一. List集合
我们掌握了Collection接口的使用后，再来看看Collection接口中的子类，他们都具备那些特性呢？ 接下来，我们一起来分析Collection中的常用几个子类（
java.util.List 集合
、
java.util.Set 集合
）。
1.1. List接口介绍
java.util.List 接口
继承自
Collection 接口
，是单列集合的一个重要分支，习惯性地会将实现了
List 接口
的对象称为List集合。在List集合中允许出现重复的元素，所有的元素是以一种线性方式进行存储的，在程序中可以通过 索引来访问集合中的指定元素。另外，List集合还有一个特点就是元素有序，即元素的存入顺序和取出顺序一致。
通过查阅API文档之后，我们总结了List接口特点：
List接口特点：
- 它是一个元素存取有序的集合。例如，存元素的顺序是11、22、33。那么集合中，元素的存储就是按照11、 22、33的顺序完成的。
- 它是一个带有索引的集合，通过索引就可以精确的操作集合中的元素（与数组的索引是一个道理）。
- 集合中可以有重复的元素，通过元素的equals方法，来比较是否为重复的元素。
tips:List接口的子类java.util.ArrayList类，该类中的方法都是来自List中定义。
1.2. List接口中常用方法
List作为Collection集合的子接口，不但继承了Collection接口的全部方法，而且还增加了一些根据元素索引来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) {
// 创建List集合对象
List<String> list = new ArrayList<String>();
// 往尾部添加指定元素
list.add("图图");
list.add("小美");
list.add("不高兴");
System.out.println(list);
// add(int index,String s) 往指定位置添加
list.add(1,"没头脑");
System.out.println(list);
// String remove(int index) 删除指定位置元素 返回被删除元素
// 删除索引位置为2的元素 System.out.println("删除索引位置为2的元素");
System.out.println(list.remove(2));
System.out.println(list);
// String set(int index,String s)
// 在指定位置进行元素替代（改）
// 修改指定位置元素 list.set(0, "三毛");
System.out.println(list);
// String get(int index) 获取指定位置元素
// 跟size()方法一起用来遍历的
for(int i = 0;i<list.size();i++){
System.out.println(list.get(i));
}
//还可以使用增强for
for (String string : list) {
System.out.println(string);
}
}
}
二. List的子类
2.1. ArrayList集合
java.util.ArrayList
集合数据存储的结构是数组结构。元素增删慢，查找快，由于日常开发中使用最多的功能为查询数据、遍历数据，所以
ArrayList
是最常用的集合。
许多程序员开发时非常随意地使用ArrayList完成任何需求，并不严谨，这种用法是不提倡的。
2.2. LinkedList集合
java.util.LinkedList
集合数据存储的结构是链表结构。方便元素添加、删除的集合。
LinkedList是一个双向链表，那么双向链表是什么样子的呢，我们用个图了解下
实际开发中对一个集合元素的添加与删除经常涉及到首尾操作，而LinkedList提供了大量首尾操作的方法。这些方法我们作为了解即可：
-
public void addFirst(E e)
-
public void addLast(E e) :
-
public E getFirst() :
返回此列表的第一个元素。
-
public E getLast()
-
public E removeFirst() :
-
public E removeLast() :
-
public E pop() :
-
public void push(E e) :
-
public boolean isEmpty() ：
LinkedList是List的子类，List中的方法LinkedList都是可以使用，这里就不做详细介绍，我们只需要了解LinkedList 的特有方法即可。在开发时，LinkedList集合也可以作为堆栈，队列的结构使用。
三. Set接口
java.util.Set
接口和
java.util.List
接口一样，同样继承自
Collection 接口
，它与 Collection 接口中的方法基本一致，并没有对 Collection 接口进行功能上的扩充，只是比 Collection 接口更加严格了。与 List 接口不同的是， Set 接口中元素无序，并且都会以某种规则保证存入的元素不出现重复。
Set
集合有多个子类，这里我主要分析其中的
java.util.HashSet
、
java.util.LinkedHashSet
这两个集合。
tips: Set集合取出元素的方式可以采用：迭代器、增强for。
3.1. HashSet集合介绍
java.util.HashSet
是 Set 接口的一个实现类，它所存储的元素是不可重复的，并且元素都是无序的(即存取顺序不一致)。
java.util.HashSet
底层的实现其实是一个
java.util.HashMap
支持。
HashSet
是根据对象的哈希值来确定元素在集合中的存储位置，因此具有良好的存取和查找性能。保证元素唯一性的方式依赖于：
hashCode
与
equals
方法。
我们先来使用一下Set集合存储，看下现象，再进行原理的讲解:
public class HashSetDemo {
public static void main(String[] args) {
HashSet<String> hash = new HashSet<>();
hash.add("古力娜扎");
hash.add("迪丽热巴");
hash.add("欧阳娜娜");
hash.add(new String("古力娜扎"));
System.out.println(hash); // [迪丽热巴, 欧阳娜娜, 古力娜扎]
for (String name : hash) {
System.out.println(name);
}
/*
输出结果：
迪丽热巴
欧阳娜娜
古力娜扎
*/
}
}
}
}
tip:根据结果发现字符串“古力娜扎”只存储了一个，也就是说重复的元素set集合不存储。
3.2. HashSet集合存储数据结构（哈希表）
什么是哈希表?
