一. List集合
我們掌握了Collection接口的使用後，再來看看Collection接口中的子類，他們都具備那些特性呢？ 接下來，我們一起來分析Collection中的常用幾個子類（
java.util.List 集合
、
java.util.Set 集合
）。
1.1. List接口介紹
java.util.List 接口
繼承自
Collection 接口
，是單列集合的一個重要分支，習慣性地會将實作了
List 接口
的對象稱為List集合。在List集合中允許出現重複的元素，所有的元素是以一種線性方式進行存儲的，在程式中可以通過 索引來通路集合中的指定元素。另外，List集合還有一個特點就是元素有序，即元素的存入順序和取出順序一緻。
通過查閱API文檔之後，我們總結了List接口特點：
List接口特點：
- 它是一個元素存取有序的集合。例如，存元素的順序是11、22、33。那麼集合中，元素的存儲就是按照11、 22、33的順序完成的。
- 它是一個帶有索引的集合，通過索引就可以精确的操作集合中的元素（與數組的索引是一個道理）。
- 集合中可以有重複的元素，通過元素的equals方法，來比較是否為重複的元素。
tips:List接口的子類java.util.ArrayList類，該類中的方法都是來自List中定義。
1.2. List接口中常用方法
List作為Collection集合的子接口，不但繼承了Collection接口的全部方法，而且還增加了一些根據元素索引來操作集合的特有方法，如下：
-
public void add(int index, E element):
-
public E get(int index)：
-
public E remove(int index)：
-
public E set(int index, E element)：
public class ListDemo {
public static void main(String[] args) {
// 建立List集合對象
List<String> list = new ArrayList<String>();
// 往尾部添加指定元素
list.add("圖圖");
list.add("小美");
list.add("不高興");
System.out.println(list);
// add(int index,String s) 往指定位置添加
list.add(1,"沒頭腦");
System.out.println(list);
// String remove(int index) 删除指定位置元素 傳回被删除元素
// 删除索引位置為2的元素 System.out.println("删除索引位置為2的元素");
System.out.println(list.remove(2));
System.out.println(list);
// String set(int index,String s)
// 在指定位置進行元素替代（改）
// 修改指定位置元素 list.set(0, "三毛");
System.out.println(list);
// String get(int index) 擷取指定位置元素
// 跟size()方法一起用來周遊的
for(int i = 0;i<list.size();i++){
System.out.println(list.get(i));
}
//還可以使用增強for
for (String string : list) {
System.out.println(string);
}
}
}
二. List的子類
2.1. ArrayList集合
java.util.ArrayList
集合資料存儲的結構是數組結構。元素增删慢，查找快，由于日常開發中使用最多的功能為查詢資料、周遊資料，是以
ArrayList
是最常用的集合。
許多程式員開發時非常随意地使用ArrayList完成任何需求，并不嚴謹，這種用法是不提倡的。
2.2. LinkedList集合
java.util.LinkedList
集合資料存儲的結構是連結清單結構。友善元素添加、删除的集合。
LinkedList是一個雙向連結清單，那麼雙向連結清單是什麼樣子的呢，我們用個圖了解下
實際開發中對一個集合元素的添加與删除經常涉及到首尾操作，而LinkedList提供了大量首尾操作的方法。這些方法我們作為了解即可：
-
public void addFirst(E e)
-
public void addLast(E e) :
-
public E getFirst() :
傳回此清單的第一個元素。
-
public E getLast()
-
public E removeFirst() :
-
public E removeLast() :
-
public E pop() :
-
public void push(E e) :
-
public boolean isEmpty() ：
LinkedList是List的子類，List中的方法LinkedList都是可以使用，這裡就不做詳細介紹，我們隻需要了解LinkedList 的特有方法即可。在開發時，LinkedList集合也可以作為堆棧，隊列的結構使用。
