一.List< E >接口
1.List接口介绍
- List接口介绍
- 它是一个元素存取有序的集合。例如，存元素的顺序是11、22、33。那么集合中，元素的存储就是按照11、22、33的顺序完成的）
- 它是一个带有索引的集合，通过索引就可以精确的操作集合中的元素（与数组的索引是一个道理）
- 集合中可以有重复的元素，通过元素的equals方法，来比较是否为重复的元素
- List接口的常用子类
- ArrayList集合
- LinkedList集合
2.List接口中常用的方法
增加元素的方法
add(Object e)：向集合末尾处，添加指定的元素add(int index, Object e)：向集合指定索引处，添加指定的元素，原有元素依次后移
删除元素的方法
remove(Object e)：将指定元素对象，从集合中删除，返回值为被删除的元素remove(int index)：将指定索引处的元素，从集合中删除，返回值为被删除的元素
替换元素的方法
set(int index, Object e)：将指定索引处的元素，替换成指定的元素，返回值为替换前的元素
查询元素的方法
get(int index)：获取指定索引处的元素，并返回该元素
实例代码
List<String> list = new ArrayList<String>(); //1,添加元素。 list.add("小红"); list.add("小梅"); list.add("小强"); //2,插入元素。插入元素前的集合["小红","小梅","小强"] list.add(1, "老王"); //插入元素后的集合["小红","老王","小梅","小强"] //3,删除元素。 list.remove(2);// 删除元素后的集合["小红","老王","小强"] //4,修改元素。 list.set(1, "隔壁老王");// 修改元素后的集合["小红","隔壁老王","小强"] Iterator<String> it = list.iterator(); while (it.hasNext()) { String str = it.next(); System.out.println(str); } //由于List集合拥有索引，因此List集合迭代方式除了使用迭代器之外，还可以使用索引进行迭代 for (int i = 0; i < list.size(); i++) { String str = list.get(i); System.out.println(str); }
3.Iterator的并发修改异常
在list集合迭代元素中，对元素进行判断，一旦条件满足就添加一个新元素。代码如下
public class IteratorDemo { //在list集合迭代元素中，对元素进行判断，一旦条件满足就添加一个新元素 public static void main(String[] args) { //创建List集合 List<String> list = new ArrayList<String>(); //给集合中添加元素 list.add("abc1"); list.add("abc2"); list.add("abc3"); list.add("abc4"); //迭代集合，当有元素为"abc2"时，集合加入新元素"itcast" Iterator<String> it = list.iterator(); while(it.hasNext()){ String str = it.next(); //判断取出的元素是否是"abc2"，是就添加一个新元素 if("abc2".equals(str)){ list.add("itcast");// 该操作会导致程序出错 } } //打印容器中的元素 System.out.println(list); } }- 运行上述代码发生了错误 java.util.ConcurrentModificationException这是什么原因呢？在迭代过程中，使用了集合的方法对元素进行操作。导致迭代器并不知道集合中的变化，容易引发数据的不确定性。
- 并发修改异常解决办法：在迭代时，不要使用集合的方法操作元素。
- 那么想要在迭代时对元素操作咋办？通过ListIterator迭代器操作元素是可以的，ListIterator的出现，解决了使用Iterator迭代过程中可能会发生的错误情况。
- 注意:ListIterator是List特有的，其他集合不能使用
4.List集合存储数据的结构
List接口下有很多个集合，它们存储元素所采用的结构方式是不同的，这样就导致了这些集合有它们各自的特点，供给我们在不同的环境下进行使用。数据存储的常用结构有：堆栈、队列、数组、链表。我们分别来了解一下：
- 堆栈，采用该结构的集合，对元素的存取有如下的特点：
- 先进后出（即，存进去的元素，要在后它后面的元素依次取出后，才能取出该元素）。例如，子弹压进弹夹，先压进去的子弹在下面，后压进去的子弹在上面，当开枪时，先弹出上面的子弹，然后才能弹出下面的子弹。
- 栈的入口、出口的都是栈的顶端位置
- 压栈：就是存元素。即，把元素存储到栈的顶端位置，栈中已有元素依次向栈底方向移动一个位置。
- 弹栈：就是取元素。即，把栈的顶端位置元素取出，栈中已有元素依次向栈顶方向移动一个位置。
- 队列，采用该结构的集合，对元素的存取有如下的特点：
- 先进先出（即，存进去的元素，要在后它前面的元素依次取出后，才能取出该元素）。例如，安检。排成一列，每个人依次检查，只有前面的人全部检查完毕后，才能排到当前的人进行检查。
- 队列的入口、出口各占一侧。
- 数组，采用该结构的集合，对元素的存取有如下的特点：
- 查找元素快：通过索引，可以快速访问指定位置的元素
- 增删元素慢：
