一、集合框架体系
集合:
(1)可以动态保存任意多个对象。
(2)提供了一系列方便的操作对象的方法:add、remove、set、get等。
二、Collection
1. Collection 接口常用方法
(1)add:添加单个元素
(2)remove:删除指定元素
(3)contains:查找元素是否存在
(4)size:获取元素个数
(5)isEmpty:判断是否为空
(6)clear:清空
(7)addAll:添加多个元素
(8)containsAIl:查找多个元素是否都存在
(9)removeAll:删除多个元素
2. Collection 接口遍历元素方式1,使用 Iterator(迭代器)
(1)Iterator 对象称为迭代器,主要用于遍历 Collection集合 中的元素。
(2)所有实现了 Collection接口 的集合类都有一个 iterator() 方法,用以返口一个实现了Iterator接口 的对象,即可以返回一个迭代器。
(3)Iterator 仅用于遍历集合,lterator 本身并不存放对象。
java
public class Test {
public static void main(String[] args) {
ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
list.add(1);
list.add(2);
list.add(3);
// list.iterator() 重置迭代器,可重复
Iterator<Integer> iterator = list.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
Integer next = iterator.next();
System.out.println(next);
}
}
}
3. Collection 接口遍历元素方式2,for循环增强
增强 for 循环,可以代替 iterator 迭代器,特点:增强 for 本质就是迭代器。只能用于遍历集合或数组。
java
public class Test {
public static void main(String[] args) {
ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
list.add(1);
list.add(2);
list.add(3);
for (Integer e : list) {
System.out.println(e);
}
}
}
三、List
1. List 接口基本介绍
(1)List 接口是 Collection 接口的子接口。
(2)List 集合类中元素 有序(即添加顺序和取出顺序一致)、且 可重复。
(3)List 集合中的每个元素都有其对应的顺序索引,即 支持索引。
(4)List 容器中的元素都对应一个整数型的序号记载其在容器中的位置,可以根据序号存取容器中的元素。
2. List 集合里添加了一些根据 索引 来操作集合元素的方法
(1)void add (int index, Object ele):在 index 位置插入 ele 元素。
(2)boolean addAll (int index, Collection eles):从 index 位置开始将 eles 中的所有元素添加进来。
(3)Object get (int index):获取指定 index 位置的元素。
(4)int indexOf (Object obj):返回 obj 在集合中首次出现的位置。
(5)int lastlndexOf (Object obj):返回 obj 在当前集合中末次出现的位置。
(6)Object remove (int index):移除指定 index 位置的元素,并返回此元素。
(7)Object set (int index, Object ele):设置指定 index 位置的元素为 ele,相当于是替换。
(8)List subList (int fromlndex,int tolndex):返回从 fromlndex 到(tolndex -1)位置的子集合。
java
public class Test {
public static void main(String[] args) {
List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("乔峰");
list.add("段誉");
list.add(1, "虚竹");
list.add("Tom");
System.out.println(list); // [乔峰, 虚竹, 段誉, Tom]
List<String> list2 = new ArrayList<>();
list2.add("Jack");
list2.add("Tom");
list.addAll(1, list2);
System.out.println(list); // [乔峰, Jack, Tom, 虚竹, 段誉, Tom]
System.out.println(list.get(1)); // Jack
System.out.println(list.indexOf("Tom")); // 2
System.out.println(list.lastIndexOf("Tom")); // 5
list.remove(5);
System.out.println(list); // [乔峰, Jack, Tom, 虚竹, 段誉]
list.set(2, "Mike");
System.out.println(list); // [乔峰, Jack, Mike, 虚竹, 段誉]
System.out.println(list.subList(0, 2)); // [乔峰, Jack]
}
}
四、ArrayList(P509)
1. ArrayList的注意事项
(1)ArrayList 可以加入 null,并且多个。
(2)ArrayList 是由数组来实现数据存储的。
(3)ArrayList 基本等同于 Vector。ArrayList 是线程不安全(执行效率高),在多线程情况下,不建议使用 ArrayList。
2. ArrayList的底层操作机制 源码 分析(P510)
(1)ArrayList 中维护了一个 Object 类型的数组,transient Object[] elementData(transient 表示该属性不会被序列化)。
(2)当创建 ArrayList 对象时,如果使用的是无参构造器,则初始 elementData 容量为 0。第一次添加,则扩容 elementData 为 10。如果需要再次扩容的话,则扩容 elementData 为1.5 倍。
(3)如果使用的是指定大小的构造器,则初始 elementData 容量为指定大小,如果需要扩容,则直接扩容 elementData 为1.5倍。
java
public class ArrayList_<E> {
transient Object[] elementData;
private int size;
protected transient int modCount = 0;
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
// 无参构造
public ArrayList_() {
// 创建一个空的数组
this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}
public ArrayList_(int initialCapacity) {
if (initialCapacity > 0) {
this.elementData = new Object[initialCapacity];
}
}
public boolean add(E e) {
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
// 在 elementData[size] 赋值,并且size++
elementData[size++] = e;
return true;
}
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity));
}
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
// 操作次数
modCount++;
// overflow-conscious code
// 判断是否扩容,如果elementData数组大小不够就扩容
if (minCapacity - elementData.length > 0){
grow(minCapacity);
}
}
private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) {
if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
}
return minCapacity;
}
private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;
// 扩容方法
private void grow(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
int oldCapacity = elementData.length;
// 扩容为1.5倍
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
if (newCapacity - minCapacity < 0){
newCapacity = minCapacity;
}
// 防止超过最大值2147483639
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0){
newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
}
// minCapacity is usually close to size, so this is a win:
// Arrays.copyOf 可以保留原先的数据,并扩容
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}
private static int hugeCapacity(int minCapacity) {
if (minCapacity < 0){
// overflow
throw new OutOfMemoryError();
}
return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ?
