List集合知識總結

轉載：

一：集合的概念

集合:保存數量不肯定的數據，以及保存具備映射關係的數據的容器，簡單的理解就是用於存儲數量不等的多個對象的容器。

集合和數組不同，數組元素既能夠是基本類型的值，也能夠是對象(對象的引用變量)；而集合裏只能保存對象(對象的引用變量)。

Java集合類主要由兩個集合框架的根接口派生而出:Collection和Map

Java中Collection接口的體系機構:

Collection接口和Iterator接口:

Collection接口是List、Set和Queue接口的父接口，該接口中定義了一些操做集合元素的方法:

下面列舉一些常見的方法:

boolean add(Object o):該方法用於向集合裏添加一個元素。

boolean addAll(Collection c)：該方法把集合c裏的全部元素添加到指定的集合裏。

void clean():清除集合裏的全部元素，將集合長度變爲0。

boolean contains():返回集合裏是否包含指定元素。

boolean containsAll():返回集合裏是否包含集合c裏的全部元素。

boolean isEmpty():返回集合是否爲空。當集合長度爲0時返回true，不然返回false。

Iterator iterator():返回一個Iterator對象，用於遍歷集合中的元素。

boolean remove(Object o):刪除集合中指定的元素o，當集合中包含了一個或多個元素o時，這些元素將被刪除，該方法將返回true。

boolean removeAll(Collection c):從集合中刪除集合c裏包含的全部元素。

boolean retainAll(Collection c):從集合中刪除集合c裏不包含的元素(至關於取得把調用該方法的集合變爲該集合和集合c的交集)，若是該操做改變了調用該方法的集合，返回true。

int  size():該方法返回集合裏元素的個數。

Object[]  toArray():該方法把集合轉換成一個數組，全部集合元素變成對應的數組元素。

Iterator接口：

Iterator接口也是Java集合框架的成員，但它與Collection系列、Map系列的集合不同：Collection系列集合和Map系列的集合主要用於盛裝其餘對象，而Iterator則主要用於遍歷集合的元素。又叫迭代器。

Iterator接口隱藏了各類Collection實現類的底層細節，只嚮應用程序提供遍歷集合元素的統一編程接口。

Iterator接口定義了三個方法:

boolean hasNext()：若是被迭代的集合元素還有沒遍歷，則返回true。

Object next():返回集合裏的下一個元素。

void remove():刪除集合裏上一次next方法返回的元素。

Iterator僅用於遍歷集合，若是須要建立Iterator對象，則必須有一個被迭代的集合。沒有集合和Iterator彷彿無本之木，沒有存在的意義。

當使用Iterator對集合元素進行迭代時，Iterator並非把集合元素本事傳給了迭代變量，而是把集合元素的值傳給了迭代變量，因此修改迭代變量的值對集合元素本事沒有影響。

當使用Iterator來迭代訪問Collection集合元素時，Collection集合裏的元素不能被修改，只能經過remove方法刪除上次next方法返回的集合元素才能夠，不然報java.util.ConcurrentModificationException異常。

Iterator迭代器採用的是快速失敗(fail-fast)機制，一旦在迭代過程當中檢測到該集合已經被修改(一般是其餘線程進行修改)，程序將報java.util.ConcurrentModificationException異常。而不是顯示修改後的結果，這樣能夠避免共享資源而引起的問題。

foreach循環變量集合元素

格式:

for(類型   新對象：集合)｛

｝

用法和Iterator相似。

二:Set接口

Set集合是無順序的，其集合元素不容許重複。

Set集合判斷兩個對象相同不是使用==運算符，而是根據equals方法。簡單的說，若是隻要兩個對象用equals方法比較返回true，Set集合就不會接受這兩個對象；反之，則成立。

HashSet類:

HashSet是Set集合的實現類，HashSet按Hash算法來存儲集合中的元素，所以具備很好的存取和查找性能。

HashSet集合特色:

(1)不能保證元素的排列順序，順序有可能發生變化。

(2)HashSet不是同步的，若是多個線程同時訪問一個HashSet，若是有2條或2條以上線程同時修改HashSet集合時，必須經過代碼實現線程同步。

(3)集合元素值能夠是null。

向HastSet集合中存入一個元素時，HashSet會調用該對象的hashCode()方法來獲得該對象的hashCode值，而後根據該HashCode值來決定該對象在HashSet中存儲位置。若是有兩個元素經過equals方法比較返回true，但它們的hashCode()方法返回值不相等，HashSet將會把它們存儲在不一樣的位置，就能夠添加成功(簡單的理解HastSet集合判斷兩個元素是否相等的標準是兩個對象經過equals方法比較相等，且兩個對象的hashCode()方法返回的值也要相等)。

TreeSet類：

TreeSet是SortedSet接口的惟一實現，TreeSet能夠確保集合元素處於排序狀態。

TreeSet新添的方法:

(1)Comparator  comparator()：返回當前Set使用的Comparator，或者返回null，表示以天然方式排序。

(2)Object  first()：返回集合中的第一個元素。

(3)Object  last()：返回集合中的最後一個元素。

(4)Object  lower(Object e)：返回集合中位於指定元素以前的元素。

(5)Object  higher(Object e)：返回集合中位於指定元素以後的元素。

(6)SortedSet  subSet(fromElement,toElement)：返回此Set的子集合，範圍衝fromElement(包含)到toElement(不包含)。

(7)SortedSet  headSet(toElement)：返回此Set的子集，由小於toElement的元素組成。

(8)SortedSet  tailSet(fromElement)：返回此Set的子集，由大於或等於fromElement的元素組成。

TreeSet集合並非根據元素的插入順序進行排序，而是根據元素實際值進行排序。

TreeSet集合採用紅黑樹的數據結構對元素進行排序。TreeSet集合支持兩種排序方法：天然排序和定製排序。默認使用天然排序。

天然排序

TreeSet調用集合元素的compareTo(Object obj)方法來比較元素之間大小關係，而後將集合元素按升序排列，這就是天然排序。

Java提供了一個Comparable接口，該接口裏定義了一個compareTo(Object obj)方法，該方法返回一個整數，實現該接口的類必須實現該方法，當一個對象調用該方法與另外一個對象進行比較時，好比:obj1.compareTo(obj2)，若是該方法返回0，則代表兩個對象相等，若是返回是一個正整數，則代表obj1大於obj2，若是返回是一個負數，則代表obj1小於obj2。

注意:向TreeSet集合中添加元素時，只有第一個元素能夠不實現Comparable接口，後面添加的全部元素都必須實現Comparable接口。不然報ClassCastException異常。

當把一個對象加入TreeSet集合中時，TreeSet調用該對象的compareTo方法與集合中的其餘對象比較大小，而後根據紅黑樹算法決定它存儲的位置。若是兩個對象相等，TreeSet將把他們存儲在同一位置。TreeSet集合比較兩個對象相等的標準是：兩個對象經過equals方法返回true，或經過compareTo方法比較返回0，則認爲兩個對象是同一個對象。

定製排序

經過實現Comparator接口中的compare方法來實現集合的定製排序，

int   compare(T o1,T o2)方法比較大小，若是返回是正整數，則代表o1大於o2，若是返回0，則代表兩個對象相等，若是返回負數，則代表o1小於o2。

若是須要實現定製排序，則須要在建立TreeSet集合對象時，並提供一個Comparator對象與該集合關聯，由該Comparator對象負責集合的排序邏輯。

經典實例

public class TreeSetTest {
 
    public static void main(String[] args) {
        //定義TreeSet集合，併爲集合提供一個排序的Comparator對象（這裏是匿名內部類）。
        TreeSet<M> ts = new TreeSet<M>(new Comparator<M>() {
            @Override
            public int compare(M m1, M m2) {
                // TODO Auto-generated method stub
                if (m1.num > m2.num) {
                    return -1;//這是按降序排序，若是想按升序排序，這裏返回正整數，下面else中返回負數，便可。
                } else if (m1.num == m2.num) {
                    return 0;
                } else {
                    return 1;
                }
            }
        });
        //向集合中添加數據
        ts.add(new M(5));
        ts.add(new M(-3));
        ts.add(new M(8));
        ts.add(new M(6));
        System.out.println(ts);
 
