Java集合----Collection接口

之前已经学过了一些Java的基础知识点，今天开始总结学习Java集合的相关知识吧，如果有遗漏不足之处，还请斧正，也可以去其他网站进行更加详细的学习！！！

 Java 集合类存放于 java.util 包中，是一个用于存放对象的容器

集合中只能存放对象，如果存入一个简单类型，实际上进行了自动转换【装箱】

集合中存放的是多个对象的引用，对象本身还是存放在堆内存

集合中可以存放不同类型、不限数量的数

Iterator 和 Iterable 接口

Collection 接口作为集合框架的顶级接口之一，继承于 Iterable 接口。

public interface Collection extends Iterable{

}

Iterable 接口

Iterable 接口用于引入可遍历的功能，要求接口的具体实现类必须提供 Iterator 的实现。

Iterator 接口 Iterator 迭代器，走访器，可以理解为集合中元素的指针，用于实现集合中所有元素的遍历访问

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Collection接口 

一般来说 Collection 接口是集合框架的顶级接口，但是事实上不是。

特征：集合中的数据无序，允许重复。

public interface Collection extends Iterable{

}

常见接口中定义的方法：

size():int 获取集合中的元素个数

add(Object obj):boolean 向集合中添加元素 obj

isEmpty():boolean 判断集合中的元素个数是否为 0

contains(Object obj):boolean 判断当前集合中是否包含对象 obj

toArray():Object[]将集合转换为数组

addAll(Collection) 将另外一个集合中的所有元素添加到当前集合中

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

clear():void 清空集合中的所有元素

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List子接口

Collection 接口的子接口。

特征：数据有序【索引编号】允许重复。在 Collection 接口的基础上添加了每个元素的索引编号，编号从 0 开始到 size-1 结束。

public interface List extends Collection{

}

常见接口中定义的方法：

add(Object):boolean 向集合末尾追加元素

add(int index, E element):void 向指定索引位置

index 上添加元素 element，原始数据自动后移

remove(Object):boolean 删除第一个和 object 参数相等的元素

remove(int index):Object 删除指定索引值对应的元素，并返回被删除的元素。

get(int index):E 获取指定索引号对应的元素，要求 index 应该在[0,size-1]范围内，否则异常

set(int index, E element):E 用于给指定索引位置上进行赋值操作，这个位置上必须有对应的数据，已经赋过值了，这里实际上就是修改操作，否则越界异常

indexOf(Object obj):int 从前向后查询第一个元素和 obj 相等的元素的对应索引值。如果不存在相等的时候返回-1

lastIndexOf(Object obj):int 从后向前查询最后一个元素和 obj 相等的元素的对应索引值。如果不存在相等的时候返回-1

实现类：（ArrayList 、LinkedList、Vector）

ArrayList 底层数据结构就是数组，随机查询速度快、增删慢，线程不安全的，效率高，允许存放重复元素。

ArrayList 是实现了 List 接口的可扩容的数组【System.arrayCopy】，它的内部是基于数组实现的，相较于 Java中的数组，容量能动态增长。

ArrayList 实际上是通过数组保存数据，当构建 ArrayList 时，如果使用默认构造器，默认容积是 10，但是采用延迟构建；

当 ArrayList 容积不足以存放元素时，会自动进行 50%增容处理。新容积=原始容积*3/2；

ArrayList 克隆函数是将全局元素克隆到一个数组中。elementData 前面有 transient 修饰；

ArrayList 实现序列化时，先写出容积，再依次写出每个元素。

LinkedList 底层数据结构是双向链表，查询慢、增删快，线程不安全的，效率高，允许存放重复元素。

LinkedList 底层的数据结构是基于双向链表的结构。

Vector 底层数据结构是数组，随机查询速度快、增删慢，线程安全，效率低，允许存放重复元素。

内部实现仍旧是采用数组的方式实现，但是大部分方法上都有 synchronized 同步约束，所以当前类是一个线程安全的类。

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Set子接口

Collection 接口的子接口。

特征：无序、不允许重复。

public interface Set extends Collection{

}

实现类：（HashSet、LinkedHashSet、TreeSet）

HashSet实现了Set接口，底层实际上是包装了一个HashMap实现的。

HashSet采用hash算法来存储集合中的元素，因此具有良好的读写性能。

调用add方法向HashSet中添加元素时，首先是针对对象的hashcode值进行比较。如果两个对象的 hashcode值相等时才会继续调用equals方法；如果两个对象的hashcode值不相等，则不会调用equals方法。

hashSet的特征

无序，不仅不能保证元素的插入顺序，而且在元素以后的顺序也可能会发生变化

如果需要访问的顺序和插入的顺序一致，则可以使用HashSet的子类LinkeHashSet

存储的元素不允许重复【equals和hashcode】

hashset中常见方法

contains(Object):boolean 判断set中是否存在指定对象，如果存在返回为true

iterator():Iterator 迭代访问元素----foreach写法要求必须实现Iterable接口

toArray():Object[] 放回包含所有元素的数组；如果需要指定返回数组的类型，可以使用toArray(类型[])

add(Object obj):boolean 如果set中不存在指定的元素obj，则向set中添加元素

remove(Object):boolean 删除指定元素

LinkedHashSet是HashSet的一个子类，LinkedHashSet也是根据hashCode值来决定元素的具体存储位置，但是同时它引入了一个链表可以维护元素的插入顺序。

底层采用链表和哈希表的算法，使用链表记录元素的添加位置，使用哈希表保证元素的唯一性。

LinkedHashSet是HashSet的子类，在HashSet的基础上添加了额外的链表，底层采用的是hash表的算法和链表的算法，既能保证元素的添加顺序，也保证了查询效率，当时整体性能要低于HashSet

判断元素相等采用的是equals方法，要求当equals为true时，hashCode值必须相等

要求存入HashSet中的元素必须覆盖定义equals()和hashCode()两个方法

TreeSet是一种排序的Set集合，数据存储采用的是NaviatableMap，底层实际上就是TreeMap实现的，本质上是一个红黑树原理。

Random r=new Random(); 
List list=new ArrayList<>(); 
Set set=new TreeSet<>(); 
while(set.size()<10){ 
    int k=r.nextInt(20); 
    list.add(k); 
    set.add(k); 
}
System.out.println("生成的数据为："); 
System.out.println(list); 
System.out.println("插入TreeSet中的数据为:"); 
System.out.println(set);

Set，所以无重复。hashSet要求hashCode和equals方法，但是TreeSet不要求；

TreeSet不保证元素的添加顺序(LinkedHashSet)，但是会对集合中的元素进行排序，需要 Comparable或者Comparator；

TreeSet底层采用红黑树算法(近似平衡排序二叉树)，比较适合查询，但是添加的效率比较低。

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今天的学习就先到这里吧，记得做好总结巩固哦！下一篇将继续学习Java集合中的Map接口的知识点！！！