Java高级特性(API)——第一章集合框架与泛型

一、为什么要学习集合？

1、数组的缺陷:

（1）数组中只能存储相同类型的数据。 （2）数组的长度固定不变，不能很好的解决元素数量动态变化的问题。 （3）虽然可以通过数组名.length获取数组的长度，但却无法直接获取 其中真正存储的元素的个数； （4）数组采取的是在内存中分配连续空间的方式来存储数据，虽然可以 通过下标快速获取元素，但是反过来，要想通过某个元素的信息来查找这个元素 时却比较麻烦，需要逐个遍历，效率低下。 （5）无法通过更复杂、方便的方式来存储数据.... 2、针对数组的这些缺陷，Java 提供了比数组更灵活、更实用的“集合框架”，可大大 提高软件的开发效率，并且不同的集合可适用于不同的场合。

 二、什么是集合？

1、与变量、数组一样，集合也是存储数据的一种容器。 2、它由一组接口和类组成，位于java.util包中。 3、它的关系结构如下：

虚线框表示接口或抽象类，实线框表示实现类，粗实线框表示常用的实现类。虚线和空 心箭头表示实现关系，虚线和实心箭头表示依赖关系（即线连接的类中使用了箭头所指向的类) JavaUML图解：https://www.cnblogs.com/shamao/p/10875550.html

 三、list接口：有序 & 不唯一 

（1）ArraysList: 

        ①和数组采用相同的存储方式，在内存中开辟连续的空间，并且实 现了长度可变的数组，也称为动态数组。         ②与数组的不同的是：数组只能存储相同类型的元素，但 ArraysList可以存储任何类型的元素，并且会把所有元素都转换成 Object类型（本质上仍是相同数据类型）。         ③因其内存空间连续，在增加和删除非尾部元素时会造成其它元素 的移动，因此（“增删改”）效率较低。但 适用于遍历和随机访问元 素 （即“查”）。

 （2）LinkedList:

        ①采用链表式的存储方式，适用于插入和删除元素，不适用于查找 元素。与ArraysList互补。

 四、set：无序&唯一 

①它的查找效率更高

 注：set没有get方法

 五、Iterator:对集合进行迭代遍历

(1)使用iterator()方法获取Iterator对象：Iterator iterator=****.iterator(); (2）hasNext():判断是否存在下一个可迭代的元素，有则返回true; (3）next():获取要访问的下一个元素；

六、Map：

①存储K键-V值组合； ②K键是一个set集合，不要求有序，不可重复； ③value不要求序但可重复； Map>map=newHashMap<>()；//复合

结构，可存放如某人的通话记录类的数据。

(1)排序： //comparable：可比较的 若要对一个类的对象进行排序，要先让这个类实现comparable接口，再 调用方法： intcomparaTo(Objecto)： this>o 返回1；this

Collections类: 

一、Collections类，类似于Arrays类，其中提供了很多用于操作集合 的、静态的方法。

二、如果要实现一个类的对象之间比较大小，则该类必须要实现 Comparable接口，并根据需要重写其中的compareTo()方法。

用来比较两个对象，如果o1小于o2，返回负数；等于o2，返回0；大 于o2返回正数                intcompare(To1,To2);

泛型:

https://www.zhihu.com/tardis/error?status=500 https://www.cnblogs.com/coprince/p/8603492.html https://www.jianshu.com/p/986f732ed2f1 泛型：所谓“泛型”，就是“宽泛的数据类型”，任意的数据类型。 它的本质是参数化类型，也就是说所操作的数据类型被指定为一个 参数，使代码可以应用于多种类型。即：将对象的类型作为参数，指定 到其他类或者方法上，从而保证类型转换的安全性和稳定性，这就是泛 型。 类型参数必须是一个合法的标识符，习惯上使用单个大写字母，通常情况 下，K 表示键，V 表示值，E 表示异常或错误，T 表示一般意义上的数据类型。 注意： 1.泛型参数只能使用引用类型变量来充当，不能使用基本数据类型 2.集合中，如果没使用泛型，则默认为Object类型 3.如果集合中使用泛型，则集合的相关属性、方法中，凡是使用到类 或接口泛型参数的地方，都调整为具体的泛型类型。

数组与集合的异同

数组和集合的主要区别包括以下几个方面： 1. 数组可以存储基本数据类型和对象，集合只能存储对象（可以以包装类 的形式存储基本数据类型）； 2. 数组的长度固定，而集合的长度是可变的； 3. 定义数组时必须指定数组元素类型，集合则是默认其中的所有元素类型 都是Object； 4. 无法直接获取数组中实际存储的元素个数，但集合可以通过size()方法 直接获取集合中实际存储的元素个数； 5. 数组只采用分配连续空间的方式存储数据，而集合有多种实现方式和不 同的适用场合； 6. 集合以接口和类的形式存在，具有封闭、继承、多态等类的特性，通过 简单的方法和属性调用即可实现各种复杂操作，大大提高了开发效率； 7. JDK中有一个Arrays类，专门用来操作数组，它提供一系列静态方法实 现以数组的搜索、排序、比较、填充等操作； 8. JDK中也有一个Collection类，专门用来操作集合，它也提供了一系列 的静态方法实现对集合的搜索、复制、排序、线程安全化等操作。

ArrayList其它方法

 

