Java—单列集合

本文主要是介绍Java—单列集合，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

单列集合体系结构

Collection

Collection的遍历方式

迭代器遍历

增强for遍历

Lambda表达式遍历

总结

List

ArrayList集合底层原理

LinkedList集合底层源码

迭代器底层源码

Set

HashSet

LinkedHashSet

TreeSet

TreeSet自定义排序方式

集合使用总结

单列集合体系结构

单列集合可分为以下两种类别
List系列集合：添加的元素有序、可重复、有索引
Set系列集合：添加的元素无序、不重复、无索引

Collection

public boolean add(E e)                // 把给定的对象添加到当前集合中
public void clear()                    // 清空集合中所有的元素
public boolean remove(E e)              // 把给定的对象在当前集合中删除
public boolean contains(object obj)    // 判断当前集合中是否包含给定的对象
public boolean isEmpty()               // 判断当前集合是否为空
public int size()                      // 返回集合中元素的个数/集合的长度

add细节
1. 如果我们往List系集合中添加数据，那么方法永远返回true，因为List系集合是允许元素重复的。
2. 如果我们往set系集合中添加数据，若当前添加的元素不存在，则方法返回true，表示添加成功；若当前添加的元素已存在，则方法返回false，表示添加失败。因为set系列的集合不允许重复。

contains细节
contains方法在底层依赖equals方法判断对象是否一致。如果集合中存储的是自定义对象，且没有重写equals方法，那么将默认使用object类中的equals方法进行判断，而object类中的equals方法，是依赖地址值是否相同进行判断的。

Collection的遍历方式

迭代器遍历

代码示例

Collection<String> coll = new ArrayList<>();
coll.add("aaa");
coll.add("bbb");
coll.add("ccc");
coll.add("ddd");//获取迭代器对象
Iterator<String> iterator = coll.iterator();
while(iterator.hasNext()){//获取元素并移动指针String next = iterator.next();System.out.println(next);
}/*
output
aaa
bbb
ccc
ddd
*/

细节
1. 如果指针指向空值，并且进行访问时会报错NoSuchElementException
2. 迭代器遍历完毕后，指针不会复位
3. where循环遍历中只能用一次next方法
4. 迭代器遍历时，不能用集合的方法进行增加或者删除，但可以用迭代器提供的remove方法删除

增强for遍历

格式如下

for (元素的数据类型 变量名称 :数组或集合 ) {}

代码示例

Collection<String> coll = new ArrayList<>();
coll.add("aaa");
coll.add("bbb");
coll.add("ccc");
coll.add("ddd");for (String s : coll) {System.out.println(s);
}/*
output
aaa
bbb
ccc
ddd
*/

注意
1. 所有单列集合和数组才能用增强for进行遍历
2. 修改增强for中的变量，不会改变集合中原本的数据

Lambda表达式遍历

得益于JDK 8开始的新技术Lambda表达式，提供了一种更简单、更直接的遍历集合的方式。

Collection<String> coll = new ArrayList<>();
coll.add("aaa");
coll.add("bbb");
coll.add("ccc");
coll.add("ddd");coll.forEach(s->System.out.println(s)
);

总结

List

Collection的方法List都继承了，List集合因为有索引，所以多了很多索引操作的方法。

void add(int index, E element)            //在指定位置插入指定的元素，原来索引上的元素将依次往后移动
E remove(int index)                       //删除指定索引处的元素，返回被删除的元素
boolean remove(Object o)                  //删除第一个与o对象相等的元素
E set(int index,E element)                //修改指定索引处的元素，返回被修改的元素
E get(int index)                          //返回指定索引处的元素

注意：在调用方法时，如果方法出现了重载现象，则优先调用实参跟形参类型一致的方法。

因此在调用remove方法时，形参的类型不同，将导致调用的方法不同。
如果形参属于Object类型，将调用boolean remove(Object o) 方法；
如果形参属于int类型，将调用E remove(int index)方法。

List遍历方式
相比Collection的三种遍历方式（迭代器、增强for、Lambda），List还支持普通for遍历和列表迭代器遍历。

代码示例

public static void main(String[] args) throws ParseException {List<Integer> list = new ArrayList<>();list.add(1);list.add(2);list.add(3);list.add(4);list.add(5);list.add(6);// 1.普通for遍历for (int i = 0; i < list.size(); i++) {System.out.println(list.get(i));}// 2.列表迭代器遍历ListIterator<Integer> it = list.listIterator();while (it.hasNext()) {Integer next = it.next();if (next == 2)it.add(666);if (next == 5)it.remove();}System.out.println(list.toString()); //[1, 2, 666, 3, 4, 6]}

