作，就必须对多个对象进行存储。而数组长度固定，不能满足变化的要求。所以，java提供了集合。
特点
1. 长度可以发生改变
2. 只能存储对象
3. 可以存储多种类型对象

 二、Java常用集合类型

 

Collection 接口存储一组不唯一，无序的对象

List 接口存储一组不唯一，有序（插入顺序）的对象，类似数组

Set 接口存储一组唯一，无序的对象

 Map接口存储一组键值对象，提供key到value的映射，Key不允许重复

 

List 允许重复，有序

set 不允许重复，无序

map value可重复，key不可重复，无序

二、List与ArrayList

1、Collection常用方法

1.1、添加功能

                          boolean add(Object obj):向集合中添加一个元素

                          boolean addAll(Collection c)：向集合中添加一个集合的元素

 

1.2、删除功能

                          void clear()：删除集合中的所有元素

                          boolean remove(Object obj)：从集合中删除指定的元素

                          boolean removeAll(Collection c):从集合中删除一个指定的集合元素

 

1.3、判断功能

                          boolean isEmpty()：判断集合是否为空。

                          boolean contains(Object obj)：判断集合中是否存在指定的元素。

                          boolean containsAll(Collection c)：判断集合中是否存在指定的一个集合中的元素。

 

1.4、遍历功能

                          Iterator iterator():就是用来获取集合中每一个元素。

 

1.5、长度功能

                          int size():获取集合中的元素个数

 

1.6、交集功能

                          boolean retainAll(Collection c):判断两个集合中是否有相同的元素

 

1.7、把集合转换成数组

                          Object[] toArray():把集合变成数组。

2、List接口

List接口为Collection直接接口。List所代表的是有序的Collection，即它用某种特定的插入顺序来维护元素顺序。用户可以对列表中每个元素的插入位置进行精确地控制，同时可以根据元素的整数索引（在列表中的位置）访问元素，并搜索列表中的元素。实现List接口的集合主要有：ArrayList、LinkedList、Vector、Stack。

add方法用于添加一个元素到当前列表的末尾，也可以通过其重载形式指定添加的位置；

addAll方法用于添加一个集合到当前列表的末尾，主要用于批量添加；

remove方法用于删除列表中的一个元素，可以将需要删除的元素作为参数进行指定，也可以指定需要删除元素的下标；

removeAll方法用于一次删除多个元素，参数为集合，集合中包含需要删除的元素；

get 方法用于通过下标获取对应下标的元素；

set 方法用于修改对应下标的元素；

size 方法用于获得集合的长度；

另外，还有几个类似的方法：

clear 方法用于清除现有所有的元素；

contains 方法用来查找某个对象在不在列表之中；

 3、ArrayList

ArrayList是一个动态数组，也是我们最常用的集合。它允许任何符合规则的元素插入甚至包括null。每一个ArrayList都有一个初始容量（10），该容量代表了数组的大小。随着容器中的元素不断增加，容器的大小也会随着增加。在每次向容器中增加元素的同时都会进行容量检查，当快溢出时，就会进行扩容操作。所以如果我们明确所插入元素的多少，最好指定一个初始容量值，避免过多的进行扩容操作而浪费时间、效率。

size、isEmpty、get、set、iterator 和 listIterator 操作都以固定时间运行。add 操作以分摊的固定时间运行，也就是说，添加 n 个元素需要 O(n) 时间（由于要考虑到扩容，所以这不只是添加元素会带来分摊固定时间开销那样简单）。

ArrayList擅长于随机访问，ArrayList是非同步的。public static void main(String[] args) {

//定义list集合，指定存放的数据类型，只能是引用类型
        List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
        //添加单个元素
        Integer n = 88;
        list.add(98);
        list.add(78);
        list.add(68);
        list.add(58);
        list.add(n);
        
        //获得单个元素
        int e1 = list.get(0);//获取list第一个元素98
        System.out.println(e1);
        //获得集合长度
        System.out.println("长度为："+list.size());
        
        //遍历集合方式1
        for (Integer l : list) {
            System.out.println("遍历："+l);
        }
        //遍历集合方式2
        for(int i=0;i<list.size();i++) {
            System.out.println("遍历："+list.get(i));
        }
        //移除
        //将下标为0的元素98移除
        list.remove(0);
        //移除所有
        list.clear();
        //获得集合长度
        System.out.println("长度为："+list.size());
    }