ArrayList和LinkedList有什么区别？ 

ArrayList和LinkedList有什么区别？ 相同点： 都实现了List接口 非线程安全的 集合中的元素都是有序的 不同点： 1. 底层数据结构 ArrayList 底层采用数组来存储元素的。 LinkedList 底层采用双向链表来存储元素的。 2. add(E e)：尾部添加元素 ArrayList 内部是采用数组结构，若数组的容量足够大的时候，向尾部追加元素是 相当快的，只需数组[size+1] = e;即可，但是当数组满的时候，需要对数组进行扩 容，会生成一个新的数组，新的数组大小为原数组大小的1.5倍，然后将老的数据复制 到新的数组中，这个需要一定的时间，如果扩容之后只新增了一个元素，此时可能会造 成一些空间的浪费。 而LinkedList内部采用双向链表的结构存放数据，所以追加元素的时候，只需要将 最后一个元素next指针指向新的元素就可以了，非常的快。 结论：add(E e)向尾部追加元素LinkedList更快一些。 3. add(int index, E element)：指定的位置插入元素 ArrayList：index位置插入元素的时候，需要将index位置后面的元素后移，若数 组已满，涉及到数组的扩容和复制，相对来说效率不是特别的高。 LinkedList：需沿着链表找到index位置的元素，然后改变一下指针的指向就可以 了，主要耗时在index位置的查找上。 结论：add(int index, E element)他们的效率差不多。 4. get(int index)：获取指定位置的元素 ArrayList内部通过数组定义，非常快。 而LinkedList内部需要沿着链表查找，会慢一些，看一下LinkedList 的get(index)源 码

public E get(int index) {
return node(index).item;
}Node node(int index) {
//判断index是否位于集合的前半部分，如果在前半部分，从头向后找，如果在后半部分，
从最后向前找
if (index < (size >> 1)) {
Node x = first;
for (int i = 0; i < index; i++)
x = x.next;
return x;
} else {
Node x = last;
for (int i = size - 1; i > index; i--)
x = x.prev;
return x;
}
}

结论：get(index)随机访问ArrayList更快。 5. remove(int index)：随机删除指定位置元素 ArrayList：涉及到数组内元素的移动，将index位置后面的元素向前移动。 LinkedList：先找到指定位置的元素，然后调整一下指针的指向就可以了。 结论：remove(index)随机删除指定位置元素LinkedList更快。 6. remove(Object o)：删除指定的元素 ArrayList：先按顺序找到这个元素的位置，然后将位置后面的所有元素前移，内部涉 及到数组元素的移动。 LinkedList：先按顺序找到这个元素的位置，然后调整一下指针的指向就可以了，更快 一些。 结论：remove(o) LinkedList更快。 7. int indexOf(Object o)：获取元素的位置 ArrayList：按序遍历查找。 LinkedList：按序遍历查找。 结论：2则都需要遍历，效率差不多。 8. set(int index, E element)：替换指定位置的元素 ArrayList：数组[index] = elelement 就可以了，非常的快。 LinkedList：需要先找到inde位置的元素，然后调整一下指针的指向。 结论：替换元素ArrayList更快。 使用场景 根据它们的优缺点，可以知道，ArrayList适用于频繁查询和获取数据；而LinkedList适合 频繁地增加或删除数据的场景。 总结 大家已经注意到了，这道题目主要考察的是2个集合内部的数据结构，一个是数组，一 个是双向链表，2种数据结构的特点搞清楚了，那么问题就很容易了。数组通过下标访问元 素是非常快的，但是插入或者删除元素会涉及到后面元素的移动，所以效率会慢一些。而链 表中插入和删除只需要调整一下指针的指向就行了，所以非常快

 集合的容量

1、List 元素是有序的、可重复 ArrayList、Vector默认初始容量为10 ArrayList ：线程不安全，查询速度快 底层数据结构是数组结构 扩容增量：原容量的 0.5倍+1个 如 ArrayList的容量为10，一次扩容后是容量为15+1=16 LlinkedList： 是一个双向链表，没有初始化大小，也没有扩容的机制，就是 一直在前面或者后面新增就好。 Vector ：线程安全，但速度慢 底层数据结构是数组结构 加载因子为1：即当元素个数超过容量长度时，进行扩容 扩容增量：原容量的 1倍 如 Vector的容量为10，一次扩容后是容量为20 2、Set(集) 元素无序的、不可重复 HashSet ：线程不安全，存取速度快 底层实现是一个HashMap（保存数据），实现Set接口 默认初始容量为16（为何是16，见下方对HashMap的描述） 加载因子为0.75：即当元素个数超过容量长度的0.75倍时， 进行扩容 扩容增量：原容量的 1 倍 如 HashSet的容量为16，一次扩容后是容量为32 3、Map是一个双列集合 HashMap：默认初始容量为16 （为何是16：16==2^4，可以提高查询效率） 加载因子为0.75：即当元素个数超过容量长度的0.75倍时， 进行扩容 扩容增量：原容量的 1 倍 如 HashSet的容量为16，一次扩容后是容量为32 4、一个问题:ArrayList list = new ArrayList(20);中的list扩充几次? 答：0次。 解析： ArrayList list=new ArrayList(); 这种是默认创建大小 为10的数组，每次扩容大小为1.5倍。 ArrayList list=new ArrayList(20); 这种是指定数 组大小的创建，没有扩充。