Collection介面繼承體系圖

 Collection介面常用方法

一、List集合

List 就是列表的意思，它是Collection 的一種，即繼承了 Collection 介面，以定義一個允許重複項的有序集合。該介面不但能夠對列表的一部分進行處理，還添加了面向位置（索引）的操作。List 是按物件的進入順序進行儲存物件，而不做排序或編輯操作。它除了擁有Collection介面的所有的方法外還擁有一些其他的方法。
面向位置（索引）的操作包括插入某個元素或 Collection 的功能，還包括獲取、除去或更改元素的功能。在 List 中搜索元素可以從列表的頭部或尾部開始，如果找到元素，還將報告元素所在的位置。

List介面子實現類的特點

• ArrayList：底層結構是陣列，增刪慢，查詢快（執行緒不安全，效率高）
• Vector：底層結構是陣列，增刪，查詢都很慢（執行緒安全，因此查詢效率比ArrayList要低）
• LinkedList：內部是連結串列資料結構，，增刪元素的速度很快（執行緒不安全）

List集合特有的常用方法

常用方法演示

    public void test01() {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("三國演義");
        list.add("西遊記");
        list.add("水滸傳");
        list.add("紅樓夢");
        Iterator<String> ite = list.iterator();
        while (ite.hasNext()) {
            String next = ite.next();
            // 判斷當前元素是否是"西遊記"
            if (next.equals("西遊記")) {
                // 根據索引修改當前元素為 "吳承恩"
                list.set(list.indexOf(next), "吳承恩");
            }
            // 輸出結果：三國演義	西遊記	水滸傳	紅樓夢
            System.out.print(next + "\t");
        }
        System.out.println();
        // 將集合list轉換成Object陣列
        Object[] arr = list.toArray();
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            String str = (String) arr[i];
            // 輸出結果：三國演義	吳承恩	水滸傳	紅樓夢
            System.out.print(str + "\t");
        }
    }

注意：集合中的元素必須是物件，不能是基本資料型別（JDK 1.5後提供自動拆裝箱）

Collection集合的remove(obj)方法和Iterator介面中的remove()方法的使用

    public void test02() {
        List<String> list1 = new ArrayList<>();
        List<String> list2 = new ArrayList<>();
        list1.add("三國演義");
        list1.add("西遊記");
        list1.add("水滸傳");
        list1.add("紅樓夢");
        Iterator<String> ite = list1.iterator();
        while (ite.hasNext()) {
            String next = ite.next();
            // 判斷當前元素是否是"西遊記"
            if (next.equals("西遊記")) {
                // 移除當前元素"西遊記"
                //list.remove(next); //報錯，併發修改異常ConcurrentModificationException
                // 使用Iterator的方法移除元素不會報錯
                ite.remove();
            }
        }
        list2.addAll(list1);
        System.out.println("list1 = " + list1);// list1 = [三國演義, 水滸傳, 紅樓夢]
        System.out.println("list2 = " + list2);// list2 = [三國演義, 水滸傳, 紅樓夢]
    }

注意：迭代器遍歷集合時，使用Collection集合的remove(obj)方法會報併發修改異常java.util.ConcurrentModificationException，

但使用Iterator介面中的remove()方法，程式執行正常。

出現異常 java.util.ConcurrentModificationException的原因及解決辦法？

原因：在迭代過程中，使用了List集合的方法對元素進行操作。導致迭代器並不知道集合中的變化，容易引發資料的不確定性

解決辦法：

• 在迭代時，不要使用集合的方法操作元素
• 使用普通的for迴圈遍歷集合
• 使用ListIterator迭代器操作元素，解決了使用Iterator迭代過程中可能會發生的錯誤情況（後面會講）

1.1、ArrayList集合特點及方法

特點：資料儲存的結構是陣列結構。元素增刪慢，查詢快，由於日常開發中使用最多的功能為查詢資料、遍歷資料，所以ArrayList是最常用的集合。

常用方法：全部繼承自List介面

1.2、LinkedList集合的特點及方法

特點：資料儲存的結構是連結串列結構。元素增刪快，查詢慢。實際開發中對一個集合元素的新增與刪除經常涉及到首尾操作，而LinkedList提供了大量首尾操作的方法

常用方法：

利用LinkedList集合特點模擬一個堆疊或者佇列資料結構

堆疊：先進後出 First In Last Out

佇列：先進先出 First In First Out

   /**
     * 利用LinkedList集合特點模擬一個堆疊
     * 堆疊：先進後出 First In Last Out
     */
    @Test
    public void test05() {
        LinkedList<String> lklist = new LinkedList<>();
        lklist.addLast("one");
        lklist.addLast("two");
        lklist.addLast("three");
        lklist.addLast("four");
        lklist.addLast("five");
        Iterator<String> ite = lklist.iterator();
        while (ite.hasNext()) {
            String next = ite.next();
            System.out.print(next + " ");// one two three four five
        }
    }

