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Collections 类中提供了多个 synchronizedXxx() 方法，
集合框架的概述
1.集合、数组都是对多个数据进行存储操作的结构，简称Java容器。
说明：此时的存储，主要指的是内存层面的存储，不涉及到持久化的存储（.txt,.jpg,.avi，数据库中）
2.1 数组在存储多个数据方面的特点：
> 一旦初始化以后，其长度就确定了。
> 数组一旦定义好，其元素的类型也就确定了。我们也就只能操作指定类型的数据了。
比如：String[] arr;int[] arr1;Object[] arr2;
2.2 数组在存储多个数据方面的缺点：
> 一旦初始化以后，其长度就不可修改。
> 数组中提供的方法非常有限，对于添加、删除、插入数据等操作，非常不便，同时效率不高。
> 获取数组中实际元素的个数的需求，数组没有现成的属性或方法可用
> 数组存储数据的特点：有序、可重复。对于无序、不可重复的需求，不能满足。
集合框架
|----Collection接口：单列集合，用来存储一个一个的对象
|----List接口：存储有序的、可重复的数据。 -->“动态”数组
|----ArrayList、LinkedList、Vector
|----Set接口：存储无序的、不可重复的数据 -->高中讲的“集合”
|----HashSet、LinkedHashSet、TreeSet
|----Map接口：双列集合，用来存储一对(key - value)一对的数据 -->高中函数：y = f(x)
|----HashMap、LinkedHashMap、TreeMap、Hashtable、Properties
collection中的方法
Collection coll = new ArrayList()
1.add(Object e)将元素添加到集合中
coll.add(123) 自动装箱
2.size()获取添加的元素的个数
sout（coll.size）
3.addAll(Collection coll1)将另一个集合中的元素添加到当前的集合中
Collection coll1 = new ArrayList()
coll1.add("AA")
coll1.addAll(coll)
4.clear():清空集合元素
coll.clear();
5.isEmpty():判断当前集合是否为空
6.contains（object obj）判断当前集合中是否包含obj，找到时停止，在判断时会调用obj对象所在类的equals， 向Collection接口的实现类的对象中添加数据obj时，要求obj所在类要重写equals().方法
7.containsAll(Collection coll1)判断形参coll1中的所有元素是否都存在于当前集合中
Collection coll1 = Arrays.asList(123,456)创建了一个新的集合
8.remove（Object obj）从当前集合中移除obj元素，要先判断是否存在调用equals方法
9.removeAll(Collection coll1)差集：从当前集合中移除coll1中所有的元素//修改当前集合
10.retainAll(Collection coll)交集：获取当前集合和coll集合的交集，并返回给当前集合
11.equals（Object obj）：需要当前集合和形参集合的元素都相同，有序的，如果无序也返回false （new的是ArrayList对象，ArrayList是有序的）
12.hashCode()：返回当前对象的哈希值
13.toArray（）集合--> 数组
数组--> 集合：调用Arrays类的静态方法asList（）
List<String> list = Arrays.asList(new String[]{"AA", "BB", "CC"});
System.out.println(list);//"AA", "BB", "CC"
List arr1 = Arrays.asList(new int[]{123, 456});
System.out.println(arr1.size());//1
sout(arr1)//地址值
List arr2 = Arrays.asList(new Integer[]{123, 456});
System.out.println(arr2.size());//2
14.iterator():返回iterator接口的实例，用于遍历集合元素
iterator
Iterator iterator = coll.iterator()
方式一：sout（iterator.next()）//有几个调几次，多调报异常
方法二：for循环里写next方法用size（）作为条件
方式三： hasNext():判断是否还有下一个元素
while（iterator.hasnext()）{next()next():①指针下移 ②将下移以后集合位置上的元素返回}
错误方式一：//跳着输出，报异常
Iterator iterator = coll.iterator();
while((iterator.next()) != null){
System.out.println(iterator.next());
}
错误方式二：
集合对象每次调用iterator()方法都得到一个全新的迭代器对象，默认游标都在集合的第一个元素之前。
while (coll.iterator().hasNext()){//死循环，一直输出第一个
System.out.println(coll.iterator().next());
}
remove()
如果还未调用next()或在上一次调用 next 方法之后已经调用了 remove 方法，再调用remove都会报IllegalStateException。
Iterator iterator = coll.iterator();
while (iterator.hasNext()){
Object obj = iterator.next();
if("Tom".equals(obj)){//防止指针越界
iterator.remove();
下次遍历集合时要重新生成迭代器对象
增强for循环，用于遍历数组集合
for（集合元素的类型 局部变量 : 集合对象）内部仍然调用了迭代器。//是将一个集合中的值赋给一个临时变量输出
例：for(int i : arr){
System.out.println(i);
}
for(String s : arr){
s = "GG";
}//输出arr结果为原来的值而原先的for循环更改输出的是更改之后的值
Collection具体接口
|----Collection接口：单列集合，用来存储一个一个的对象
|----List接口：存储有序的、可重复的数据。 -->“动态”数组,替换原有的数组
|----ArrayList：作为List接口的主要实现类；线程不安全的，效率高；底层使用Object[] elementData存储
|----LinkedList：对于频繁的插入、删除操作，使用此类效率比ArrayList高；底层使用双向链表存储，只需要操作左右两边数
|----Vector：作为List接口的古老实现类；线程安全的，效率低；底层使用Object[] elementData存储
同：三个类都是实现了List接口，存储数据的特点相同：存储有序的、可重复的数据
ArrayList的源码分析：
2.1 jdk 7情况下
ArrayList list = new ArrayList();//底层创建了长度是10的Object[]数组elementData
list.add(123);//elementData[0] = new Integer(123);
...
