Java SE 高级开发之集合类一之集合类的引出/List）

Java类集简介

Java类集引出
类集实际上就属于动态对象数组，在实际开发之中，数组的使用出现的几率并不高，因为数组本身有一个最大的缺陷:数组长度是固定的。由于此问题的存在，从JDK1.2开始，Java为了解决这种数组长度问题，提供了动态的对象数组实现框架–Java类集框架。Java集合类框架实际上就是java针对于数据结构的一种实现。而在数据结构之中，最为基础的就是链表。

链表的特点：

1.节点关系的处理操作，核心需要一个Node类(保存数据，设置引用)。
2.在进行链表数据的查找、删除的时候需要equals()方法支持。

Collection集合接口
在Java的类集里面(java.util包)提供了两个最为核心的接口:Collection、Map接口。其中Collection接口的操作形式与之前编写链表的操作形式类似，每一次进行数据操作的时候只能够对单个对象进行处理。

Collection是单个集合保存的最大父接口。

Collection接口的定义如下:

public interface Collection<E> extends Iterable<E>

从JDK1.5开始发现Collection接口上追加有泛型应用，这样的直接好处就是可以避免ClassCastException，里面的所有数据的保存类型应该是相同的。在JDK1.5之前Iterable接口中的iterator()方法是直接在Collection接口中定义
的。此接口的常用方法有如下几个:

在开发之中如果按照使用频率来讲:add()、iterator()方法用到的最多。需要说明的一点是，我们很少会直接使用Collection接口，Collection接口只是一个存储数据的标准，并不能区分存储类型。
例如：要存放的数据需要区分重
复与不重复。在实际开发之中，往往会考虑使用Collection接口的子接口:List(允许数据重复)、Set(不允许数据重复)。

以上接口的继承、使用关系如下：

Collection接口中有两个重要方法:add()、iterator()。子接口都有这两个方法。

List接口

List接口概述
在实际开发之中，List接口的使用频率可以达到Collection系列的80%。在进行集合处理的时候，优先考虑List接口。
首先来观察List接口中提供的方法,在这个接口中有两个重要的扩充方法 :

List子接口与Collection接口相比最大的特点在于其有一个get()方法，可以根据索引取得内容。由于List本身还是接口，要想取得接口的实例化对象，就必须有子类，在List接口下有三个常用子类：ArrayList、Vector、LinkedList。

最终的操作还是以接口为主，所以所有的方法只参考接口中定义的方法即可。

ArrayList子类(优先考虑)

ArrayList是一个针对于List接口的数组实现。下面首先利用ArrayList进行List的基本操作。

例：观察List基本处理

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        //此时集合里面只保存String类型
        List<String> sList = new ArrayList<>();
        sList.add("hello");
        //插入重复数据
        sList.add("hello");

        sList.add("java");
        System.out.println(sList);
    }
}

通过上述代码我们可以发现，List允许保存重复数据。
例：观察其他操作

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        //此时集合里面只保存String类型
        List<String> sList = new ArrayList<>();
        System.out.println(sList.size() + ", " + sList.isEmpty());

        sList.add("hello");
        //插入重复数据
        sList.add("hello");

        sList.add("java");
        System.out.println(sList.size() + ", " + sList.isEmpty());
        System.out.println(sList);
        System.out.println(sList.remove("hello"));
        System.out.println(sList.contains("ABC"));
        System.out.println(sList.contains("java"));
    }
}

List本身有一个好的支持：存在get()方法，可以利用get()方法结合索引取得数据。

例：List的get()操作

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        //此时集合里面只保存String类型
        List<String> sList = new ArrayList<>();

        sList.add("hello");
        //插入重复数据
        sList.add("hello");

        sList.add("java");

        for(int i = 0; i < sList.size(); i++) {
            System.out.println(sList.get(i));
        }
    }
}

get()方法是List子接口提供的。如果现在操作的是Collection接口，那么对于此时的数据取出只能够将集合变为对象数组操作。

例：通过Collection进行输出处理。

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.Collection;

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        //此时集合里面只保存String类型
        Collection<String> sList = new ArrayList<>();

        sList.add("hello");
        //插入重复数据
        sList.add("hello");

        sList.add("java");

        //操作以Object为主， 有可能需要向下转型，就有可能产生ClassCastException
        Object[] result = sList.toArray();
        System.out.println(Arrays.toString(result));
    }
}

开发中尽量不要直接使用Collection接口。

集合与简单Java类

在以后的实际开发中，集合里面保存最多的数据类型，就是简单Java类。

例：向集合保存简单Java类对象。

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Objects;

class Person {
    private String name;
    private Integer age;

    public Person(String name, Integer age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String toString() {
        return "Person {" + "name = " + name + ", age = " + age +"}";
    }

    public boolean equals(Object object) {
        if(this == object) return true;

        //getClass() != object.getClass() 是为了保证两个比较的对象来自同一个类中，
        if(object == null || getClass() != object.getClass()) return false;
        Person person = (Person) object;

        return Objects.equals(this.name, person.name) && Objects.equals(this.age, person.age);
    }
    public String getName() {
        return this.name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public Integer getAge() {
        return this.age;
    }
    public void setAge(Integer age) {
        this.age = age;
    }

}
public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        List<Person> pList = new ArrayList<>();
        pList.add(new Person("张三", 10));
        pList.add(new Person("李四", 11));
        pList.add(new Person("王五", 12));

        //集合类中contains(), remove() 方法需要equals()支持
        pList.remove(new Person("李四", 11));
        System.out.println(pList.contains(new Person("王五", 12)));
        for(Person person : pList) {
            System.out.println(person);
        }
    }
}

集合操作简单java类时，对于remove()、contains()方法需要equals()方法支持。

旧的子类(Vector) 使用较少

例：使用Vector

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        List<String> vList = new Vector<>();
        vList.add("hello");
        vList.add("hello");
        vList.add("java");
        System.out.println(vList);

        vList.remove("hello");
        System.out.println(vList);
    }
}

总结：ArrayList与Vector区别

1.历史时间:ArrayList是从JDK1.2提供的，而Vector是从JDK1.0就提供了。
2.处理形式：ArrayList是异步处理，性能更高；Vector是同步处理，性能较低。
3.数据安全：ArrayList是非线程安全；Vector是性能安全。
4.输出形式：ArrayList支持Iterator、ListIterator、foreach；Vector支持Iterator、ListIterator、foreach、Enumeration。

在以后使用的时候优先考虑ArrayList，因为其性能更高，实际开发时很多时候也是每个线程拥有自己独立的集合资源。如果需要考虑同步也可以使用concurrent包提供的工具将ArrayList变为线程安全的集合(了解)。

linkedList子类
在List接口中还有一个LinkedList子类，这个子类如果向父接口转型的话，使用形式与之前没有任何区别。

例：使用LinkedList

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new LinkedList<>();
        list.add("hello");
        list.add("hello");
        list.add("java");
        System.out.println(list);
        list.remove("hello");
        System.out.println(list);
    }
}

总结：ArrayList与List区别：

1.观察ArrayList源码，可以发现ArrayList里面存放的是一个数组，如果实例化此类对象时传入了数组大小，则里面保存的数组就会开辟一个定长的数组，但是后面再进行数据保存的时候发现数组个数不够了会进行数组动态扩充。 所以在实际开发之中，使用ArrayList最好的做法就是设置初始化大小。
 2.LinkedList：是一个纯粹的链表实现，与之前编写的链表程序的实现基本一样（人家性能高）
 3.ArrayList时间复杂度为O(1)，LinkedList的时间复杂度为O(N)。