在JDK1.8之前，哈希表底层采用
数组+链表
实现，即使用链表处理冲突，同一hash值的链表都存储在一个链表里。 但是当位于一个桶中的元素较多，即hash值相等的元素较多时，通过key值依次查找的效率较低。而JDK1.8中，哈希表存储采用
数组+链表+红黑树
实现，当链表长度超过
阈值（8）
时，将链表转换为红黑树，这样大大减少了查找时间。
简单的来说，哈希表是由数组+链表+红黑树（JDK1.8增加了红黑树部分）实现的，如下图所示。
看到这张图就有人要问了，这个是怎么存储的呢？
为了方便大家的理解我们结合一个存储流程图来说明一下：
实现图例：
总而言之，JDK1.8引入红黑树大程度优化了HashMap的性能，那么对于我们来讲保证HashSet集合元素的唯一， 其实就是根据对象的hashCode和equals方法来决定的。如果我们往集合中存放自定义的对象，那么保证其唯一， 就必须复写hashCode和equals方法建立属于当前对象的比较方式。
3.3. HashSet存储自定义类型元素
给HashSet中存放自定义类型元素时，需要重写对象中的hashCode和equals方法，建立自己的比较方式，才能保证HashSet集合中的对象唯一。
创建自定义Student类
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
// 重写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("欧阳娜娜", 20);
hashStudent.add(stu);
hashStudent.add(new Student("迪丽热巴", 22));
hashStudent.add(new Student("古力娜扎", 21));
hashStudent.add(new Student("古力娜扎", 21));
for (Student st: hashStudent) {
System.out.println(st);
}
System.out.println(hashStudent.toString());
}
}
输出结果：
欧阳娜娜20
迪丽热巴22
古力娜扎21
[欧阳娜娜20, 迪丽热巴22, 古力娜扎21]
3.4. LinkedHashSet
我们知道HashSet保证元素唯一，可是元素存放进去是没有顺序的，那么我们要保证有序，怎么办呢？
在HashSet下面有一个子类
java.util.LinkedHashSet
，它是链表和哈希表组合的一个数据存储结构。
演示代码如下:
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());
}
}
}
结果：
bbb
aaa
abc
bbc
4. 可变参数
在JDK1.5之后，如果我们定义一个方法需要接受多个参数，并且多个参数类型一致，我们可以对其简化成如下格 式：
修饰符 返回值类型 方法名(参数类型… 形参名){ }
其实这个书写完全等价与
修饰符 返回值类型 方法名(参数类型[] 形参名){ }
只是后面这种定义，在调用时必须传递数组，而前者可以直接传递数据即可。
JDK1.5以后。出现了简化操作。… 用在参数上，称之为
可变参数也称为不定参数
类型。英文缩写是varargus，还原一下就是variable argument type。通过它的名字可以很直接地看出来，这个方法在接收参数的时候，
个数是不定的
。
代码演示：
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);
}
}
输出：
1
1 2 3
通过main方法里的调用，可以看出来这个可变参数既可以是没有参数（空参数），也可以是不定长的。看到这里估计都能明白，这个不定长的参数其实和数组参数挺像的。同样是代表数组，但是在调用这个带有可变参数的方法时，可以不用创建数组(这就是简单之处)，直接将数组中的元素作为实际参数进行传递，其实编译成的class文件，将这些元素先封装到一个数组中，再进行传递。这些动作都在编译.class文件时，自动完成了。
内部代码：
dealArray(); // dealArray(int[] intArray{});
dealArray(1); // dealArray(int[] intArray{1});
dealArray(1,2,3); // dealArray(int[] intArray{1, 2, 3});
代码演示：
/**
* 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;
}
// 可变参数方法
public static int receiveArgs(int... array) {
int sum = 0;
for (int args : array) {
sum += args;
}
return sum;
}
}
注意： 如果在方法书写时，这个方法拥有多参数，参数中包含可变参数，可变参数一定要写在 参数列表的末尾位置
5. Collections
5.1. 常用功能
java.utils.Collections
是集合工具类，用来对集合进行操作。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> ) :
代码演示：
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迪丽热巴");
list.add("b古力娜扎");
list.add("d欧阳娜娜");
System.out.println(list); // [a迪丽热巴, b古力娜扎, d欧阳娜娜]
Collections.addAll(list, "c唐嫣");
System.out.println(list); // [a迪丽热巴, b古力娜扎, d欧阳娜娜, c唐嫣]
Collections.shuffle(list);
System.out.println(list); // [c唐嫣, d欧阳娜娜, b古力娜扎, a迪丽热巴]
Collections.sort(list);
System.out.println(list); // [a迪丽热巴, b古力娜扎, c唐嫣, d欧阳娜娜]
}
}
代码演示之后 ，发现我们的集合按照顺序进行了排列，可是这样的顺序是采用默认的顺序，如果想要指定顺序那该怎么办呢？ 我们发现还有个方法没有讲， public static void sort(List list，Comparator<? super T> ) :将集合中元素按照指定规则排序。接下来讲解一下指定规则的排列。
5.2. Comparator比较器
在研究 public static void sort(List list，Comparator<? super T> )之前，我们还是先研究这个方法
public static <T> void sort(List<T> list) :
将集合中元素按照默认规则排序。
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); //结果：[aba, cba, nba, sba]
}
}