list.add(11);//如果此次的添加导致底层elementData数组容量不够，则扩容。
默认情况下，扩容为原来的容量的1.5倍，同时需要将原有数组中的数据复制到新的数组中。
结论：建议开发中使用带参的构造器：ArrayList list = new ArrayList(int capacity)
2.2 jdk 8中ArrayList的变化：
ArrayList list = new ArrayList();//底层Object[] elementData初始化为{}.并没有创建长度为10的数组
list.add(123);//第一次调用add()时，底层才创建了长度10的数组，并将数据123添加到elementData[0]
...
后续的添加和扩容操作与jdk 7 无异。
2.3 小结：jdk7中的ArrayList的对象的创建类似于单例的饿汉式，而jdk8中的ArrayList的对象
的创建类似于单例的懒汉式，延迟了数组的创建，节省内存。
LinkedList的源码分析：
LinkedList list = new LinkedList(); 内部声明了Node类型的first和last属性，默认值为null
list.add(123);//将123封装到Node中，创建了Node对象。
其中，Node定义为：体现了LinkedList的双向链表的说法
private static class Node<E> {
E item;
Node<E> next;
Node<E> prev;
Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
this.item = element;
this.next = next;
this.prev = prev;
}
}
Vector的源码分析：
jdk7和jdk8中通过Vector()构造器创建对象时，底层都创建了长度为10的数组。 在扩容方面，默认扩容为原来的数组长度的2倍。
void add(int index,Object ele)在指定位置插入ele元素
Arraylist常用方法
boolean addAll（int index,Collection eles)从index位置开始将eles中的所有元素添加进来
Object get(int index):获取指定index位置的元素
int indexOf(Object obj):返回obj在集合中首次出现的位置如果不存在，返回-1.
int lastIndexOf(Object obj):返回obj在当前集合中末次出现的位置
Object remove(int index):移除指定index位置的元素，并返回此元素
Object set(int index, Object ele):设置指定index位置的元素为ele
List subList(int fromIndex, int toIndex):返回从fromIndex到toIndex位置的子集合，左闭右开造一个新集合
总结：常用方法
增：add(Object obj)
删：remove(int index) / remove(Object obj)
改：set(int index, Object ele)
查：get(int index)
插：add(int index, Object ele)
长度：size()
遍历：① Iterator迭代器方式
Iterator iterator = list.iterator();
while(iterator.hasNext()){
System.out.println(iterator.next());
}
② 增强for循环
for(Object obj : list){
System.out.println(obj);
}
③ 普通的循环
for(int i = 0;i < list.size();i++){
System.out.println(list.get(i));
}
1. Set：
框架
|----Collection接口：单列集合，用来存储一个一个的对象
|----Set接口：存储无序的、不可重复的数据 -->高中讲的“集合”
|----HashSet：作为Set接口的主要实现类；线程不安全的；可以存储null值
|----LinkedHashSet：作为HashSet的子类；遍历其内部数据时，可以按照添加的顺序遍历
对于频繁的遍历操作，LinkedHashSet效率高于HashSet.