- 指定索引位置增加元素：需要创建一个新数组，将指定新元素存储在指定索引位置，再把原数组元素根据索引，复制到新数组对应索引的位置
- 指定索引位置删除元素：需要创建一个新数组，把原数组元素根据索引，复制到新数组对应索引的位置，原数组中指定索引位置元素不复制到新数组中
- 链表，采用该结构的集合，对元素的存取有如下的特点：
- 多个节点之间，通过地址进行连接。例如，多个人手拉手，每个人使用自己的右手拉住下个人的左手，依次类推，这样多个人就连在一起了。
- 查找元素慢：想查找某个元素，需要通过连接的节点，依次向后查找指定元素
- 增删元素快：只需要修改连接下个元素的地址即可
5.ArrayList集合
ArrayList集合数据存储的结构是数组结构。元素增删慢，查找快，由于日常开发中使用最多的功能为查询数据、遍历数据，所以ArrayList是最常用的集合。
6.LinkedList集合
LinkedList集合数据存储的结构是链表结构。方便元素添加、删除的集合。实际开发中对一个集合元素的添加与删除经常涉及到首尾操作，而LinkedList提供了大量首尾操作的方法。 如下图
* LinkedList是List的子类，List中的方法LinkedList都是可以使用，这里就不做详细介绍，我们只需要了解LinkedList的特有方法即可。在开发时，LinkedList集合也可以作为堆栈，队列的结构使用。
实例代码
LinkedList<String> link = new LinkedList<String>(); //添加元素 link.addFirst("abc1"); link.addFirst("abc2"); link.addFirst("abc3"); //获取元素 System.out.println(link.getFirst()); System.out.println(link.getLast()); //删除元素 System.out.println(link.removeFirst()); System.out.println(link.removeLast()); while(!link.isEmpty()){ //判断集合是否为空 System.out.println(link.pop()); //弹出集合中的栈顶元素 }
7.Vector集合
Vector集合数据存储的结构是数组结构，为JDK中最早提供的集合。Vector中提供了一个独特的取出方式，就是枚举Enumeration，它其实就是早期的迭代器。此接口Enumeration的功能与 Iterator 接口的功能是类似的。Vector集合已被ArrayList替代。枚举Enumeration已被迭代器Iterator替代。
已经被淘汰，线程安全，效率低，其他和ArrayList一样
Vector常见方法
Enumeration枚举常见的方法
二.Set接口
1.Set接口介绍
- 不包含重复元素的集合，没索引
- Set集合取出元素的方式可以采用：迭代器、增强for
- 有多个子类，这里我们介绍其中的HashSet、LinkedHashSet这两个集合
- Set集合存放不重复的元素，无索引。通过元素的hashCode和equals方法来判断是否是重复元素
2.HashSet集合特点
- HashSet底层数据结构是哈希表
- 保证元素唯一性的方式依赖于：hashCode()与equals()方法。
- 无序集合,存储和取出的顺序不同,没有索引,不存储重复元素
- 存储和取出的速度都快
- 线程不安全，运行速度快
3.HashSet集合存储数据的结构（哈希表）
哈希表的存储原理
每存入一个新的元素都要走以下三步
- 首先调用本类的hashCode()方法算出哈希值
- 在容器中找是否与新元素哈希值相同的老元素, 如果没有直接存入 如果有转到第三步
- 新元素会与该索引位置下的老元素利用equals方法一一对比；一旦新元素.equals(老元素)返回true,停止对比,说明重复,不再存入；如果与该索引位置下的老元素都通过equals方法对比返回false,说明没有重复,存入
哈希表的数据结构
- 加载因子:表中填入的记录数/哈希表的长度
- 例如: 加载因子是0.75 代表: 数组中的16个位置,其中存入16*0.75=12个元素
- 如果在存入第十三个(>12)元素,导致存储链子过长,会降低哈希表的性能,那么此时会扩充哈希表(在哈希),底层会开辟一个长度为原长度2倍的数组,把老元素拷贝到新数组中,再把新元素添加数组中
- 当存入元素数量>哈希表长度加载因子,就要扩容,因此加载因子决定扩容时机
4.HashSet存储JavaAPI中的类型元素
给HashSet中存储JavaAPI中提供的类型元素时，不需要重写元素的hashCode和equals方法，因为这两个方法，在JavaAPI的每个类中已经重写完毕，如String类、Integer类等。
实例代码
public class HashSetDemo { public static void main(String[] args) { //创建HashSet对象 HashSet<String> hs = new HashSet<String>(); //给集合中添加自定义对象 hs.add("zhangsan"); hs.add("lisi"); hs.add("wangwu"); hs.add("zhangsan"); //取出集合中的每个元素 Iterator<String> it = hs.iterator(); while(it.hasNext()){ String s = it.next(); System.out.println(s);//wangwu lisi zhangsan } } }
5.HashSet存储自定义类型元素
给HashSet中存放自定义类型元素时，需要重写对象中的hashCode和equals方法，建立自己的比较方式，才能保证HashSet集合中的对象唯一
