List集合知識總結
在程式設計過程中，會很頻繁的使用集合，集合的相關知識也非常重要，也是每一個開發人員必須掌握的知識。
一：集合的概念
集合:儲存數量不確定的資料，以及儲存具有對映關係的資料的容器，簡單的理解就是用於儲存數量不等的多個物件的容器。
集合和陣列不一樣，陣列元素既可以是基本型別的值，也可以是物件(物件的引用變數)；而集合裡只能儲存物件(物件的引用變數)。
Java集合類主要由兩個集合框架的根介面派生而出:Collection和Map
Java中Collection介面的體系機構:
Collection介面和Iterator介面:
Collection介面是List、Set和Queue介面的父介面，該介面中定義了一些操作集合元素的方法:
下面列舉一些常見的方法:
boolean add(Object o):該方法用於向集合裡新增一個元素。
boolean addAll(Collection c)：該方法把集合c裡的所有元素新增到指定的集合裡。
void clean():清除集合裡的所有元素，將集合長度變為0。
boolean contains():返回集合裡是否包含指定元素。
boolean containsAll():返回集合裡是否包含集合c裡的所有元素。
boolean isEmpty():返回集合是否為空。當集合長度為0時返回true，否則返回false。
Iterator iterator():返回一個Iterator物件，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裡包含的所有元素。
boolean retainAll(Collection c):從集合中刪除集合c裡不包含的元素(相當於取得把呼叫該方法的集合變為該集合和集合c的交集)，如果該操作改變了呼叫該方法的集合，返回true。
int size():該方法返回集合裡元素的個數。
Object[] toArray():該方法把集合轉換成一個數組，所有集合元素變成對應的陣列元素。
Iterator介面：
Iterator介面也是Java集合框架的成員，但它與Collection系列、Map系列的集合不一樣：Collection系列集合和Map系列的集合主要用於盛裝其他物件，而Iterator則主要用於遍歷集合的元素。又叫迭代器。
Iterator介面隱藏了各種Collection實現類的底層細節，只嚮應用程式提供遍歷集合元素的統一程式設計介面。
Iterator介面定義了三個方法:
boolean hasNext()：如果被迭代的集合元素還有沒遍歷，則返回true。
Object next():返回集合裡的下一個元素。
void remove():刪除集合裡上一次next方法返回的元素。
Iterator僅用於遍歷集合，如果需要建立Iterator物件，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並不是把集合元素本事傳給了迭代變數，而是把集合元素的值傳給了迭代變數，所以修改迭代變數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集合裡的元素不能被修改，只能通過remove方法刪除上次next方法返回的集合元素才可以，否則報java.util.ConcurrentModificationException異常。
Iterator迭代器採用的是快速失敗(fail-fast)機制，一旦在迭代過程中檢測到該集合已經被修改(通常是其他執行緒進行修改)，程式將報java.util.ConcurrentModificationException異常。而不是顯示修改後的結果，這樣可以避免共享資源而引發的問題。
foreach迴圈變數集合元素
格式:
for(型別 新物件：集合)｛
｝
用法和Iterator類似。
二:Set介面
Set集合是無順序的，其集合元素不允許重複。
Set集合判斷兩個物件相同不是使用==運算子，而是根據equals方法。簡單的說，如果只要兩個物件用equals方法比較返回true，Set集合就不會接受這兩個物件；反之，則成立。
HashSet類:
HashSet是Set集合的實現類，HashSet按Hash演算法來儲存集合中的元素，因此具有很好的存取和查詢效能。
HashSet集合特點:
(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，如果多個執行緒同時訪問一個HashSet，如果有2條或2條以上執行緒同時修改HashSet集合時，必須通過程式碼實現執行緒同步。
(3)集合元素值可以是null。
向HastSet集合中存入一個元素時，HashSet會呼叫該物件的hashCode()方法來得到該物件的hashCode值，然後根據該HashCode值來決定該物件在HashSet中儲存位置。如果有兩個元素通過equals方法比較返回true，但它們的hashCode()方法返回值不相等，HashSet將會把它們儲存在不同的位置，就可以新增成功(簡單的理解HastSet集合判斷兩個元素是否相等的標準是兩個物件通過equals方法比較相等，且兩個物件的hashCode()方法返回的值也要相等)。
TreeSet類：