三. Set接口
java.util.Set
接口和
java.util.List
接口一樣，同樣繼承自
Collection 接口
，它與 Collection 接口中的方法基本一緻，并沒有對 Collection 接口進行功能上的擴充，隻是比 Collection 接口更加嚴格了。與 List 接口不同的是， Set 接口中元素無序，并且都會以某種規則保證存入的元素不出現重複。
Set
集合有多個子類，這裡我主要分析其中的
java.util.HashSet
、
java.util.LinkedHashSet
這兩個集合。
tips: Set集合取出元素的方式可以采用：疊代器、增強for。
3.1. HashSet集合介紹
java.util.HashSet
是 Set 接口的一個實作類，它所存儲的元素是不可重複的，并且元素都是無序的(即存取順序不一緻)。
java.util.HashSet
底層的實作其實是一個
java.util.HashMap
支援。
HashSet
是根據對象的哈希值來确定元素在集合中的存儲位置，是以具有良好的存取和查找性能。保證元素唯一性的方式依賴于：
hashCode
與
equals
方法。
我們先來使用一下Set集合存儲，看下現象，再進行原理的講解:
public class HashSetDemo {
public static void main(String[] args) {
HashSet<String> hash = new HashSet<>();
hash.add("古力娜紮");
hash.add("迪麗熱巴");
hash.add("歐陽娜娜");
hash.add(new String("古力娜紮"));
System.out.println(hash); // [迪麗熱巴, 歐陽娜娜, 古力娜紮]
for (String name : hash) {
System.out.println(name);
}
/*
輸出結果：
迪麗熱巴
歐陽娜娜
古力娜紮
*/
}
}
}
}
tip:根據結果發現字元串“古力娜紮”隻存儲了一個，也就是說重複的元素set集合不存儲。
3.2. HashSet集合存儲資料結構（哈希表）
什麼是哈希表?
在JDK1.8之前，哈希表底層采用
數組+連結清單
實作，即使用連結清單處理沖突，同一hash值的連結清單都存儲在一個連結清單裡。 但是當位于一個桶中的元素較多，即hash值相等的元素較多時，通過key值依次查找的效率較低。而JDK1.8中，哈希表存儲采用
數組+連結清單+紅黑樹
實作，當連結清單長度超過
門檻值（8）
時，将連結清單轉換為紅黑樹，這樣大大減少了查找時間。
簡單的來說，哈希表是由數組+連結清單+紅黑樹（JDK1.8增加了紅黑樹部分）實作的，如下圖所示。
看到這張圖就有人要問了，這個是怎麼存儲的呢？
為了友善大家的了解我們結合一個存儲流程圖來說明一下：
實作圖例：
總而言之，JDK1.8引入紅黑樹大程度優化了HashMap的性能，那麼對于我們來講保證HashSet集合元素的唯一， 其實就是根據對象的hashCode和equals方法來決定的。如果我們往集合中存放自定義的對象，那麼保證其唯一， 就必須複寫hashCode和equals方法建立屬于目前對象的比較方式。
3.3. HashSet存儲自定義類型元素
給HashSet中存放自定義類型元素時，需要重寫對象中的hashCode和equals方法，建立自己的比較方式，才能保證HashSet集合中的對象唯一。
建立自定義Student類
import java.util.Objects;
/**
* Created by Administrator on 2019/7/20.
*/
public class Student {
private String name;
private int age;
public Student(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public Student() {
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
@Override
public boolean equals(Object o) {
if (this == o) return true;
if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
Student student = (Student) o;
return age == student.age &&
Objects.equals(name, student.name);
}
@Override
public int hashCode() {
return Objects.hash(name, age);
}
@Override
// 重寫toString方法
public String toString() {
return name + age;
}
}
import java.util.HashSet;
/**
* Created by Administrator on 2019/7/20.