    /**
     * 利用LinkedList集合特點模擬佇列資料結構
     * 佇列：先進先出 First In First Out
     */
    @Test
    public void test06() {
        LinkedList<String> lklist = new LinkedList<>();
        lklist.addFirst("one");
        lklist.addFirst("two");
        lklist.addFirst("three");
        lklist.addFirst("four");
        lklist.addFirst("five");
        Iterator<String> ite = lklist.iterator();
        while (ite.hasNext()) {
            String next = ite.next();
            System.out.print(next + " "); // five four three two one
        }
    }

1.3、Vector集合的特點及方法（被ArrayList取代）

特點：資料儲存的結構是陣列結構，為JDK中最早提供的集合。Vector集合已被ArrayList替代。列舉Enumeration已被迭代器Iterator替代。

常用方法：

Vector集合對ArrayList集合使用的對比

二、Set介面

Java 中的Set和正好和數學上直觀的集（set）的概念是相同的。Set最大的特性就是不允許在其中存放的元素是重複的。根據這個特點，我們就可以使用Set 這個介面來實現前面提到的關於商品種類的儲存需求。Set 可以被用來過濾在其他集合中存放的元素，從而得到一個沒有包含重複新的集合。

Set介面中的方法和Collection一致，這裡就不列出了

Set介面子實現類的特點

• HashSet：內部資料結構是雜湊表（執行緒不安全）
• LinkHashSet：內部資料結構是連結串列和雜湊表（執行緒不安全）
• TreeSet：內部資料結構是平衡樹（Balanced tree），元素唯一、有序（執行緒不安全）

重寫hashCode()、equals()方法，保證Set集合元素唯一性，原始碼判斷步驟如下

①判斷的是兩個元素的雜湊值是否相同，即hashCode()

如果雜湊值不同，不需要判斷equals()，就可以保證元素的唯一了

如果相同，再判斷兩個物件的內容是否相同，即equals()

注意：hashCode()方法判斷物件的雜湊值是否相同；equals()方法判斷內容是否相同

注意：HashSet儲存JavaAPI中提供的型別元素時，不需要重寫元素的hashCode()和equals()方法，因為這兩個方法，在JavaAPI的每個類中已經重寫，如String類、Integer類等，但是自定義類需要自己重寫hashCode()和equals()方法，否則無法保證元素唯一性。

下面程式碼體現了Set集合的唯一性

    /**
     * 利用Set集合元素唯一性移除List集合中重複元素
     * String類已經重寫hashCode()和equals()方法
     */
    @Test
    public void test03() {
        Collection<String> set = new HashSet<>();
        Collection<String> list = new ArrayList<>();
        for (int i = 5; i > 0; i--) {
            list.add(i + "");
        }
        list.add("1");
        list.add("3");
        list.add("5");
        System.out.println("list = " + list);// 輸出結果：list = [5, 4, 3, 2, 1, 1, 3, 5]
        set.addAll(list);
        System.out.println("set = " + set);// 輸出結果：set = [1, 2, 3, 4, 5]
    }

疑惑：set = [1, 2, 3, 4, 5]的輸出結果有點疑惑，set集合自動將結果排序了，查看了下Integer類實現了Comparable介面

2.1、HashSet的特點及方法

特點：資料儲存的結構是雜湊表。元素存取無序，集合元素唯一，元素並不是按照存入時的順序（和List顯然不同） 是按照雜湊值確定存放在HashSet集合的位置，因此也是按照雜湊值取資料的

常用方法：全部實現自Set介面

2.2、LinkHashSet的特點及方法

特點：連結串列和雜湊表組合的一個數據儲存結構，因此元素存取有序、且保證元素唯一性

常用方法：全部實現自Set介面

    public void test07() {
        Set<String> set = new LinkedHashSet<String>();
        set.add("三國演義");
        set.add("西遊記");
        set.add("水滸傳");
        set.add("紅樓夢");
        set.add("西遊記");
        set.add("三國演義");
        Iterator it = set.iterator();
        while (it.hasNext()) {
            System.out.print(it.next() + "\t");// 三國演義  西遊記  水滸傳  紅樓夢
        }

    }

2.3、TreeSet的特點及方法

特點：TreeSet集合的底層是二叉樹進行排序的，集合元素唯一性

常用方法：

TreeSet判斷元素唯一性的方式：根據比較方法的返回結果判斷，是0，就是相同元素；不是0，元素不相同

TreeSet對元素進行排序的方式

• 元素自身具備比較性：元素實現Comparable介面，重寫compareTo方法
• 容器具備比較性：使用帶參構造建立TreeSet(Collection<? extends E> c) ，實現compare(T o1, T o2)方法

注意：當Comparable比較方式和Comparator比較方式同時存在時，以Comparator的比較方式為主。

   /**
     * 驗證TreeSet集合的唯一、排序
     */

    @Test
    public void test08() {
        TreeSet<String> ts = new TreeSet<>();
        ts.add("5");
        ts.add("2");
        ts.add("3");
        ts.add("4");
        ts.add("1");
        ts.add("5");
        Iterator<String> ite = ts.iterator();
        while (ite.hasNext()) {
            Object next = ite.next();
            System.out.print(next + " ");// 輸出結果：1 2 3 4 5
        }
    }

三、總結（集合框架中常用類比較）

看到array，就要想到角標

看到link，就要想到first，last

看到hash，就要想到hashCode,equals

看到tree，就要想到兩個介面Comparable，Comparator