实例代码
- 创建自定义对象Student
public class Student { private String name; private int age; public Student(String name, int age) { super(); this.name = name; this.age = age; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { this.age = age; } @Override public String toString() { return "Student [name=" + name + ", age=" + age + "]"; } @Override public int hashCode() { final int prime = 31; int result = 1; result = prime * result + age; result = prime * result + ((name == null) ? 0 : name.hashCode()); return result; } @Override public boolean equals(Object obj) { if (this == obj) return true; if(!(obj instanceof Student)){ System.out.println("类型错误"); return false; } Student other = (Student) obj; return this.age == other.age && this.name.equals(other.name); } }- 创建HashSet集合，存储Student对象
public class HashSetDemo { public static void main(String[] args) { //创建HashSet对象 HashSet hs = new HashSet(); //给集合中添加自定义对象 hs.add(new Student("zhangsan",21)); hs.add(new Student("lisi",22)); hs.add(new Student("wangwu",23)); hs.add(new Student("zhangsan",21)); //取出集合中的每个元素 Iterator it = hs.iterator(); while(it.hasNext()){ Student s = (Student)it.next(); System.out.println(s); //Student [name=lisi, age=22] //Student [name=zhangsan, age=21] //Student [name=wangwu, age=23] } } }
6.LinkedHashSet集合（有序的Set）
- LinkedHashSet 基于链表的哈希表实现，继承自HashSet（底层：哈希表+链表）
- LinkedHashSet 自身特性,具有顺序,存储和取出的顺序相同的，线程不安全的集合,运行速度块
7.ArrayList和HashSet判断对象是否重复的原因
ArrayList的contains方法原理:底层依赖于equals方法：ArrayList的contains方法调用时，传入的元素的equals方法依次与集合中的旧元素所比较，从而根据返回的布尔值判断是否有重复元素。此时，当ArrayList存放自定义类型时，由于自定义类型在未重写equals方法前，判断是否重复的依据是地址值，所以如果想根据内容判断是否为重复元素，需要重写元素的equals方法。
HashSet的add()方法和contains方法()底层都依赖 hashCode()方法与equals方法()。Set集合不能存放重复元素，其添加方法在添加时会判断是否有重复元素，有重复不添加，没重复则添加。HashSet集合由于是无序的，其判断唯一的依据是元素类型的hashCode与equals方法的返回结果。规则如下：先判断新元素与集合内已经有的旧元素的HashCode值
- 如果不同，说明是不同元素，添加到集合
- 果相同，再判断equals比较结果。返回true则相同元素；返回false则不同元素，添加到集合
所以，使用HashSet存储自定义类型，如果没有重写该类的hashCode与equals方法，则判断重复时，使用的是地址值，如果想通过内容比较元素是否相同，需要重写该元素类的hashcode与equals方法。
8.hashCode和equals的面试题
两个对象 Person p1 p2
问题: 如果两个对象的哈希值相同 p1.hashCode()==p2.hashCode()
两个对象的equals一定返回true吗 p1.equals(p2) 一定是true吗
正确答案:不一定（hashCode常规规定）
如果两个对象的equals方法返回true,p1.equals(p2)==true
两个对象的哈希值一定相同吗
正确答案: 一定（hashCode的常规规定）
在 Java 应用程序执行期间
- 如果根据 equals(Object) 方法，两个对象是相等的，那么对这两个对象中的每个对象调用 hashCode 方法都必须生成相同的整数结果。
- 如果根据 equals(java.lang.Object) 方法，两个对象不相等，那么对这两个对象中的任一对象上调用 hashCode 方法不要求一定生成相同或不同的整数结果。
总结：两个对象哈希值无论相同还是不同,不影响equals的值；但equals如果是true，则hashCode一定为true。