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集合類存放於java.util包中。
我們為什么要設定不同的集合類型，是為了放置不同的數據，而且不同類型用在不同的場合。這三個類放在何處呢，它們放在java.util包中，Set、List和Map都是接口，它們有各自的實現類。Set的主要實現類：HashSet和TreeSet，List的主要實現類是ArrayList，LinkedList而Map主要實現類是HashMap和TreeMap。
List 接口及其實現類
- 有序集合，集合中每個元素都有其對應的順序索引，類似數組，索引也是從 0 開始，可以根據元素的索引，來訪問元素。
- List 集合允許添加相同的元素，因為它是通過下標來取值的，不會因為元素相同而產生沖突。
如何應用接口List的一個重要實現類 ArrayList呢？
- ArrayList集合類的定義與添加集合元素（不同類型的元素）
2.訪問集合元素通過get(集合下標) 獲取的是抽象Object對象類型，這里需要強轉弱，自動拆箱
- String s1=(String)ls.get(0);
- int s2=(Integer)ls.get(1);
- double s1=(Double)ls.get(2);
3.刪除元素
ls.remove(1);//刪除下標為1的對象
4.遍歷集合元素
數組遍歷是通過游標遍歷，List集合類遍歷集合元素類似於數組遍歷，也可以通過索引遍歷，另外List集合類還可以使用Iterator接口遍歷集合元素（實際上，所有Collection集合類都可以使用Iterator接口遍歷集合元素，因為實現類都實現Iterable<E>接口
- 使用Iterator接口遍歷集合元素
5.對元素集合進行排序
一般有兩種方式
第一種是
封裝類實現了Comparator接口，封裝類就是平常的VO/PO類，例如User
public class User implements Comparable<User>
{
private String name;
private Integer age;
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public Integer getAger() {
return age;
}
public void setAge(Integer age) {
this.age= age;
}
public int compareTo(User arg0) {
return this.getAge().compareTo(arg0.getAge());
}
}
//測試客戶端代碼
public static void main(String[] args) {
User user1 = new User();
user1.setName("zhangsan");
user1.setAge(10);
User user2 = new User();
user2.setName("lisi");
user2.setAge(6);
List<User> list = new ArrayList<User>();
list.add(user1);
list.add(user2);
Collections.sort(list); //排序
for(User u : list){
System.out.println(u.getName()); //輸出
}
}
lisi
zhangshan
第二種是封裝類沒有實現Comparable接口，此時需要在調用sort的另一個有參方法，依舊是這個封裝類，但是沒有實現Comparable，我這里就不寫封裝類，同上
User user1 = new User();
user1.setName("zhangsan");
user1.setAge(10);
User user2 = new User();
user2.setName("lisi");
user2.setAge(6);
List<User> list = new ArrayList<User>();
list.add(user1);
list.add(user2); //初始化list
Collections.sort(list,new new Comparator<User >(){
//覆蓋排序方法
public int compare(User u1, User u2) {
//按照User的年齡進行升序排列
if(u1.getAge() > u2.getAge()){
return 1;
}
if(u1.getAge() == u2.getAge()){
return 0;
}
return -1;
}
}); //排序
如何應用Vector？
Vector與ArrayList在用法上幾乎完全相同。但是它是線程安全的，也就是加了同步鎖，相比之下性能會顯得慢一些
那么在多線程下的ArrayList怎么樣？
兩個線程同時訪問，對容器的同一位置進行了同一時刻的賦值，則會達不到希望容器產生的效果，比如
- 循環10000次在多線程可能會小於100000次
- 在ArrayList擴容的時候會造成數組越界，產生非常詭異的異常
Set接口及其實現類
Set集合類特點是什么？
- 無序集合
- 不允許包含重復元素，根據equals方法判斷兩個對象相同
如何應用Set接口的一個重要實現類HashSet呢
1.HashSet集合類的定義與添加集合元素
- HashSet集合添加一個元素時，會先得到該對象的hashCode值，然后通過equals方法判斷集合內是否已存在相同的對象，如果已存在相同的對象，即hashcode指向的內存地址相同，則無法添加該對象。String字符串重寫了equals方法，雖然str1(小明)與str2(小張)是兩個不同的對象，但str1.equals(str2);返回是false，因此添加str2失敗。
- HashSet是先比較元素的HashCode的值，也就是哈希值，如果哈希值相同的情況下，會調用equals方法比較兩個元素的值是否相同。
- Set的另外一個實現類TreeSet則是通過調用CompareTo的方法，如果返回值為0，證明兩個元素相同，因此TreeSet其實是一個有序的集合。
2.遍歷集合元素
- HashSet集合只能通過Iterator接口或者增強for循環遍歷集合元素，且因為HashSet不能保證元素的排列順序，因而遍歷讀取集合元素的順序是有可能發生變化的
//增強for的方式
for(Person p:set){ System.out.println(p.name+p.age); }