|----TreeSet：可以按照添加对象的指定属性，进行排序。
1. Set接口中没有额外定义新的方法，使用的都是Collection中声明过的方法。
2. 要求：向Set(主要指：HashSet、LinkedHashSet)中添加的数据，其所在的类一定要重写hashCode()和equals()
要求：重写的hashCode()和equals()尽可能保持一致性：相等的对象必须具有相等的散列码
重写两个方法的小技巧：对象中用作 equals() 方法比较的 Field，都应该用来计算 hashCode 值。
存储无序的、不可重复的数据
以HashSet为例说明：
1. 无序性：不等于随机性。存储的数据在底层数组中并非按照数组索引的顺序添加，而是根据数据的哈希值决定的。
2. 不可重复性：保证添加的元素按照equals()判断时，不能返回true.即：相同的元素只能添加一个。
添加元素的过程：以HashSet为例：
我们向HashSet中添加元素a,首先调用元素a所在类的hashCode()方法，计算元素a的哈希值，
此哈希值接着通过某种算法计算出在HashSet底层数组中的存放位置（即为：索引位置），判断
数组此位置上是否已经有元素：
如果此位置上没有其他元素，则元素a添加成功。 --->情况1
如果此位置上有其他元素b(或以链表形式存在的多个元素），则比较元素a与元素b的hash值：
如果hash值不相同，则元素a添加成功。--->情况2
如果hash值相同，进而需要调用元素a所在类的equals()方法：
equals()返回true,元素a添加失败
equals()返回false,则元素a添加成功。--->情况2
对于添加成功的情况2和情况3而言：元素a 与已经存在指定索引位置上数据以链表的方式存储。
jdk 7 :元素a放到数组中，指向原来的元素。
jdk 8 :原来的元素在数组中，指向元素a
总结：七上八下
HashSet底层：数组+链表的结构。
LinkedHashSet的使用
LinkedHashSet作为HashSet的子类，在添加数据的同时，每个数据还维护了两个引用，记录此数据前一个数据和后一个数据。
优点：对于频繁的遍历操作，LinkedHashSet效率高于HashSet
Treeset
只能添加同一种类型的，构造器中可以加参数，如果加比较器，则用定制排序，如果没有则用自然排序
1.向TreeSet中添加的数据，要求是相同类的对象。
2.两种排序方式：自然排序（实现Comparable接口） 和 定制排序（Comparator）
3.自然排序中，比较两个对象是否相同的标准为：compareTo()返回0.不再是equals().排序时，如果compareto返回0，则认为是相同的元素，Treeset中不能有相同的元素
4.定制排序中，比较两个对象是否相同的标准为：compare()返回0.不再是equals().
compare返回0，则按照先来后到的顺序只留一个
map
一、Map的实现类的结构：
|----Map:双列数据，存储key-value对的数据 ---类似于高中的函数：y = f(x)
|----HashMap:作为Map的主要实现类；线程不安全的，效率高；存储null的key和value
|----LinkedHashMap:保证在遍历map元素时，可以按照添加的顺序实现遍历。
原因：在原有的HashMap底层结构基础上，添加了一对指针，指向前一个和后一个元素。
对于频繁的遍历操作，此类执行效率高于HashMap。
|----TreeMap:保证按照添加的key-value对进行排序，实现排序遍历。此时考虑key的自然排序或定制排序
底层使用红黑树
|----Hashtable:作为古老的实现类；线程安全的，效率低；不能存储null的key和value
|----Properties:常用来处理配置文件。key和value都是String类型
HashMap的底层：数组+链表 （jdk7及之前）
数组+链表+红黑树 （jdk 8）
面试题：
1. HashMap的底层实现原理？
2. HashMap 和 Hashtable的异同？
3. CurrentHashMap 与 Hashtable的异同？（暂时不讲）
二、Map结构的理解：
Map中的key:无序的、不可重复的，使用Set存储所有的key ---> key所在的类要重写equals()和hashCode() （以HashMap为例）
Map中的value:无序的、可重复的，使用Collection存储所有的value --->value所在的类要重写equals()
一个键值对：key-value构成了一个Entry对象。
Map中的entry:无序的、不可重复的，使用Set存储所有的entry
三、HashMap的底层实现原理？以jdk7为例说明：
HashMap map = new HashMap():
在实例化以后，底层创建了长度是16的一维数组Entry[] table。
...可能已经执行过多次put...