*/
public class HashSetDemo02 {
public static void main(String[] args) {
HashSet<Student> hashStudent = new HashSet<>();
Student stu = new Student("歐陽娜娜", 20);
hashStudent.add(stu);
hashStudent.add(new Student("迪麗熱巴", 22));
hashStudent.add(new Student("古力娜紮", 21));
hashStudent.add(new Student("古力娜紮", 21));
for (Student st: hashStudent) {
System.out.println(st);
}
System.out.println(hashStudent.toString());
}
}
輸出結果：
歐陽娜娜20
迪麗熱巴22
古力娜紮21
[歐陽娜娜20, 迪麗熱巴22, 古力娜紮21]
3.4. LinkedHashSet
我們知道HashSet保證元素唯一，可是元素存放進去是沒有順序的，那麼我們要保證有序，怎麼辦呢？
在HashSet下面有一個子類
java.util.LinkedHashSet
，它是連結清單和哈希表組合的一個資料存儲結構。
示範代碼如下:
public class LinkedHashSetDemo {
public static void main(String[] args) {
Set<String> set = new LinkedHashSet<String>();
set.add("bbb");
set.add("aaa");
set.add("abc");
set.add("bbc");
Iterator<String> it = set.iterator();
while (it.hasNext()) {
System.out.println(it.next());
}
}
}
結果：
bbb
aaa
abc
bbc
4. 可變參數
在JDK1.5之後，如果我們定義一個方法需要接受多個參數，并且多個參數類型一緻，我們可以對其簡化成如下格 式：
修飾符 傳回值類型 方法名(參數類型… 形參名){ }
其實這個書寫完全等價與
修飾符 傳回值類型 方法名(參數類型[] 形參名){ }
隻是後面這種定義，在調用時必須傳遞數組，而前者可以直接傳遞資料即可。
JDK1.5以後。出現了簡化操作。… 用在參數上，稱之為
可變參數也稱為不定參數
類型。英文縮寫是varargus，還原一下就是variable argument type。通過它的名字可以很直接地看出來，這個方法在接收參數的時候，
個數是不定的
。
代碼示範：
public class VarArgusTest {
public static void dealArray(int... intArray) {
for (int i : intArray)
System.out.print(i + " ");
System.out.println();
}
public static void main(String args[]) {
dealArray();
dealArray(1);
dealArray(1, 2, 3);
}
}
輸出：
1
1 2 3
通過main方法裡的調用，可以看出來這個可變參數既可以是沒有參數（空參數），也可以是不定長的。看到這裡估計都能明白，這個不定長的參數其實和數組參數挺像的。同樣是代表數組，但是在調用這個帶有可變參數的方法時，可以不用建立數組(這就是簡單之處)，直接将數組中的元素作為實際參數進行傳遞，其實編譯成的class檔案，将這些元素先封裝到一個數組中，再進行傳遞。這些動作都在編譯.class檔案時，自動完成了。
内部代碼：
dealArray(); // dealArray(int[] intArray{});
dealArray(1); // dealArray(int[] intArray{1});
dealArray(1,2,3); // dealArray(int[] intArray{1, 2, 3});
代碼示範：
/**
* Created by Administrator on 2019/7/20.
*/
public class ChangeArgs {
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {1, 3, 324, 53, 24};
int sum = getArgs(arr);
System.out.println(sum); // 405
int sum1 = receiveArgs(12, 34, 646, 74, 1, 643); // 1410
System.out.println(sum1);
}
// 普通foreach方法求和
public static int getArgs(int[] array) {
int sum = 0;
for (int args : array) {
sum += args;
}
return sum;
}
// 可變參數方法
public static int receiveArgs(int... array) {
int sum = 0;
for (int args : array) {
sum += args;
}
return sum;
}
}
注意： 如果在方法書寫時，這個方法擁有多參數，參數中包含可變參數，可變參數一定要寫在 參數清單的末尾位置
5. Collections
5.1. 常用功能
java.utils.Collections
是集合工具類，用來對集合進行操作。部分方法如下：
-
public static <T> boolean addAll(Collection<T> c, T... elements) :
-
public static void shuffle(List<?> list) :
-
public static <T> void sort(List<T> list) :
-
public static <T> void sort(List<T> list，Comparator<? super T> ) :
代碼示範：
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.List;
/**
* Created by Administrator on 2019/7/20.