总结
如果在遍历的过程中需要删除或者添加元素，可以使用迭代器遍历。其它情况下可以任意选择。

ArrayList集合底层原理

1. 每次利用空参创建集合时，会在底层创建一个默认长度为0的数组；
2. 只有当添加第一个元素时，底层会创建一个长度为10的新数组；
3. 每次数组存满时，会扩容1.5倍；如果一次添加多个元素并且扩容1.5倍存放不下时，则会扩容至与数组元素个数相等的长度；
4. 每次扩容时都是新建一个更大容量的数组，然后利用Arrays.copyOf方法拷贝旧数组的数据；
5. 变量size既表示“元素的个数”，也表示“下次存入的位置”

LinkedList集合底层源码

LinkedList底层源码如下。

迭代器底层源码

Set

Set系列集合特点：无序、不重复、无索引

Set系列集合实现类
HashSet：无序、不重复、无索引
LinkedHashSet：有序、不重复、无索引
TreeSet：可排序、不重复、无索引

Set接口中的方法上基本上与collection的API一致。

Set集合的遍历方式

public static void main(String[] args) throws ParseException {Set<String> s = new HashSet<>();s.add("aaa");s.add("bbb");s.add("ccc");//迭代器遍历Iterator<String> it = s.iterator();while(it.hasNext()){String str = it.next();System.out.printf(str); //aaacccbbb}//增强for遍历for (String s1 : s) {System.out.printf(s1); //aaacccbbb}//Lambda遍历s.forEach(s1-> System.out.printf(s1)); //aaacccbbb
}

HashSet

Hashset底层原理
HashSet集合底层采取哈希表存储数据，哈希表是一种对于增删改查数据性能都较好的结构。

哈希表组成
JDK8之前：数组+链表
JDK8开始：数组+链表+红黑树

哈希值
1. 根据hashcode方法算出来的int类型的整数；
2. hashcode方法定义在Object类中，所有对象都可以调用，默认使用地址值进行计算；
3. 一般情况下，通过重写hashcode方法，会利用对象内部的属性值计算哈希值；
4. 如果集合中存储的是自定义对象，必须要重写hashcode和equals方法。

对象的哈希值特点
1. 如果没有重写hashcode方法，不同对象计算出的哈希值是不同的；
2. 如果已经重写hashcode方法，不同对象只要属性值相同，计算出的哈希值就是一样的；
3. 在小部分情况下，不同的属性值或者不同的地址值计算出来的哈希值也可能一样。(哈希碰撞)

LinkedHashSet

TreeSet

TreeSet的特点
1. 不重复、无索引、可排序；
2. 可排序：按照元素的默认规则（由小到大）排序；
3. TreeSet集合底层是基于红黑树的数据结构实现排序的，增删改查性能都较好。

TreeSet的默认排序规则
1. 对于数值类型：Integer，Double等，默认按照从小到大的顺序排序；
2. 对于字符和字符串类型：按照字符的ASCII值升序进行排序；
3. 字符串排序示例，排序好的字符串序列："aaa"、"ab"、"aba"、"cd"、"qwer"

TreeSet自定义排序方式

Comparable比较器接口中compare方法返回值的特点
负数：表示当前要添加的元素是小的，存左边
正数：表示当前要添加的元素是大的，存右边
0：表示当前要添加的元素已经存在，舍弃

方式一
默认排序/自然排序：通过集合存储的Javabean类自身实现Comparable接口，编写比较规则。

public class Student implements Comparable<Student>{private String name;private int age;...   @Overridepublic int compareTo(Student o) {//按照年龄升序排序return this.age-o.age;}
}

方式二
比较器排序：创建TreeSet对象时，传递比较器Comparator类并编写排序规则。

TreeSet<String> ts = new TreeSet<>((String o1, String o2) -> {//按照字符串的长度升序排序int i = o1.length() - o2.length();//如果字符串长度相等，则按照默认的排序规则排序（Ascii值升序排序）i = i == 0 ? o1.compareTo(o2) : i;return i;
});

使用原则：默认使用第一种，如果第一种不能满足当前需求，则使用第二种。