    }
}
 
class M {
    // 定義一個變量
    int num;
 
    public M(int num) {
        // 構造函數中爲變量賦值
        this.num = num;
    }
 
    // 重寫toString方法
    public String toString() {
        return "M對象num的值爲" + this.num;
    }
}

EnumSet類
EnumSet類是一個專爲枚舉類設計的集合類，EnumSet中全部的元素都必須是指定枚舉類型的枚舉值，該枚舉類型在建立EnumSet時顯式或隱式地指定。EnumSet的集合元素也是有序的，EnumSet以枚舉值在Enum類內的定義順序來決定集合元素的順序。EnumSet集合不容許插入null元素。

EnumSet集合的內部一位向量的形式存儲，這種存儲形式很是緊湊、高效，所以EnumSet對象佔用內存很小，並且運行效率很好。具體體如今批量操做集合時。

EnumSet類沒有暴露任何構造函數來建立該類的實例，程序經過它提供的static方法來建立EnumSet對象。

EnumSet集合經常使用的方法

(1)static EnumSet  allOf(Class elementType)：建立一個包含指定枚舉類裏全部枚舉值的EnumSet集合。

(2)static EnumSet  complementOf(EnumSet s)：建立一個其元素類型與指定EnumSet裏元素類型相同的EnumSet，新EnumSet集合包含原EnumSet集合所不包含的、此枚舉類剩下的枚舉值。

(3)static EnumSet  copyOf(Collection c)：使用一個普通集合來建立EnumSet集合。

(4)static EnumSet  copyOf(EnumSet s)：建立一個與指定EnumSet具備相同元素類型、相同集合元素的EnumSet。

(5)static EnumSet  noneOf(Class elementType)：建立一個元素類型爲指定枚舉類型的空EnumSet。

(6)static EnumSet  of(E first,E...rest)：建立一個包含一個或多個枚舉值的EnunSet，傳入的多個枚舉值必須屬於同一個枚舉類。

(7)static EnumSet  range(E from,E to)：建立包含從from枚舉值，到to枚舉值範圍內全部枚舉值的EnumSet集合。

經典實例:

public class EnumSetTest {
 
    public static void main(String[] args) {
        EnumSet<Season> es=EnumSet.allOf(Season.class);
        System.out.println(es);//打印[SPRING, SUMMER, FAILL, WINTER]
        EnumSet<Season> es1=EnumSet.of(Season.SPRING,Season.SUMMER,Season.WINTER);
        System.out.println(es1);//打印[SPRING, SUMMER, WINTER]
        EnumSet<Season> es2=EnumSet.range(Season.SUMMER, Season.WINTER);
        System.out.println(es2);//打印[SUMMER, FAILL, WINTER]
        EnumSet<Season> es3=EnumSet.complementOf(es2);
        System.out.println(es3);//打印[SPRING]
    }
}
 
enum Season{
    SPRING,SUMMER,FAILL,WINTER
}

總結
HashSet和TreeSet是Set的兩個典型實現，HashSet的性能總比TreeSet好(添加，查詢操做)，由於TreeSet須要額外的紅黑樹算法來維護集合元素的次序。TreeSet是有序的集合。

HashSet還有一個子類LinkedHashSet，對於普通的插入，刪除操做，LinkedHashSet比HashSet要慢一點點，這是由於維護鏈表所帶來的開銷。不過遍歷集合時，LinkedHashSet就很是塊 。

EnumSet是全部Set實現類中性能最好 ，但它只能保存同一個枚舉類的枚舉值做爲集合元素。

注意：Set的三個實現類HashSet 、TreeSet、EnumSet都是線程不安全的。若是有多條線程同事訪問一個Set集合，而且有超過一條線程修改集合的值，則必須手動保證集合的同步性，不然將沒法訪問修改後的集合。

List接口

List集合表明一個有序的集合 ，集合中每一個元素都有其對應的順序索引。List集合容許使用重複元素，經過索引來訪問指定位置的集合元素。

List集合在Collection的基礎上新添加的方法:

(1)void  add (int index,Object element)：將元素element插入在List集合的index處。

(2)boolean  addAll(int index,Collection c)：將集合c所包含的全部元素都插入在List集合的Index處。

(3)Object  get(int index)：返回集合index索引處的元素。

(4)int  indexOf(Object o)：返回對象o在List集合中出現的位置索引。

(5)int  lastIndexOf(Object o)：返回對象o在List集合中最後一次出現的位置索引。

(6)Object  remove(int index)：刪除並返回index索引處的元素。

(7)Object  set(int index,Object element)：將index索引處的元素替換成element對象，返回新元素。

(8)List subList(int fromIndex,int toIndex)：返回從索引fromIndex(包含)到索引toIndex(不包含)處全部集合元素組成的子集合。

ListIterator接口:

ListIterator接口是Iterator的子接口，提供了專門操做List的方法。

ListIterator接口新增的方法:

(1)boolean  hasPrevious()：返回該迭代器關聯的集合是否還有上一個元素。

(2)Object  previous()：返回該迭代器的上一個元素。

(3)void  add()：在指定位置插入一個元素。

根據上面的三個方法和解釋，不難發現ListIterator新增長了向前迭代的功能，並且ListIterator還能夠經過add方法向List集合中添加元素。

經典實例:

public class ListTest {
 
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<String>();
        list.add("smarhit");
        list.add("heima");
        list.add("sichuan");
        list.add("chengdu");
        ListIterator<String> lit = list.listIterator();
        while (lit.hasNext()) {
            System.out.print(lit.next()+"\t");
        }
        System.out.println("\n----------開始反向迭代--------------");
        while (lit.hasPrevious()) {
            System.out.print(lit.previous()+"\t");
        }
        /*
         * 打印的結果是:
         * smarhit heima sichuan chengdu
         *  ----------開始反向迭代--------------
         * chengdu sichuan heima smarhit
         */
 
    }
}

ArrayList和Vector實現類
ArrayList和Vector類都是基於數組實現的List類，ArrayList和Vector類封裝了一個動態在分配的Object[ ]數組。每一個ArrayList或Vector對象有一個capacity屬性，該屬性表示他們所封裝的數組的長度，當想ArrayList或Vector中添加元素時，它們的capacity會自動增長。對於一般編程中，程序員無須關心ArrayList或Vector的capacity屬性。但若是向ArrayList集合或Vector集合中添加大量元素時，可以使用ensureCapacity方法一次性的增長capacity。這樣能夠提升性能。

ArrayList和Vector在用法上幾乎徹底相同(Vector是古老的集合，JDK1.0就存在了)，但ArrayList集合是線程不安全的，當多條線程訪問同一個集合時，若是有超過一條線程修改了ArrayList集合，則程序必須手動保證該集合的同步性。而Vector集合則是線程安全的。無須程序保證集合的同步性。因此Vector的性能比ArrayList的性能低。

Vector還提供了一個Stack子類，它用於模擬了「棧」這中數據結構，「棧」一般是指「後進先出」的容器。最後「push」進棧的元素，將最早被「pop」出棧。

Stack類提供的方法:

(1)Object  peek()：返回「棧」的第一個元素，但並不將該元素"pop"出棧。

(2)Object  pop()：返回"棧"的第一個元素，並將該元素"pop"出棧。

(3)void  push(Object item)：將一個元素「push」進棧，最後一個進「棧」的元素老是位於「棧」頂。

經典實例:

public class StackTest {
    
    public static void main(String[] args) {
        Stack<String> s=new Stack<String>();
        s.push("smarhit");
        s.push("beijin");
        s.push("neijiang");
        s.push("chengdu");
        System.out.println(s);//打印[smarhit, beijin, neijiang, chengdu]
        System.out.println(s.peek());//打印chengdu
        System.out.println(s);//打印[smarhit, beijin, neijiang, chengdu]
        System.out.println(s.pop());//打印chengdu
        System.out.println(s);//打印[smarhit, beijin, neijiang]
    }
}