map.put(key1,value1):
首先，调用key1所在类的hashCode()计算key1哈希值，此哈希值经过某种算法计算以后，得到在Entry数组中的存放位置。
如果此位置上的数据为空，此时的key1-value1添加成功。 ----情况1
如果此位置上的数据不为空，(意味着此位置上存在一个或多个数据(以链表形式存在)),比较key1和已经存在的一个或多个数据
的哈希值：
如果key1的哈希值与已经存在的数据的哈希值都不相同，此时key1-value1添加成功。----情况2
如果key1的哈希值和已经存在的某一个数据(key2-value2)的哈希值相同，继续比较：调用key1所在类的equals(key2)方法，比较：
如果equals()返回false:此时key1-value1添加成功。----情况3
如果equals()返回true:使用value1替换value2。
补充：关于情况2和情况3：此时key1-value1和原来的数据以链表的方式存储。
在不断的添加过程中，会涉及到扩容问题，当超出临界值(且要存放的位置非空)时，扩容。默认的扩容方式：扩容为原来容量的2倍，并将原有的数据复制过来。
jdk8 相较于jdk7在底层实现方面的不同：
1. new HashMap():底层没有创建一个长度为16的数组
2. jdk 8底层的数组是：Node[],而非Entry[]
3. 首次调用put()方法时，底层创建长度为16的数组//同Arraylist
4. jdk7底层结构只有：数组+链表。jdk8中底层结构：数组+链表+红黑树。
4.1 形成链表时，七上八下（jdk7:新的元素指向旧的元素。jdk8：旧的元素指向新的元素）
4.2 当数组的某一个索引位置上的元素以链表形式存在的数据个数 > 8 且当前数组的长度 > 64时，此时此索引位置上的所数据改为使用红黑树存储。
DEFAULT_INITIAL_CAPACITY : HashMap的默认容量，16
DEFAULT_LOAD_FACTOR：HashMap的默认加载因子：0.75
threshold：扩容的临界值，=容量*填充因子：16 * 0.75 => 12
TREEIFY_THRESHOLD：Bucket中链表长度大于该默认值，转化为红黑树:8
MIN_TREEIFY_CAPACITY：桶中的Node被树化时最小的hash表容量:64
四、LinkedHashMap的底层实现原理（了解）
源码中：
static class Entry<K,V> extends HashMap.Node<K,V> {
Entry<K,V> before, after;//能够记录添加的元素的先后顺序
Entry(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {
super(hash, key, value, next);
}
}
五、Map中定义的方法：
添加、删除、修改操作：
Object put(Object key,Object value)：将指定key-value添加到(或修改)当前map对象中
map.put("AA",123)
修改
map.put("AA",82)
void putAll(Map m):将m中的所有key-value对存放到当前map中
map.putAll(map1)
Object remove(Object key)：移除指定key的key-value对，并返回value
Object value = map.remove("CC");//返回的是value
System.out.println(value);
void clear()：清空当前map中的所有数据
map.clear();//与map = null操作不同
System.out.println(map.size());//0
元素查询的操作：
Object get(Object key)：获取指定key对应的value//如果没有返回null
map.put("AA",123);
boolean containsKey(Object key)：是否包含指定的key
containsKey(Object key)//返回布尔类型的值
boolean containsValue(Object value)：是否包含指定的value
int size()：返回map中key-value对的个数
boolean isEmpty()：判断当前map是否为空
boolean equals(Object obj)：判断当前map和参数对象obj是否相等
元视图操作的方法：
Map map = new HashMap();
Set keySet()：返回所有key构成的Set集合
Set set = map.keySet();
Collection values()：返回所有value构成的Collection集合
Collection values = map.values();
Set entrySet()：返回所有key-value对构成的Set集合
方式一：entrySet()
Set entrySet = map.entrySet
总结：常用方法：
添加：put(Object key,Object value)
删除：remove(Object key)
修改：put(Object key,Object value)
查询：get(Object key)
长度：size()
遍历：keySet() / values() / entrySet()
Properties:
常用来处理配置文件。key和value都是String类型
public static void main(String[] args) {
FileInputStream fis = null;
try {
Properties pros = new Properties();
fis = new FileInputStream("jdbc.properties");
pros.load(fis);//加载流对应的文件
String name = pros.getProperty("name");
String password = pros.getProperty("password");
System.out.println("name = " + name + ", password = " + password);
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
if(fis != null){
try {
fis.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
Collections工具类
常用方法
reverse(List)：反转 List 中元素的顺序
shuffle(List)：对 List 集合元素进行随机排序
sort(List)：根据元素的自然顺序对指定 List 集合元素按升序排序
sort(List，Comparator)：根据指定的 Comparator 产生的顺序对 List 集合元素进行排序
swap(List，int， int)：将指定 list 集合中的 i 处元素和 j 处元素进行交换
Object max(Collection)：根据元素的自然顺序，返回给定集合中的最大元素
Object max(Collection，Comparator)：根据 Comparator 指定的顺序，返回给定集合中的最大元素
Object min(Collection)
Object min(Collection，Comparator)
int frequency(Collection，Object)：返回指定集合中指定元素的出现次数
void copy(List dest,List src)：将src中的内容复制到dest中
报异常：IndexOutOfBoundsException("Source does not fit in dest")
List dest = new ArrayList();
Collections.copy(dest,list);
正确的：
List dest = Arrays.asList(new Object[list.size()]);
System.out.println(dest.size());//list.size();
Collections.copy(dest,list);
System.out.println(dest);
boolean replaceAll(List list，Object oldVal，Object newVal)：使用新值替换 List 对象的所有旧值
Collections 类中提供了多个 synchronizedXxx() 方法，
该方法可使将指定集合包装成线程同步的集合，从而可以解决
多线程并发访问集合时的线程安全问题
*/
//返回的list1即为线程安全的List
List list1 = Collections.synchronizedList(list);
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