打印输出：

98
长度为：5
遍历：98
遍历：78
遍历：68
遍历：58
遍历：88
遍历：98
遍历：78
遍历：68
遍历：58
遍历：88
长度为：0

 ArrayList操作

public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> l = new ArrayList<String>();
        l.add("Tom");
        l.add("Jerry");
        l.add("Micky");
        //使用iterator遍历元素
        Iterator<String> it = l.iterator();
        while(it.hasNext()) {
            String str = it.next();
            System.out.println(str);
        }
        //在指定位置插入元素
        l.add(2, "kate");
        System.out.println();
        //通过索引直接访问元素
        for(int i =0;i<l.size();i++) {
            System.out.println(l.get(i));
        }
        
        ArrayList<String> subList = new ArrayList<String>();
        subList.add("Mike");
        subList.add("Jack");
        // addAll(Collection<? extends String> c)添加所给集合中的所有元素
        l.addAll(subList);
        System.out.println("-------------------------------------");
        //遍历元素
        for(int i =0;i<l.size();i++) {
            System.out.println(l.get(i));
        }
         // 判断是否包含某个元素
        if(l.contains("Mike")) {
            System.out.println("Mike is include in the list");
        }
        
        
    }
打印输出：
Tom
Jerry
Micky

Tom
Jerry
kate
Micky
-------------------------------------
Tom
Jerry
kate
Micky
Mike
Jack
Mike is include in the list

LinkedList操作

public static void main(String[] args) {
        LinkedList<String> linkedList = new LinkedList<String>();
        linkedList.add("Tom");
        linkedList.add("Jack");
        linkedList.add("Rose");
        linkedList.add("Katy");
        linkedList.remove("Tom");
        Iterator<String> iterator = linkedList.iterator();
        while(iterator.hasNext()) {
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }

打印输出：
Jack
Rose
Katy

 

三、Set与HashSet

 Set是一种不包括重复元素的Collection。它维持它自己的内部排序，所以随机访问没有任何意义。与List一样，它同样运行null的存在但是仅有一个。由于Set接口的特殊性，所有传入Set集合中的元素都必须不同，同时要注意任何可变对象，如果在对集合中元素进行操作时，导致e1.equals(e2)==true，则必定会产生某些问题。实现了Set接口的集合有：EnumSet、HashSet、TreeSet。

EnumSet

是枚举的专用Set。所有的元素都是枚举类型。

HashSet

HashSet堪称查询速度最快的集合，因为其内部是以HashCode来实现的。它内部元素的顺序是由哈希码来决定的，所以它不保证set 的迭代顺序；特别是它不保证该顺序恒久不变。

HashSet基础操作

    ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
        list.add(3);
        list.add(4);
        HashSet<Integer> set = new HashSet<Integer>();
        set.add(1);
        set.add(3);
        set.add(2);
        set.add(6);
        //set重复的元素将不能被添加
        set.add(1);
        //只要有元素被添加就返回true
        if(set.addAll(list)) {
            System.out.println("Add success");
        }
        //判断是否存在某个集合
        if(set.containsAll(list)) {
            System.out.println("The set is contain 3 and 4");
        }
        Iterator<Integer> it = set.iterator();
        while(it.hasNext()) {
            System.out.print(it.next()+" ");
        }
        //转换成数组
        Object[] array = set.toArray();
        for(int i=0;i<array.length;i++) {
            System.out.print(array[i]);
        }
        set.remove(3);
        
    }
打印输出：

Add success
The set is contain 3 and 4
1 2 3 4 6 12346

TreeSet

基于TreeMap，生成一个总是处于排序状态的set，内部以TreeMap来实现。它是使用元素的自然顺序对元素进行排序，或者根据创建Set 时提供的 Comparator 进行排序，具体取决于使用的构造方法。

public static void main(String[] args) {
        TreeSet<String> treeSet = new TreeSet<String>();
        treeSet.add("C");
        treeSet.add("A");
        treeSet.add("D");
        treeSet.add("B");
        Iterator<String> it = treeSet.iterator();
        while(it.hasNext()) {
            System.out.println(it.next());
        }
    }

四、总结