*/
public class CollectionsDemo {
public static void main(String[] args) {
List<String> list = new ArrayList();
list.add("a迪麗熱巴");
list.add("b古力娜紮");
list.add("d歐陽娜娜");
System.out.println(list); // [a迪麗熱巴, b古力娜紮, d歐陽娜娜]
Collections.addAll(list, "c唐嫣");
System.out.println(list); // [a迪麗熱巴, b古力娜紮, d歐陽娜娜, c唐嫣]
Collections.shuffle(list);
System.out.println(list); // [c唐嫣, d歐陽娜娜, b古力娜紮, a迪麗熱巴]
Collections.sort(list);
System.out.println(list); // [a迪麗熱巴, b古力娜紮, c唐嫣, d歐陽娜娜]
}
}
代碼示範之後 ，發現我們的集合按照順序進行了排列，可是這樣的順序是采用預設的順序，如果想要指定順序那該怎麼辦呢？ 我們發現還有個方法沒有講， public static void sort(List list，Comparator<? super T> ) :将集合中元素按照指定規則排序。接下來講解一下指定規則的排列。
5.2. Comparator比較器
在研究 public static void sort(List list，Comparator<? super T> )之前，我們還是先研究這個方法
public static <T> void sort(List<T> list) :
将集合中元素按照預設規則排序。
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
public class TestDemo {
public static void main(String[] args) {
ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();
list.add("cba");
list.add("aba");
list.add("sba");
list.add("nba");
//排序方法
Collections.sort(list);
System.out.println(list); //結果：[aba, cba, nba, sba]
}
}
我們使用的是預設的規則完成字元串的排序，那麼預設規則是怎麼定義出來的呢？
說到排序了，簡單的說就是兩個對象之間比較大小，那麼在JAVA中提供了兩種比較實作的方式，一種是比較死闆的采用
java.lang.Comparable
接口去實作，一種是靈活的當我需要做排序的時候在去選擇的
java.util.Comparator
接口完成。
那麼我們采用的
public static <T> void sort(List<T> list)
這個方法完成的排序，實際上要求了被排序的類型需要實作Comparable接口完成比較的功能，在String類型上如下：
String類實作了這個接口，并完成了比較規則的定義，但是這樣就把這種規則寫死了，那比如我想要字元串按照第 一個字元降序排列，那麼這樣就要修改String的源代碼，這是不可能的了，那麼這個時候我們可以使用
public static <T> void sort(List<T> list，Comparator<? super T> )
方法靈活的完成，這個裡面就涉及到了 Comparator這個接口，位于位于java.util包下，排序是comparator能實作的功能之一,該接口代表一個比較器，比較器具有可比性！顧名思義就是做排序的，通俗地講需要比較兩個對象誰排在前誰排在後，那麼比較的方法就是：
-
public int compare(String o1, String o2)
：比較其兩個參數的順序。
兩個對象比較的結果有三種：大于，等于，小于。
如果要按照升序排序， 則o1 小于o2，傳回（負數），相等傳回0，01大于02傳回（正數）
如果要按照降序排序 則o1 小于o2，傳回（正數），相等傳回0，01大于02傳回（負數）
操作如下:
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.Comparator;
public class TestDemo {
public static void main(String[] args) {
ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();
list.add("cba");
list.add("aba");
list.add("sba");
list.add("nba");
//排序方法 按照第一個單詞的降序
Collections.sort(list, new Comparator<String>() {
@Override
public int compare(String o1, String o2) {
return o2.charAt(0) - o1.charAt(0);
}
});
System.out.println(list); // [sba, nba, cba, aba]
}
}
5.3 簡述Comparable和Comparator兩個接口的差別。
Comparable： 強行對實作它的每個類的對象進行整體排序。這種排序被稱為類的自然排序，類的compareTo方法 被稱為它的自然比較方法。隻能在類中實作compareTo()一次，不能經常修改類的代碼實作自己想要的排序。實作 此接口的對象清單（和數組）可以通過Collections.sort（和Arrays.sort）進行自動排序，對象可以用作有序映射中 的鍵或有序集合中的元素，無需指定比較器。
Comparator ：強行對某個對象進行整體排序。可以将Comparator 傳遞給sort方法（如Collections.sort或 Arrays.sort），進而允許在排序順序上實作精确控制。還可以使用Comparator來控制某些資料結構（如有序set或 有序映射）的順序，或者為那些沒有自然順序的對象collection提供排序
代碼示範：
Student類建立
import java.util.Objects;
/**
* Created by Administrator on 2019/7/20.