我们使用的是默认的规则完成字符串的排序，那么默认规则是怎么定义出来的呢？
说到排序了，简单的说就是两个对象之间比较大小，那么在JAVA中提供了两种比较实现的方式，一种是比较死板的采用
java.lang.Comparable
接口去实现，一种是灵活的当我需要做排序的时候在去选择的
java.util.Comparator
接口完成。
那么我们采用的
public static <T> void sort(List<T> list)
这个方法完成的排序，实际上要求了被排序的类型需要实现Comparable接口完成比较的功能，在String类型上如下：
String类实现了这个接口，并完成了比较规则的定义，但是这样就把这种规则写死了，那比如我想要字符串按照第 一个字符降序排列，那么这样就要修改String的源代码，这是不可能的了，那么这个时候我们可以使用
public static <T> void sort(List<T> list，Comparator<? super T> )
方法灵活的完成，这个里面就涉及到了 Comparator这个接口，位于位于java.util包下，排序是comparator能实现的功能之一,该接口代表一个比较器，比较器具有可比性！顾名思义就是做排序的，通俗地讲需要比较两个对象谁排在前谁排在后，那么比较的方法就是：
-
public int compare(String o1, String o2)
：比较其两个参数的顺序。
两个对象比较的结果有三种：大于，等于，小于。
如果要按照升序排序， 则o1 小于o2，返回（负数），相等返回0，01大于02返回（正数）
如果要按照降序排序 则o1 小于o2，返回（正数），相等返回0，01大于02返回（负数）
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 按照第一个单词的降序
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 简述Comparable和Comparator两个接口的区别。
Comparable： 强行对实现它的每个类的对象进行整体排序。这种排序被称为类的自然排序，类的compareTo方法 被称为它的自然比较方法。只能在类中实现compareTo()一次，不能经常修改类的代码实现自己想要的排序。实现 此接口的对象列表（和数组）可以通过Collections.sort（和Arrays.sort）进行自动排序，对象可以用作有序映射中 的键或有序集合中的元素，无需指定比较器。
Comparator ：强行对某个对象进行整体排序。可以将Comparator 传递给sort方法（如Collections.sort或 Arrays.sort），从而允许在排序顺序上实现精确控制。还可以使用Comparator来控制某些数据结构（如有序set或 有序映射）的顺序，或者为那些没有自然顺序的对象collection提供排序
代码演示：
Student类创建
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 +
'}';
}
}
错误示例：
// 创建四个学生对象 存储到集合中
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));
/*
让学生 按照年龄排序升序
*/
// Collections.sort(list);//要求 该list中元素类型必须实现比较器Comparable接口
for (Student student : list) {
System.out.println(student);
}
}
}
发现，当我们调用Collections.sort()方法的时候 程序报错了。
原因：如果想要集合中的元素完成排序，那么必须要实现比较器Comparable / Comparator接口。
正确演示：
-
Comparable接口实现
Student类要继承Comparable接口，并且重写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;
}
}
测试类：
public class StudentDemoTest {
public static void main(String[] args) {
/*
Student实现类，通过Comparable接口方式实现
实现按照年龄升序排列
*/
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接口实现
定义Teacher类
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 +
'}';
}
}
测试类：
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.Comparator;
public class TeacherDemoTest {
public static void main(String[] args) {
/*
Teacher实现类，通过Comparator接口方式实现
实现按照年龄降序排列
*/
ArrayList<Teacher> tech = new ArrayList<>();
tech.add(new Teacher("李诞", 26));
tech.add(new Teacher("李诞", 27));
tech.add(new Teacher("李诞", 28));
tech.add(new Teacher("李诞", 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='李诞', age=29}, Teacher{name='李诞', age=28}, Teacher{name='李诞', age=27}, Teacher{name='李诞', age=26}]
}
}
6. 扩展
如果在使用的时候，想要独立的定义规则去使用 可以采用Collections.sort(List list,Comparetor c)方式，自己定义规则：
Collections.sort(list, new Comparator<Student>() {
@Override
public int compare(Student o1, Student o2) {
return o2.getAge()-o1.getAge();//以学生的年龄降序
}
});
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}
如果想要规则更多一些，可以参考下面代码：
Collections.sort(list, new Comparator<Student>() {
@Override
public int compare(Student o1, Student o2) {
// 年龄降序
int result = o2.getAge()-o1.getAge();//年龄降序
if(result == 0){//如果第一个规则判断年龄相同则进行下一个规则 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}