Java集合框架
Java集合框架概述
Java集合框架是为表示和操作集合而规定的一种统一的标准的体系结构。任何集合框架都包含三大块内容：对外的接口、接口的实现和对集合运算的算法。
Collection接口方法
Collection 接口是 List、Set 和 Queue 接口的父接口，该接口里定义的方法既可用于操作 Set 集合，也可用于操作 List 和 Queue 集合。
1、添加元素
add(Object obj)
addAll(Collection coll)
2、获取有效元素的个数
int size()
3、清空集合
void clear()
4、是否是空集合
boolean isEmpty()
5、是否包含某个元素
boolean contains(Object obj)：是通过元素的equals方法来判断是否是同一个对象
boolean containsAll(Collection c)：也是调用元素的equals方法来比较的。拿两个集合的元素挨个比较。
6、删除元素
boolean remove(Object obj) ：通过元素的equals方法判断是否是要删除的那个元素。只会删除找到的第一个元素
boolean removeAll(Collection coll)：取当前集合的差集
7、取两个集合的交集
boolean retainAll(Collection c)：把交集的结果存在当前集合中
8、判断集合是否相等
boolean equals(Object obj)
9、转成对象数组
Object[] toArray()
10、获取集合对象的哈希值
hashCode()
11、遍历集合
iterator()：返回迭代器对象，用于集合遍历
Collection子接口之一：List接口
List接口方法
List除了从Collection集合继承的方法外，List 集合里添加了一些根据索引来操作集合元素的方法。
void add(int index, Object ele):在index位置插入ele元素
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
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
●鉴于Java中数组用来存储数据的局限性，我们通常使用List替代数组
●List集合类中元素有序、且可重复，集合中的每个元素都有其对应的顺序索引。
●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。
●JDK API中List接口的实现类常用的有：ArrayList、LinkedList和Vector。
List实现类之一：ArrayList
ArrayList 是 List 接口的典型实现类、主要实现类。本质上，ArrayList是对象引用的一个”变长”数组
ArrayList的JDK1.8之前与之后的实现区别？
JDK1.7：ArrayList像饿汉式，直接创建一个初始容量为10的数组
JDK1.8：ArrayList像懒汉式，一开始创建一个长度为0的数组，当添加第一个元素时再创建一个始容量为10的数组
Arrays.asList(…) 方法返回的 List 集合，既不是 ArrayList 实例，也不是Vector 实例。 Arrays.asList(…) 返回值是一个固定长度的 List 集合
List实现类之二：LinkedList
LinkedList：双向链表，内部没有声明数组，而是定义了Node类型的first和last，用于记录首末元素。同时，定义内部类Node，作为LinkedList中保存数据的基本结构。Node除了保存数据，还定义了两个变量：
●prev变量记录前一个元素的位置
●next变量记录下一个元素的位置
对于频繁的插入或删除元素的操作，建议使用LinkedList类，效率较高
新增方法：
void addFirst(Object obj)
void addLast(Object obj)
Object getFirst()
Object getLast()
Object removeFirst()
Object removeLast()
List实现类之三：Vector
Vector 是一个古老的集合，JDK1.0就有了。大多数操作与ArrayList相同，区别之处在于Vector是线程安全的。
在各种list中，最好把ArrayList作为缺省选择。当频繁使用插入、删除功能时，用LinkedList；Vector总是比ArrayList慢，所以尽量避免使用。
新增方法：
void addElement(Object obj)
void insertElementAt(Object obj,int index)
void setElementAt(Object obj,int index)
void removeElement(Object obj)
void removeAllElements()
Collection子接口之二：Set接口