固定長度的List
數組的工具類 Arrays提供的asList()方法是把一個數組或指定個數的對象轉換成一個List集合， 但這個List集合既不是ArrayList實現類的實例，也不是Vector實現類的實例，而是Arrays的內部類ArrayList實例。Arrays.ArrayList是一個固定長度的List集合，程序只能遍歷訪問該集合裏的元素，不可增長，刪除該集合中的元素。

Queue接口

Queue模擬了隊列這中數據結構，隊列一般是"先進先出"的容器。

Queue接口提供的方法:

(1)void  add(Object e)：將指定元素加入此隊列的尾部。

(2)Object  element()：獲取隊列頭部的元素，但不是刪除該元素。

(3)boolean  offer(Object e)：將指定元素加入此隊列的尾部。當使用有容器限制的隊列時，此方法一般比add(Object e)方法更好。

(4)Object  peek()：獲取隊列頭部的元素，可是不刪除該元素。若是此隊列爲空，則返回null。

(5)Object  poll()：獲取隊列頭部的元素，並刪除該元素。若是此隊列爲空，則返回null。

(6)Object  remove()：獲取隊列頭部元素，並刪除該元素。

LinkedList實現類:

LinkedList類是一個比較特殊的類，它實現了List接口，還實現了Deque接口，Deque接口是Queue接口的子接口，它表明一個雙向隊列。

LinkedList類提供的方法:

(1)void  addFirst(Object e)：將指定元素插入該雙向隊列的開頭。

(2)void addLast(Object e)：將指定元素插入該雙向隊列的尾部。

(3)Iterator descendingIterator()：返回以該雙向隊列對應的迭代器，該迭代器將以逆向順序來迭代隊列中的元素。

(4)Object  getFirst()：獲取、但不刪除雙向隊列的第一個元素。

(5)Object  getLast()：獲取、但不刪除雙向隊列的最後一個元素。

(6)boolean  offerFirst(Object e)：將指定的元素插入該雙向隊列的開頭。

(7)boolean  offerLast(Object e)：將指定的元素插入該雙向隊列的尾部。

(8)Object   peekFirst()：獲取、但不刪除該雙向隊列的第一個元素；若是此雙向隊列爲空，則返回null。

(9)Object   peekLast()：獲取、但不刪除該雙向隊列的最後一個元素；若是此雙向隊列爲空，則返回null。

(10)Object  pollFirst()：獲取、並刪除該雙向隊列的第一個元素；若是此雙向隊列爲空，則返回null。

(11)Object  pollLast()：獲取、並刪除該雙向隊列的最後一個元素；若是此雙向隊列爲空，則返回null。

(12)Object  pop()：pop出該雙向隊列所表示的棧中第一個元素。

(13)void  push(Object e)：將一個元素push進該雙向隊列所表示的棧中。

(14)Object  removeFirst()：獲取、並刪除該雙向隊列的第一個元素。

(15)Object  removeFirstOccurrence(Object o)：刪除該雙向隊列的第一個出現元素o。

(16)removeLast()：獲取、並刪除該雙向隊列的最後一個元素。

(17)removeLastOccurrence(Object  o)：刪除該雙向隊列的最後一次出現元素o。

總結：LinkedList與ArrayList、Vector的實現機制徹底不一樣。ArrayList、Vector內部以數組的形式來保存集合中的元素，所以隨機訪問集合元素上有較好的性能；而linkedList內部以鏈表的形式來保存集合中的元素，所以隨機方法集合元素時性能較差，但在插入、刪除元素時性能很是出色(只需改變指針所指的地址便可)。

PriorityQueue實現類

PriorityQueue是一個比較標準的隊列實現類，PriorityQueue保存隊列元素的順序並非按加入隊列的順序，而是按隊列元素的大小進行從新排序。

PriorityQueue不容許插入null元素，它須要對隊列元素進行排序。

排序的方式:天然排序，定製排序。

上面是對List集合的詳解總結。在開發過程當中，咱們可能只運用到一些常見的結合，但其餘集合也應作相應的瞭解。