TreeSet是SortedSet介面的唯一實現，TreeSet可以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，表示以自然方式排序。
(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之前的元素。
(5)Object higher(Object e)：返回集合中位於指定元素之後的元素。
(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集合並不是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集合採用紅黑樹的資料結構對元素進行排序。TreeSet集合支援兩種排序方法：自然排序和定製排序。預設使用自然排序。
自然排序
TreeSet呼叫集合元素的compareTo(Object obj)方法來比較元素之間大小關係，然後將集合元素按升序排列，這就是自然排序。
Java提供了一個Comparable介面，該接口裡定義了一個compareTo(Object obj)方法，該方法返回一個整數，實現該介面的類必須實現該方法，當一個物件呼叫該方法與另一個物件進行比較時，比如:obj1.compareTo(obj2)，如果該方法返回0，則表明兩個物件相等，如果返回是一個正整數，則表明obj1大於obj2，如果返回是一個負數，則表明obj1小於obj2。
注意:向TreeSet集合中新增元素時，只有第一個元素可以不實現Comparable介面，後面新增的所有元素都必須實現Comparable介面。否則報ClassCastException異常。
當把一個物件加入TreeSet集合中時，TreeSet呼叫該物件的compareTo方法與集合中的其他物件比較大小，然後根據紅黑樹演算法決定它儲存的位置。如果兩個物件相等，TreeSet將把他們儲存在同一位置。TreeSet集合比較兩個物件相等的標準是：兩個物件通過equals方法返回true，或通過compareTo方法比較返回0，則認為兩個物件是同一個物件。
定製排序
通過實現Comparator介面中的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，如果返回是正整數，則表明o1大於o2，如果返回0，則表明兩個物件相等，如果返回負數，則表明o1小於o2。
如果需要實現定製排序，則需要在建立TreeSet集合物件時，並提供一個Comparator物件與該集合關聯，由該Comparator物件負責集合的排序邏輯。
經典例項
public class TreeSetTest {
public static void main(String[] args) {
//定義TreeSet集合，併為集合提供一個排序的Comparator物件（這裡是匿名內部類）。
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，如果想按升序排序，這裡返回正整數，下面else中返回負數，即可。
} else if (m1.num == m2.num) {
return 0;
} else {
return 1;
}
}
});
//向集合中新增資料
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 {
// 定義一個變數
int num;
public M(int num) {
// 建構函式中為變數賦值
this.num = num;
}
// 重寫toString方法
public String toString() {
return "M物件num的值為" + this.num;
}
}EnumSet類
EnumSet類是一個專為列舉類設計的集合類，EnumSet中所有的元素都必須是指定列舉型別的列舉值，該列舉型別在建立EnumSet時顯式或隱式地指定。EnumSet的集合元素也是有序的，EnumSet以列舉值在Enum類內的定義順序來決定集合元素的順序。EnumSet集合不允許插入null元素。
EnumSet集合的內部一位向量的形式儲存，這種儲存形式非常緊湊、高效，因此EnumSet物件佔用記憶體很小，而且執行效率很好。具體體現在批量操作集合時。
EnumSet類沒有暴露任何建構函式來建立該類的例項，程式通過它提供的static方法來建立EnumSet物件。
EnumSet集合常用的方法
(1)static EnumSet allOf(Class elementType)：建立一個包含指定列舉類裡所有列舉值的EnumSet集合。
(2)static EnumSet complementOf(EnumSet s)：建立一個其元素型別與指定EnumSet裡元素型別相同的EnumSet，新EnumSet集合包含原EnumSet集合所不包含的、此列舉類剩下的列舉值。
(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具有相同元素型別、相同集合元素的EnumSet。
(5)static EnumSet noneOf(Class elementType)：建立一個元素型別為指定列舉型別的空EnumSet。
(6)static EnumSet of(E first,E...rest)：建立一個包含一個或多個列舉值的EnunSet，傳入的多個列舉值必須屬於同一個列舉類。
