Java进阶之List、Set集合_java list<setactivity>-优快云博客

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前言：

接下来就到了JavaSE最重要的集合了，后面还有一个同样重要的多线程，基本上这两个算是JavaSE里蛮有分量的两个，知识点重要同时面试也是问的比较多的，面试题的话我会下一篇专门出一章，争取罗列的全面一点，这一章就简单的说说各个数据结构的特点、方法。

常见的数据结构：栈、队列、数组、链表、红黑树

栈（stack）

栈，又称堆栈，它是运算受限的线性表，其限制是仅允许在标的一段进行插入和删除操作，不允许在其他任何位置进行添加、查找、删除等操作。

特点：先进后出，栈的入口、出口都是栈的顶端位置。
压栈：存元素，即把元素存储到栈的顶端位置，栈中已有元素依次向栈底方向移动一个位置。
弹栈：取元素，即把栈的顶端位置的元素取出，栈中已有元素依次向栈顶方向移动一个位置。

队列（queue）

队列，简称队，它同堆栈一样，也是一种运算受限的线性表，其限制是仅允许在表的一端进行插入，而在表的另一端进行删除。

特点：先进先出
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数组（Array）

数组，是有序的元素序列，数组是在内存中开辟一段连续的空间，并在此空间存放元素，就像是一排出租屋，有100个房间，从001到100每个房间都有固定的编号，通过编号就可以快速找到租屋子的人。
特点：

查找元素快，通过索引，可以快速访问指定位置的元素；
增删元素慢：
- 增元素：需要创建一个新数组，将指定新元素存储在指定索引位置，再把原数组元素根据索引，复制到新数组对应的索引位置。
- 删元素：需要创建一个新数组，把原数组元素根据索引，复制到新数组对应索引位置。原数组中指定索引位置元素不复制到新数组中。
链表
- 链表（linked list）：由一系列节点node（链表中每一个元素称为节点）组成，结点可以在运行时动态生成，每个结点包括两个部分：一个是存储数据元素的数据域，另一个是存储下一个节点地址的指针域。我们常说的链表结构有单向链表和双向链表。
  - 特点：多个节点之间，通过地址进行连接。
  - 查找元素慢：想查找某个元素，需要通过连接的节点，依次向后查找指定元素。
  - 增删元素快：只需要修改连接下个元素的地址即可。

红黑树

二叉树（binary tree）,是每个节点不超过2的有序树。
简单的理解：
就是一种类似于我们生活中树的结构，只不过每个结点上最多，只能有两个子结点，顶上的叫根节点，两边被称作“左子树”和“右子树”，红黑树属于二叉树的一种，红黑树本身就是一颗二叉查找输，将节点插入后，该树仍然是一颗二叉查找树，也就意味着，树的键值仍然是有序的。
特点：速度特别快，趋近平衡树，查找叶子元素最少和最多次数不多于二倍。

在这里插入图片描述

List集合

简介：java.util.List接口继承自Collection接口，是单列集合的一个重要分支。

特点：

允许出现重复元素；
集合中的元素排列有序，即存和取的顺序一致；
集合中的元素有索引，可以通过索引来随机访问元素。

方法：

    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>(16); 
        list.add("hello");// 向集合中添加元素
        list.add("world");
        System.out.println(list.get(0));// 获取指定位置的元素 hello
        System.out.println(list);// [hello, world]
        list.remove(0);// 删除指定位置的元素
        System.out.println(list);// [world]
        // 用指定元素替换集合中指定位置的元素，返回值为更新前的元素，小心数组越界
        list.set(0, "Hello");
        System.out.println(list);// [Hello]
    }

List子类

它之下的子类有Vector（已逐渐退出历史舞台）、ArrayList（常用）、LinkedList

ArrayList
java.util.ArrayList集合数据存储的结构是数组，元素增删慢，查找快，由于日常开发中使用最多的功能是查询数据、遍历数据，所以ArrayList是最常用的集合。不过要根据具体情况选择性的使用集合，业务的主要操作是增删、还是查找。

LinkedList
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，这是一个双向链表。由于它额外的维护了一条链表，所以占用的内存空间也相对比较大。


    public static void main(String[] args) {
        LinkedList<String> list = new LinkedList<>();
        list.add("a");
        list.add("b");
        list.addFirst("a0");
        list.addLast("b1");
        System.out.println(list);// [a0, a, b, b1]
        // 只是偷窥一下第一个元素，并没有取出来
        System.out.println(list.peek());// a0 
        System.out.println(list);// [a0, a, b, b1]
         // 删除第一个元素
        list.pop();
        System.out.println(list);// [a, b, b1]
        // 获取第一个元素
        System.out.println(list.getFirst());// a
        list.push("a0");// 在集合的最前面添加元素
        System.out.println(list);// [a0, a, b, b1]
        list.removeLast();
        System.out.println(list);// [a0, a, b]
    }

Set接口

简介：继承自Collection，没有扩充，只是更严格了。
特点：

Set接口中元素无序
元素不允许重复（比较hashcode以及equals比较内存地址），取出元素不能用普通的for循环，可以采用迭代器，增强for

HashSet
HashSet是Set接口的一个实现类，它所存储的元素是不可以重复的，并且元素都是无序的（即存取顺不一致），底层是哈希表（数组+链表/红黑树）
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。

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。

LinkedHashSet保证存储、取出元素的有序（链表+哈希表）；

Collections

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):往集合中添加
一些元素。
public static void shuffle(List<?> list):打乱集合顺序。
public static <T> void sort(List<T> list):将集合中元素按照默认规则排序。
public static <T> void sort(List<T> list，Comparator<? super T> ):将集合中元素按照指定规则排序。