Collection介面及其常用子類（java.util包）

阿新 • • 發佈：2020-12-02

1. Collection介面

List關注事物的索引列表
- ArrayList:可以理解為一個可增長的陣列，提供快速迭代和隨機訪問的能力。
- LinkedList：可以理解為一個雙鏈表，提供快速插入刪除的能力。
- Vector：是執行緒安全版本的ArrayList，但是效能低。

Collection結構圖及總結

Collection是單個集合儲存的最大父介面。
每一次進行資料操作的時候只能夠對單個物件進行處理。

public interface Collection<E> extends Iterable<E>

Iterable是一個迭代器介面。
介面Iterable，該介面包含一個能夠產生Iterator介面的iterator()方法，並且Iterable物件被foreach用來在序列中移動，因此建立的任何實現了Iterable介面的類都可以將它用於foreach。

1.1Collection介面中的核心方法
```
****add(T t) //向類集中新增元素
****iterator() //取得類集迭代器
addAll()
clear()
contains()
remove()
size()
toArray()
```
- 1
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- 7
- 8
---------簡寫，並不全是無參。加星號的表示比較重要。

collection只定義了儲存資料的標準，但是無法區分儲存型別。
實際中更多的是使用兩個子介面：1. List（允許重複） 2. Set（不允許重複）

1.2List介面

在進行單個集合處理時，優先考慮List介面，是允許資料重複的。

List介面若想儲存自定義類的物件，該類必須覆寫equals()才能使用contains()、remove()。
所以使用List介面一定得覆寫equals（）方法。

List介面除了實現Collection介面的方法，還有自己獨有的方法。
```
public E get(int index) //根據索引獲取資料
public E set(int index,E element) //根據索引更新資料，返回原來資料
```
- 1
- 2
List中有三個常用的子類，值得去深究它們之間的區別和底層實現。
1.ArrayList 2.Vector 3.LinkedList 都繼承抽象類 AbstractList< E>抽象類

重點重點重點重點
- 問題1：ArrayList和Vector區別
共同點：底層都是用陣列實現儲存物件
區別：
1. 版本
  ArrayList JDK1.2。Vector JDK1.0:在類集出現之前，都是直接繼承這個類。
2. 初始化策略
  Vector在無參構造執行後將物件陣列大小初始化為10.
  ArrayList在構造階段並不初始化物件陣列，在第一次新增元素時才初始化陣列。-懶載入策略
  建立大小minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
  DEFAULT_CAPACITY大小為10
3. 擴容策略：
  Vector：2倍（根據作業系統不同而不同）
  int newCapacity = oldCapacity + ((capacityIncrement > 0) ? capacityIncrement : oldCapacity);
  ArrayList：1.5倍
  int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
4. 執行緒處理：
  Vector：方法上加鎖，執行緒安全，效率較低。 synchronized
  ArrayList：非同步處理，執行緒不安全，效率較高。
  （即便要用執行緒安全的List，也不用Vector）
5. 遍歷：
  Vector：支援較老的迭代器Enumeration
  ArrayList：不支援
- 問題2：ArrayList和LinkedList區別
共同點：都沒有加鎖操作，非同步處理。
區別：
1. 底層實現：
  ArrayList：使用陣列
  LinkedList：使用連結串列
1.3 Set介面

不允許資料重複！！

沒有擴充方法，直接覆寫collection的抽象方法。
- 有兩個很重要的子類：
1. HashSet||無序儲存
  實際上就是HashMap 的Key值+一個靜態的null物件
  底層使用雜湊表+紅黑樹
  允許存放null
2. TreeSet||有序儲存
  底層使用紅黑樹
  不允許存放null
  ：因為是有序儲存，所以自定義類要想儲存到TreeSet中
  必須①實現Comparable介面
  或者②向TreeSet中傳入比較器（Compartor介面）
  實現比較標準，才能實現TreeSet中部分方法。
- 問題1：說到了Comparable和Compartor介面，那就簡單比較區分一下：
它們的目的和作用都是一樣的，在Java中實現自定義類的比較。
多用於TreeSet和TreeMap。

但是使用方法上和功能實現上都是完全不一樣的。

實現java.lang.Comparable（1.2）介面，就說明該類支援排序。
存放該類的collection或者陣列可以通過collections.sort（）進行排序。可以直接存放在TreeSet中。
介面內就一個int ComparTo（T o）方法，覆寫這個方法，就是告訴怎麼去比較。在類內實現排序。
稱之為類內比較器。

第三方實現java.util.Comparator（1.5）介面，是需要比較的類本身不支援排序，就可以外部建立一個該類的"比較器"來進行排序。這個外部比較器實現Compartor介面即可。
介面中有個compare（T t，E e）方法。建立一個類在類外實現排序。必須實現equals
稱之為外部比較器。
-策略模式，更加靈活，可以輕鬆改變策略進行第三方排序。
- 問題2：既然知道了TreeXXX自定義類的比較方法，那麼同樣在意順序的HashXXX怎麼比較物件順序呢？
這就得引出一個HashCode概念，這是通過雜湊演算法雜湊得來的。雜湊表中的概念。
要判斷大小就得同時覆寫HashCode（）和equals（）兩個方法。
必須hashCode和equals都返回ture才是相等。
equals比較的是元素的內容，HashCode比較的是元素儲存的經過hash轉化的地址。

equals相同，hashcode一定保證相同
hashcode相同，equals不一定相同

這裡又引入了一個問題，問題3：雜湊碰撞，~~~
把任意長度的字串變成固定長度的字串，所以必有一個輸出串對應無窮多個輸入串，碰撞是必然存在的。
解決方法在這裡就簡單一提，
1.開放定址法，也就是一直為衝突的元素找新地址
2.再雜湊法，就是同時構造多個hash函式，衝突就換函式
3.鏈地址法，把衝突的元素放進一個連結串列中
4.建立公共溢位區，將衝突的元素統一放入另一個區域
- 問題4：那為什麼非要在乎比較物件大小這個概念？
因為Set是不可重複的，那既然不可重複就得規定一個標準，讓計算機知道怎麼樣才能算相等，就像定義了一個學生資訊表，你就得規定姓名和學號完全一樣才算相等。
還有就是TreeXXX在意的是物件的自然排序，所以必須要定義這個比較"準則"。

2. Collections工具類
- 常用子類
1. 將執行緒不安全集合包裝成執行緒安全集合（不推薦）
  推薦使用juc包下的併發集合類（ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArrayList）
  eg：把ArrayList變的安全
  內部實現就是在方法內部使用執行緒安全同步程式碼塊，效率較低
  synchronizedList(list)
2. 向集合中一次加入多個元素
  addAll()
3. 集合反轉
  reverse()
4. 集合排序
  sort()
寫到這裡，Collection介面和Map介面的特點、實現以及它們的常用子類的特點、區別、適用都已經有個大概瞭解和區分了。