(7)static EnumSet range(E from,E to)：建立包含從from列舉值，到to列舉值範圍內所有列舉值的EnumSet集合。
經典例項:
public class EnumSetTest {
public static void main(String[] args) {
EnumSet<Season> es=EnumSet.allOf(Season.class);
System.out.println(es);//列印[SPRING, SUMMER, FAILL, WINTER]
EnumSet<Season> es1=EnumSet.of(Season.SPRING,Season.SUMMER,Season.WINTER);
System.out.println(es1);//列印[SPRING, SUMMER, WINTER]
EnumSet<Season> es2=EnumSet.range(Season.SUMMER, Season.WINTER);
System.out.println(es2);//列印[SUMMER, FAILL, WINTER]
EnumSet<Season> es3=EnumSet.complementOf(es2);
System.out.println(es3);//列印[SPRING]
}
}
enum Season{
SPRING,SUMMER,FAILL,WINTER
}總結
HashSet和TreeSet是Set的兩個典型實現，HashSet的效能總比TreeSet好(新增，查詢操作)，因為TreeSet需要額外的紅黑樹演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，刪除操作，LinkedHashSet比HashSet要慢一點點，這是因為維護連結串列所帶來的開銷。不過遍歷集合時，LinkedHashSet就非常塊 。
EnumSet是所有Set實現類中效能最好 ，但它只能儲存同一個列舉類的列舉值作為集合元素。
注意：Set的三個實現類HashSet 、TreeSet、EnumSet都是執行緒不安全的。如果有多條執行緒同事訪問一個Set集合，並且有超過一條執行緒修改集合的值，則必須手動保證集合的同步性，否則將無法訪問修改後的集合。
List介面
List集合代表一個有序的集合 ，集合中每個元素都有其對應的順序索引。List集合允許使用重複元素，通過索引來訪問指定位置的集合元素。
List集合在Collection的基礎上新新增的方法:
(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所包含的所有元素都插入在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)：返回物件o在List集合中出現的位置索引。
(5)int lastIndexOf(Object o)：返回物件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物件，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)處所有集合元素組成的子集合。
ListIterator介面:
ListIterator介面是Iterator的子介面，提供了專門操作List的方法。
ListIterator介面新增的方法:
(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新增加了向前迭代的功能，而且ListIterator還可以通過add方法向List集合中新增元素。
經典例項:
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");
}
/*
* 列印的結果是:
* smarhit heima sichuan chengdu
* ----------開始反向迭代--------------
* chengdu sichuan heima smarhit
*/
}
}ArrayList和Vector實現類
ArrayList和Vector類都是基於陣列實現的List類，ArrayList和Vector類封裝了一個動態在分配的Object[ ]陣列。每個ArrayList或Vector物件有一個capacity屬性，該屬性表示他們所封裝的陣列的長度，當想ArrayList或Vector中新增元素時，它們的capacity會自動增加。對於通常程式設計中，程式設計師無須關心ArrayList或Vector的capacity屬性。但如果向ArrayList集合或Vector集合中新增大量元素時，可使用ensureCapacity方法一次性的增加capacity。這樣可以提高效能。
ArrayList和Vector在用法上幾乎完全相同(Vector是古老的集合，JDK1.0就存在了)，但ArrayList集合是執行緒不安全的，當多條執行緒訪問同一個集合時，如果有超過一條執行緒修改了ArrayList集合，則程式必須手動保證該集合的同步性。而Vector集合則是執行緒安全的。無須程式保證集合的同步性。所以Vector的效能比ArrayList的效能低。