●Set接口是Collection的子接口，set接口没有提供额外的方法
●Set 集合不允许包含相同的元素，如果试把两个相同的元素加入同一个Set 集合中，则添加操作失败。
●Set 判断两个对象是否相同不是使用 == 运算符，而是根据 equals() 方法
Set实现类之一：HashSet
HashSet 是 Set 接口的典型实现，大多数时候使用 Set 集合时都使用这个实现类。
HashSet 按 Hash 算法来存储集合中的元素，因此具有很好的存取、查找、删除性能。
HashSet 具有以下特点：
●不能保证元素的排列顺序
●HashSet 不是线程安全的
●集合元素可以是 null
HashSet 集合判断两个元素相等的标准：两个对象通过 hashCode() 方法比较相等，并且两个对象的 equals() 方法返回值也相等。
对于存放在Set容器中的对象，对应的类一定要重写equals()和hashCode(Object obj)方法，以实现对象相等规则。即：“相等的对象必须具有相等的散列码”。
向HashSet中添加元素的过程
●当向 HashSet 集合中存入一个元素时，HashSet 会调用该对象的hashCode() 方法来得到该对象的 hashCode 值，然后根据 hashCode 值，通过某种散列函数决定该对象在 HashSet 底层数组中的存储位置。（这个散列函数会与底层数组的长度相计算得到在数组中的下标，并且这种散列函数计算还尽可能保证能均匀存储元素，越是散列分布，该散列函数设计的越好）
●如果两个元素的hashCode()值相等，会再继续调用equals方法，如果equals方法结果为true，添加失败；如果为false，那么会保存该元素，但是该数组的位置已经有元素了，那么会通过链表的方式继续链接。
●如果两个元素的 equals() 方法返回 true，但它们的 hashCode() 返回值不相等，hashSet 将会把它们存储在不同的位置，但依然可以添加成功。
重写 hashCode() 方法的基本原则
●在程序运行时，同一个对象多次调用 hashCode() 方法应该返回相同的值。
●当两个对象的 equals() 方法比较返回 true 时，这两个对象的 hashCode() 方法的返回值也应相等。
●对象中用作 equals() 方法比较的 Field，都应该用来计算 hashCode 值。
Set实现类之二：LinkedHashSet
●LinkedHashSet 是 HashSet 的子类
●LinkedHashSet 根据元素的 hashCode 值来决定元素的存储位置，但它同时使用双向链表维护元素的次序，这使得元素看起来是以插入顺序保存的。
●LinkedHashSet插入性能略低于 HashSet，但在迭代访问 Set 里的全部元素时有很好的性能。
●LinkedHashSet 不允许集合元素重复。
Set实现类之三：TreeSet
●TreeSet 是 SortedSet 接口的实现类，TreeSet 可以确保集合元素处于排序状态。
●TreeSet底层使用红黑树结构存储数据
●新增的方法如下： (了解)
Comparator comparator()
Object first()
Object last()
Object lower(Object e)
Object higher(Object e)
SortedSet subSet(fromElement, toElement)
SortedSet headSet(toElement)
SortedSet tailSet(fromElement)
●TreeSet 两种排序方法：自然排序和定制排序。默认情况下，TreeSet 采用自然排序。
●自然排序：TreeSet 会调用集合元素的 compareTo(Object obj) 方法来比较元素之间的大小关系，然后将集合元素按升序(默认情况)排列
如果试图把一个对象添加到 TreeSet 时，则该对象的类必须实现Comparable 接口。
实现 Comparable 的类必须实现 compareTo(Object obj) 方法，两个对象即通过compareTo(Object obj) 方法的返回值来比较大小。
●定制排序：如果元素所属的类没有实现Comparable接口，或不希望按照升序(默认情况)的方式排列元素或希望按照其它属性大小进行排序，则考虑使用定制排序。定制排序，通过Comparator接口来实现。需要重写compare(T o1,T o2)方法。
利用int compare(T o1,T o2)方法，比较o1和o2的大小：如果方法返回正整数，则表示o1大于o2；如果返回0，表示相等；返回负整数，表示o1小于o2。
要实现定制排序，需要将实现Comparator接口的实例作为形参传递给TreeSet的构造器。此时，仍然只能向TreeSet中添加类型相同的对象。否则发生ClassCastException异常。
使用定制排序判断两个元素相等的标准是：通过Comparator比较两个元素返回了0。