Java入门笔记（四）——单列集合

集合提供了一种存储空间可变的模型，对于数据的容量可以随时发生改变，前面提到的ArrayLIst就是集合的一种典型例子。集合的整体框架如下：(其中左侧为单列集合，右侧为多列集合)

​ 其实Collection是一个接口，List和Set都是继承了顶层的Collection接口，直接使用Collection需要重写其中的抽象方法。简单回顾一下接口与抽象类的区别，主要可以分为语法上的区别和设计上的区别：

（1）语法上：

1.抽象类可以实现抽象方法的一些细节，但是接口只能利用public abstract functionName()声明函数（也就是不能有方法体的意思）；

2.抽象类中的成员变量可以有多种类型，但是接口中的成员变量必须是public static final类型；

3.接口中不能含有静态代码块以及静态方法，而抽象类可以有静态代码块和静态方法；

4.一个类只能继承一个抽象类，而一个类却可以实现多个接口；

（2）设计上

抽象类主要是对一个抽象出来的一些列对象做一个整体上的描述，包括这一系列不同对象的属性和方法（或者说是行为）。接口则更偏向于规范对象的行为。二者都是为了提高代码的复用性。

下面主要总结一下Collection下面的具体类的常用使用方法。

其实主要的使用方法和之前提到的ArrayList一样，下面说一下中间报异常的代码：

public static void main(String[] args) {
    List arrList=new ArrayList();
    arrList.add(new Student("张三",16));
    arrList.add(new Student("李四",18));
    arrList.add(1,new Student("王五",18));
    for(Student item:arrList){//这里希望删除名字为张三的学生信息
        if(item.name.equals("张三")){
            arrList.remove(item);
        }
        System.out.println("输出学生信息："+item.name+"，"+item.age);
    }
}

通过控制台提示，这里报了一个运行时异常需要我们去处理

其实这里使用的增强遍历语法本质是基于迭代器实现的，在迭代器的遍历中每次会使用next向下遍历，遍历过程中执行了一个checkForComodification方法比较了modCount（实际修改集合的次数）和expectedModCount（期望修改集合的次数）。其实这里异常检测是为了监听并发修改。

​ 好，接下来再来复盘一下。正常情况下我们直接利用迭代器遍历会有一个next检测，如果只是遍历，没有进行相关的修改操作，那么对应的modCount和expectedModCount都不会改变，但是我们调用了remove方法删除元素，删除元素优先检测是否含有某个元素，找到了，于是调用函数fastRemove（），最终修改了modCount，导致在下一次遍历的时候出现的modCount!=expectedModCount的情况，于是就有了异常的抛出。

​ 于是，又来思考一下，既然需要保持expectedModCount与modCount相同，那么对于一个remove或者add操作不是只对modCount++，那么expectedModCount没有同步变化。那么我们一开始就是用了add，接下来的遍历应该会直接报错才是。这是因为初始化的时候，有这么一个操作，修改了expectedModCount。

​ 得到结论：add方法能够修改modCount，并且不修改expectedModCount，但是在使用迭代器的之后会重新初始化expectedModCount，因此不会报错。如果在使用迭代器中途修改modCount，会引起引起并发异常。

​ 解决方法，跳过并发检测或者同步修改expectedModCount，显然后者不太现实，因为这样修改的话很多地方法容易被我们忽视。采用如下方法：

for(int i=0;i 
2.2迭代器 
​ 迭代器是集合里面的特有的遍历方式，使用方式如下：
 
Iterator it=arrList.iterator();
while(it.hasNext()){
    Student s=it.next();
    System.out.println("输出学生成绩信息："+s.name+"，"+s.age);
}
//hasNext()用来检测迭代之后时候还有元素
//next()用来获取下一个元素
 
补充说明一下使用iterator方法可以不用考虑并发修改，iterator里面的add方法存在修改expectedModCount的代码：
 
 
另外还有一种列表迭代器，列表迭代器继承了基础的iterator，并在其基础上增加了反向遍历的功能：
 
if(it.hasPrevious()) s2=it.previous();
//hasPrevious()用来检测当前是否有上一个元素
//previous()用来获取上一个元素
 
2.3linkedList 
​ 基于链表设计的List，相比于ArrayList，linkedList能够更快的修改元素，除了一般的方法外，还有如下方法：
 
addFirst()//从头部添加元素
addLast()//从尾部添加元素
removeFisrt()//从尾部删除元素
removeFirst()//从头部删除元素
getFirst()//获取首部元素
getLast()//获取最后尾部元素
 
2.4Set集合 
​ 相比于List集合，Set集合最大的特点就是利用存储的数据不会重复，在常用的函数上其实和List差不多，给出如下例子：
 
public static void main(String[] args) {
    Set strlist=new HashSet<>();
    strlist.add("hello");
    strlist.add("world");
    strlist.add("java");
    strlist.add("world");
    //注意HashSet里面没有add(index,value)方法
    //同样的数据存储到集合中，后进入的数据将会被忽略
    //HashSet里面的数据是随机存放的，没有顺序。
    strlist.remove("hello");
    System.out.println("检测是否含有某元素："+strlist.contains("world"));
    for(String item:strlist){
        System.out.println("输出数据："+item);
    }
}
 
​ HashSet保证元素唯一的原理：当一个元素需要进行存储的时候，首先利用Object.hashCode()得到该对象的hash值。在存储数据的时候，首先会检测当前hash表是否被初始化。确保初始化之后，通过hash空间存储容量和hash值进行逻辑与运算，计算需要存储的对象的位置。如果得到的目标位置没有数据，那么直接存放。如果该位置有元素，首先需要判断hash值是否一致，如果hash值不一样则更改目标存储位置。如果还是一直则利用equals比较，如果还是一样的则放弃增加，否则添加元素。
 
​ 除了HashSet外，还有一个TreeSet。TreeSet最大的特点就是能够最进入set里面的数据进行自然排序。但是自然排序对象只能处理基础的数据，对于自定义对象的排序，需要去手动实现Comparable接口，具体写法如下：
 
//Student类
public class Student implements Comparable{//注意这里的Comparable是一个泛型接口
    String name="";
    int score=0;
    public Student(String name, int score) {
        this.name = name;
        this.score = score;
    }
    public int compareTo(Student s) {
        return this.score-s.score!=0 ? (this.score-s.score) : this.name.compareTo(s.name);
    }
}
//demo类中使用
public static void main(String[] args) {
    TreeSet studentList=new TreeSet();
    studentList.add(new Student("张三",100));
    studentList.add(new Student("李四",90));
    studentList.add(new Student("李六",90));
    studentList.add(new Student("王五",95));
    for (Student item : studentList) {
        System.out.println("输出数据：" + item.name+","+item.score);
    }
}
//结果：

 
参考文献 
（1）java接口与对象区别