Vector還提供了一個Stack子類，它用於模擬了“棧”這中資料結構，“棧”通常是指“後進先出”的容器。最後“push”進棧的元素，將最先被“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”的元素總是位於“棧”頂。
經典例項:
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);//列印[smarhit, beijin, neijiang, chengdu]
System.out.println(s.peek());//列印chengdu
System.out.println(s);//列印[smarhit, beijin, neijiang, chengdu]
System.out.println(s.pop());//列印chengdu
System.out.println(s);//列印[smarhit, beijin, neijiang]
}
}固定長度的List
陣列的工具類 Arrays提供的asList()方法是把一個數組或指定個數的物件轉換成一個List集合， 但這個List集合既不是ArrayList實現類的例項，也不是Vector實現類的例項，而是Arrays的內部類ArrayList例項。Arrays.ArrayList是一個固定長度的List集合，程式只能遍歷訪問該集合裡的元素，不可增加，刪除該集合中的元素。
Queue介面
Queue模擬了佇列這中資料結構，佇列通常是"先進先出"的容器。
Queue介面提供的方法:
(1)void add(Object e)：將指定元素加入此佇列的尾部。
(2)Object element()：獲取佇列頭部的元素，但不是刪除該元素。
(3)boolean offer(Object e)：將指定元素加入此佇列的尾部。當使用有容器限制的佇列時，此方法通常比add(Object e)方法更好。
(4)Object peek()：獲取佇列頭部的元素，但是不刪除該元素。如果此佇列為空，則返回null。
(5)Object poll()：獲取佇列頭部的元素，並刪除該元素。如果此佇列為空，則返回null。
(6)Object remove()：獲取佇列頭部元素，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介面，還實現了Deque介面，Deque介面是Queue介面的子介面，它代表一個雙向佇列。
LinkedList類提供的方法:
(1)void addFirst(Object e)：將指定元素插入該雙向佇列的開頭。
(2)void addLast(Object e)：將指定元素插入該雙向佇列的尾部。
(3)Iterator descendingIterator()：返回以該雙向佇列對應的迭代器，該迭代器將以逆向順序來迭代佇列中的元素。
(4)Object getFirst()：獲取、但不刪除雙向佇列的第一個元素。
(5)Object getLast()：獲取、但不刪除雙向佇列的最後一個元素。
(6)boolean offerFirst(Object e)：將指定的元素插入該雙向佇列的開頭。
(7)boolean offerLast(Object e)：將指定的元素插入該雙向佇列的尾部。
(8)Object peekFirst()：獲取、但不刪除該雙向佇列的第一個元素；如果此雙向佇列為空，則返回null。
(9)Object peekLast()：獲取、但不刪除該雙向佇列的最後一個元素；如果此雙向佇列為空，則返回null。
(10)Object pollFirst()：獲取、並刪除該雙向佇列的第一個元素；如果此雙向佇列為空，則返回null。
(11)Object pollLast()：獲取、並刪除該雙向佇列的最後一個元素；如果此雙向佇列為空，則返回null。
(12)Object pop()：pop出該雙向佇列所表示的棧中第一個元素。
(13)void push(Object e)：將一個元素push進該雙向佇列所表示的棧中。
(14)Object removeFirst()：獲取、並刪除該雙向佇列的第一個元素。
(15)Object removeFirstOccurrence(Object o)：刪除該雙向佇列的第一個出現元素o。
(16)removeLast()：獲取、並刪除該雙向佇列的最後一個元素。
(17)removeLastOccurrence(Object o)：刪除該雙向佇列的最後一次出現元素o。
總結：LinkedList與ArrayList、Vector的實現機制完全不同。ArrayList、Vector內部以陣列的形式來儲存集合中的元素，因此隨機訪問集合元素上有較好的效能；而linkedList內部以連結串列的形式來儲存集合中的元素，因此隨機方法集合元素時效能較差，但在插入、刪除元素時效能非常出色(只需改變指標所指的地址即可)。
PriorityQueue實現類
PriorityQueue是一個比較標準的佇列實現類，PriorityQueue儲存佇列元素的順序並不是按加入佇列的順序，而是按佇列元素的大小進行重新排序。
PriorityQueue不允許插入null元素，它需要對佇列元素進行排序。
排序的方式:自然排序，定製排序。
上面是對List集合的詳解總結。在開發過程中，我們可能只運用到一些常見的結合，但其他集合也應做相應的瞭解。