*/
public class Student {
private String name;
private int age;
public Student(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public Student() {
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
@Override
public boolean equals(Object o) {
if (this == o) return true;
if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
Student student = (Student) o;
return age == student.age &&
Objects.equals(name, student.name);
}
@Override
public int hashCode() {
return Objects.hash(name, age);
}
@Override
public String toString() {
return "Student{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
'}';
}
}
錯誤示例：
// 建立四個學生對象 存儲到集合中
ArrayList<Student> list = new ArrayList<Student>();
list.add(new Student("rose",18));
list.add(new Student("jack",16));
list.add(new Student("john",16));
list.add(new Student("rocy",17));
list.add(new Student("mark",16));
/*
讓學生 按照年齡排序升序
*/
// Collections.sort(list);//要求 該list中元素類型必須實作比較器Comparable接口
for (Student student : list) {
System.out.println(student);
}
}
}
發現，當我們調用Collections.sort()方法的時候 程式報錯了。
原因：如果想要集合中的元素完成排序，那麼必須要實作比較器Comparable / Comparator接口。
正确示範：
-
Comparable接口實作
Student類要繼承Comparable接口，并且重寫Comparable接口内容
import java.util.Objects;
/**
* Created by Administrator on 2019/7/20.
*/
public class Student implements Comparable<Student> {
private String name;
private int age;
public Student(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public Student() {
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
@Override
public boolean equals(Object o) {
if (this == o) return true;
if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
Student student = (Student) o;
return age == student.age &&
Objects.equals(name, student.name);
}
@Override
public int hashCode() {
return Objects.hash(name, age);
}
@Override
public String toString() {
return "Student{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
'}';
}
@Override
public int compareTo(Student o) {
return this.age - o.age;
}
}
測試類：
public class StudentDemoTest {
public static void main(String[] args) {
/*
Student實作類，通過Comparable接口方式實作
實作按照年齡升序排列
*/
ArrayList<Student> stu = new ArrayList<>();
stu.add(new Student("唐嫣", 22));
stu.add(new Student("唐嫣", 23));
stu.add(new Student("唐嫣", 27));
stu.add(new Student("唐嫣", 29));
Collections.sort(stu);
System.out.println(stu);
// [Student{name='唐嫣', age=22}, Student{name='唐嫣', age=23}, Student{name='唐嫣', age=27}, Student{name='唐嫣', age=29}]
}
}
-
Comparator接口實作
定義Teacher類
public class Teacher {
private String name;
private int age;
public Teacher() {
}
public Teacher(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
@Override
public String toString() {
return "Teacher{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
'}';
}
}
測試類：
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.Comparator;
public class TeacherDemoTest {
public static void main(String[] args) {
/*
Teacher實作類，通過Comparator接口方式實作
實作按照年齡降序排列
*/
ArrayList<Teacher> tech = new ArrayList<>();
tech.add(new Teacher("李誕", 26));
tech.add(new Teacher("李誕", 27));
tech.add(new Teacher("李誕", 28));
tech.add(new Teacher("李誕", 29));
Collections.sort(tech, new Comparator<Teacher>() {
@Override
public int compare(Teacher o1, Teacher o2) {
return o2.getAge() - o1.getAge();
}
});
System.out.println(tech);
// [Teacher{name='李誕', age=29}, Teacher{name='李誕', age=28}, Teacher{name='李誕', age=27}, Teacher{name='李誕', age=26}]
}
}
6. 擴充
如果在使用的時候，想要獨立的定義規則去使用 可以采用Collections.sort(List list,Comparetor c)方式，自己定義規則：
Collections.sort(list, new Comparator<Student>() {
@Override
public int compare(Student o1, Student o2) {
return o2.getAge()-o1.getAge();//以學生的年齡降序
}
});
效果：
Student{name='rose', age=18}
Student{name='ace', age=17}
Student{name='jack', age=16}
Student{name='abc', age=16}
Student{name='mark', age=16}
如果想要規則更多一些，可以參考下面代碼：
Collections.sort(list, new Comparator<Student>() {
@Override
public int compare(Student o1, Student o2) {
// 年齡降序
int result = o2.getAge()-o1.getAge();//年齡降序
if(result == 0){//如果第一個規則判斷年齡相同則進行下一個規則 姓名的首字母 升序
result = o1.getName().charAt(0)-o2.getName().charAt(0);
}
return result;
}
});
效果如下：
Student{name='rose', age=18}
Student{name='ace', age=17}
Student{name='abc', age=16}
Student{name='jack', age=16}
Student{name='mark', age=16}