Integer.MAX_VALUE :
MAX_ARRAY_SIZE;
}
}
五、Vector(P513)
1. Vector 的基本介绍
(1)Vector 类的定义说明
java
public class Vector<E>
extends AbstractList<E>
implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
(2)Vector 底层也是一个对象数组 protected Object[] elementData;
(3)Vector 是线程同步的,即线程安全,Vector 类的操作方法带有 synchronized。
(4)在开发中,需要线程同步安全时,考虑使用 Vector。
2. Vector 的底层操作机制源码分析
Vector 扩容源码类似于 ArrayList
java
public class Vector_<E> {
protected Object[] elementData;
protected int capacityIncrement;
protected transient int modCount = 0;
protected int elementCount;
public Vector_() {
this(10);
}
public Vector_(int initialCapacity) {
this(initialCapacity, 0);
}
public Vector_(int initialCapacity, int capacityIncrement) {
super();
if (initialCapacity < 0){
throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
initialCapacity);
}
// 初始化数组
this.elementData = new Object[initialCapacity];
this.capacityIncrement = capacityIncrement;
}
public synchronized boolean add(E e) {
modCount++;
ensureCapacityHelper(elementCount + 1);
elementData[elementCount++] = e;
return true;
}
private void ensureCapacityHelper(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
// 判断是否扩容
if (minCapacity - elementData.length > 0){
grow(minCapacity);
}
}
private void grow(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
int oldCapacity = elementData.length;
// newCapacity = oldCapacity + oldCapacity
int newCapacity = oldCapacity + ((capacityIncrement > 0) ?
capacityIncrement : oldCapacity);
if (newCapacity - minCapacity < 0){
newCapacity = minCapacity;
}
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}
}
六、LinkedList(P515)
1. LinkedList 说明
(1)LinkedList 底层实现了双向链表和双端队列特点。
(2)可以添加任意元素(元素可以重复),包括 null。
(3)线程不安全,没有实现同步。
2. LinkedList 的底层操作机制
(1)LinkedList 底层维护了一个双向链表。
(2)LinkedList 中维护了两个属性 first 和 last 分别指向首节点和尾节点。
(3)每个节点(Node对象),里面又维护了 prev 、next 、item 三个属性,其中通过 prev 指向前一个,通过 next 指向后一个节点。最终实现双向链表。
(4)所以 LinkedList 的元素的添加和删除,不是通过数组完成的,相对来说 效率较高。
3. LinkedList 源码 解读(P516)
java
public class LinkedList_<E> {
transient int size = 0;
protected transient int modCount = 0;
transient Node<E> first;
transient Node<E> last;
private static class Node<E> {
E item; // 存放数据
Node<E> next;
Node<E> prev;
Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
this.item = element;
this.next = next;
this.prev = prev;
}
}
public boolean add(E e) {
linkLast(e);
return true;
}
void linkLast(E e) {
final Node<E> l = last;
final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
last = newNode;
if (l == null) {
first = newNode;
} else {
l.next = newNode;
}
size++;
modCount++;
}
public E remove() {
return removeFirst();
}
public E removeFirst() {
final Node<E> f = first;
if (f == null) {
throw new NoSuchElementException();
}
return unlinkFirst(f);
}
private E unlinkFirst(Node<E> f) {
// assert f == first && f != null;
final E element = f.item;
final Node<E> next = f.next;
f.item = null;
f.next = null; // help GC
first = next;
if (next == null) {
last = null;
} else {
next.prev = null;
}
size--;
modCount++;
return element;
}
}
七、ArrayList和LinkedList比较(P517)
(1)如果我们改查的操作多,选择 ArrayList。
(2)如果我们增删的操作多,选择 LinkedList。
(3)一般来说,在程序中,80%-90%都是查询,因此大部分情况下会选择 ArrayList。