集合

Collection接口

Collection接口中常用方法：

add(Object obj)	addAll(Collection coll)	size()
isEmpty()	clear()	contains(Object obj)
containsAll(Collection coll)	remove(Object obj)	removeAll(Collection coll)
equals(Object obj)	hasCode()	toArray()
retainsAll(Collection coll)	iterator()

Collection集合与数组之间的转换：

//集合 --->数组：toArray()
Collection coll = new ArrayList();
Object[] arr = coll.toArray();
//数组 --->集合:调用Arrays类的静态方法asList()
List<String> list = Arrays.asList(new String[]{"AA", "BB", "CC"});
List arr2 = Arrays.asList(new Integer[]{123, 456});

注意点：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()

遍历Collection的两种方式

1. 使用迭代器Iterator
2. 增强 for

Collection coll = new ArrayList();
Iterator iterator = coll.iterator();
//hasNext():判断是否还有下一个元素
while(iterator.hasNext()){
    //next():①指针下移 ②将下移以后集合位置上的元素返回
    System.out.println(iterator.next());
}

//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。
for(Object obj : coll){
    System.out.println(obj);
}

List接口

常用方法：

add(Object obj)	增加
remove(int index) / remove(Object obj)	删除
set(int index,Object obj)	修改
get(int index)	查询
add(int index,Object obj)	插入
size()	长度

常用实现类：

1. ArrayList：作为List接口的主要实现类；存储有序的、可重复的数据；线程不安全的，效率高；底层使用Object[] elementData存储
2. LinkedList：对于频繁的插入、删除操作，使用此类效率比ArrayList高；存储有序的、可重复的数据；底层使用双向链表存储
3. Vector：作为List接口的古老实现类；存储有序的、可重复的数据；线程安全的，效率低；底层使用Object[] elementData存储

源码分析：

1. ArrayList(JDK 7中)
   ArrayList list = new ArrayList()，底层创建了长度是10的Object[]数组elementData
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。

2. ArrayList(JDK 8中)
   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。

3. LinkedList(双链表)
   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

4. Vector
   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。

Set接口

存储数据的特点：无序的，不可重复的数据

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

1. 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(索引位置)，判断数组此位置上是否已经有元素
2. 如果此位置上没有其他元素，则元素a添加成功。
3. 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
4. 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

常用实现类

1. HashSet：作为Set接口的主要实现类；存储无序的、不可重复的数据；线程不安全的；可以存储null值
2. LinkedHashSet：作为HashSet的子类；存储无序的、不可重复的数据；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.
3. TreeSet：存储无序的、不可重复的数据；可以按照添加对象的指定属性，进行排序。

注意点：

1. 向Set(HashSet、LinkedHashSet)中添加的数据，其所在的类一定要重写hashCode()和equals()；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
2. 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()；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()

Map接口

常用实现类：

1. HashMap:作为Map的主要实现类；双列数据，存储键值对的数据；线程不安全的，效率高；可以存储null的key和value
2. LinkedHashMap:双列数据，存储键值对的数据；保证在遍历map元素时，可以按照添加的顺序实现遍历，由于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。
3. TreeMap:双列数据，存储键值对的数据；保证按照添加的键值对进行排序，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
4. Hashtable:双列数据，存储键值对的数据；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
5. Properties:常用来处理配置文件。key和value都是String类型

存储结构的理解

1. Map中的key:无序的、不可重复的，使用Set存储所有的key
2. Map中的value:无序的、可重复的，使用Collection存储所有的value
3. Map中的entry:无序的、不可重复的，使用Set存储所有的entry
   

常用方法：

put(Object key,Object value)	添加
remove(Obejct key)	删除
put(Object key,Object value)	修改
get(Object key)	查询
size()	长度
keySet() / values() / entrySet()	遍历

JDK 7内存结构说明：

1. HashMap map = new HashMap()，实例化后，底层创建了长度是16的一维数组Entry[] table；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。
2. 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
3. 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，调用key1所在类的equals(key2)方法继续比较，如果equals()返回false，此时key1-value1添加成功；如果equals()返回true，使用value1替换value2
4. 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。默认的扩容方式是扩容为原来容量的2倍，并将原有的数据复制过来。

JDK 8相较于JDK 7底层实现的不同

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，底层才创建长度为16的数组
4. jdk 7底层结构只有：数组+链表。jdk 8中底层结构：数组+链表+红黑树。
5. 形成链表时，jdk 7中新的元素指向旧的元素；jdk 8中旧的元素指向新的元素
6. 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。

HashMap底层典型属性的说明

属性名	说明	默认值
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
MIN_TREEIFY_CAPACITY	桶中的Node被树化时最小的hash表容量	64

Conlections工具类

常用方法：

reverse(List)	反转 List 中的元素的顺序
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 指定顺序，返回给定集合中最大的元素
Object min(Collection)	根据元素的自然顺序，返回给定集合中的最小元素
Object min(Collection,Comparator)	根据 Comparator 指定顺序，返回给定集合中最小的元素
int frequency(Collection,Object)	返回指定集合中指点元素的出现次数
void copy(List,dest,sre)	将src的内容复制到dest中
boolean replaceAll(List list,Object oldVal,Object newVal)	使用新值替换 List 对象的所有旧值