3.刪除元素
- set.remove(p1);
Map接口及其實現類
Map集合的特點是什么？
- 雙列集合，保存兩組值，一組是鍵key，另一組是值value，key和value之間存在單向一對一關系，通過指定的key，總能找到唯一的、確定的value
-
Map集合類的key不允許重復，根據equals方法判斷兩個key相同
-
Map集合類的key和value可以是任何類型的數據（鍵和值都可以為null）
如何應用HashMap？
- HashMap集合類添加鍵值對時，先根據equals方法判斷要添加鍵值對的key是否存在，如果存在，value會發生覆蓋，如果不存在，添加新的鍵值對。
遍歷集合元素
1.keySet()方法獲取元素
原理：
- 將Map集合中的所有鍵（Key）存入到Set集合中，因為Set集合具備迭代器，所以可以用迭代方式取出所有的鍵，再根據get方法獲取每一個鍵對應的值。簡單說就是：Map集合---->Set集合 ---->迭代器取出
2.entrySet()方法獲取元素：
原理：
- 將Map集合中的映射關系（Key-Value）存入到了Set集合中，而這個映射關系的數據類型是Map.Entry，在通過迭代器將映射關系存入到Map.Entry集合中，並通過其中的getKey()和getValue()放取出鍵值。
其余還有其他遍歷方式，比如說增強for，但是前提都是要獲得Set存儲Key的集合，即調用map.KeySet()，然后轉化為String,在通過getValue("Key")的方式獲取值，在實際開發當中比如獲取數據庫查詢回來的ResultSet 都是rs,getString("字段名)
- 遍歷得到結果的順序並不是添加順序，實際上，Map里的key和Set集合的存儲形式(無序)類似，與HashSet集合不能保證元素的順序一樣，HashMap也不能保證其中key-value鍵值對的順序。
刪除集合元素
map.remove(key);
集合類之間的幾種比較（小結）
1.Vector、ArrayList、LinkedList的異同？分別適用於何種需求？
ArrayList和Vector都是采用數組方式存儲數據，此數組元素數大於實際存儲的數據以便增加和插入元素，都允許通過順序索引查找元素，但是插入數據、刪除數據要設計到數組元素移動等內存操作，所以查找數據快、增刪數據慢。ArrayList和Vector在用法上幾乎相同，但有一點明顯區別：ArrayList是線程不安全的，多線程情況下，需要寫代碼保證集合的同步性；Vector是線程安全的，它使用了synchronized方法保證了多線程情況下集合的同步性；也正因為Vector的線程安全，它在性能上比ArrayList差。
LinkedList，首先它是一個List集合，可以根據索引來隨機訪問集合中的元素，這個與ArrayList的用法相同。除此之外，LinkedList采用雙向鏈表實現存儲，查找數據時需要進行向前或向后遍歷，直到找到索引數據；但是插入數據時只需要記錄本項的前后項即可，所以查找數據慢、增刪數據快。
Arraylist 底層使用的是Object數組；LinkedList 底層使用的是雙向鏈表數據結構（注意雙向鏈表和雙向循環鏈表的區別）
ArrayList的空 間浪費主要體現在在list列表的結尾會預留一定的容量空間，而LinkedList的空間花費則體現在它的每一個元素都需要消耗比ArrayList更多的空間（因為要存放直接后繼和直接前驅以及數據）
適用需求建議：
- 需要經常遍歷集合元素，建議使用ArrayList、Vector
- 需要經常執行插入、刪除操作來改變集合的大小，建議使用LinkedList
- 多線程的情況下，可以考慮Vector。但也可以考慮ArrayList，另外寫代碼保證集合的同步性
- 關於CopyOnWriteArrayList也是一個線程安全的容器，原理是
CopyOnWriteArrayList底層就是數組，加鎖就交由ReentrantLock來完成。
在添加的時候就上鎖，並復制一個新數組，增加操作在新數組上完成，將array指向到新數組中，最后解鎖。
在修改時，復制出一個新數組，修改的操作在新數組中完成，最后將新數組交由array變量指向。
寫加鎖，讀不加鎖
2.HashSet與TreeSet的異同？分別適用於何種需求？
HashSet與TreeSet相同點：都是Set接口的實現類，集合元素都不允許重復；
HashSet與TreeSet不同點：
HashSet中的數據是無序的，可以放入null，且只能放入一個null，通過計算元素的hashCode值快速操作，所以HashSet的效率很高。
TreeSet中的數據是自動排序的，這個有序不同於List接口那樣按照插入的先后順序而且有對應的索引，這個順序是按照元素對象自己定義的排序規則而定的。默認情況下，TreeSet會調用集合元素的compareTo(Object obj)方法來比較元素之間大小關系，然后將集合元素按升序排列，基於TreeMap。因此，TreeSet中的每個對象的類都必須實現Comparable接口定義排序規則才可以正常使用，如String等這些類本身已經實現Comparable接口並有默認順序，而null沒有實現Comparable接口，所以TreeSet不允許放入null值。
3.HashMap、TreeMap、HashTable的異同？分別適用於何種需求？
HashMap和HashTable的關系類似於ArrayList和Vector的關系，HashTable與HashMap的用法基本相同，兩者的區別有：
HashMap允許有空鍵（null）與空值（null），非線程安全，效率較高；
Hashtable不允許有空鍵（null）與空值（null），線程安全，效率較低；
TreeMap與HashMap的關系也類似與TreeSet和HashSet的關系，TreeMap實現SortMap接口，能夠把它保存的鍵值對根據key排序，基於紅黑樹，從而保證TreeMap中所有鍵值對處於有序狀態。TreeMap要求所有的key必須實現Comparable接口，默認遵循key的默認排序規則，也可以指定排序的比較器。當用Iterator 遍歷TreeMap時，得到的記錄是排過序的（類似TreeSet），不允許有空鍵（null）。
by the way
fail-fast 機制是java集合(Collection)中的一種錯誤機制。當多個線程對同一個集合的內容進行操作時，就可能會產生fail-fast事件。拋java.util.ConcurrentModificationException