Collection集合家族

集合家族

集合家族关系图

数组：存储相同类型的多个元素
对象：存储不同类型的多个元素
集合：存储多个不同类型的对象

List

List继承自Collection接口，是有序可重复的集合。

它的实现类有：ArrayList、LinkedList、Vector、Stack

ArrayList

本质上是一个能存储任意类型的对象的动态数组，元素的删除和添加涉及到数组的扩容以及拷贝元素，所以效率很慢。由于数组是可以通过下标来查找的，因此查找速度快。

LinkedList

基于双向链表实现，增删快，查找慢。根据链表的性质，增加元素时只需让前一个元素记住自己就行，删除的时候让前一个元素记住后一个元素，后一个元素记住前一个元素，这种增删的效率比较高，但查找元素需要遍历链表，效率低。

public static void  main(String[] args){
    List<Dog> list = new LinkedList<>();
    System.out.println(list.size());
    Dog dog1 = new Dog("小苏","藏獒");
    Dog dog2 = new Dog("小王","二哈");
    Dog dog3 = new Dog("小李","金毛");
    ((LinkedList<Dog>) list).addFirst(dog1);
    list.add(dog2);
    ((LinkedList<Dog>) list).addLast(dog3);

    System.out.println(list);
   
    System.out.println(((LinkedList<Dog>) list).getFirst());
    System.out.println(list.get(1));
    System.out.println(((LinkedList<Dog>) list).getLast());

}

Vector

基于数组实现，线程同步的遗留集合类，和ArrayList原理相同，但是线程安全，效率低。

Stack

后进先出

Set

Set继承自Collection接口，是无序不可重复的集合

它的实现类有HashSet、LinkedHashSet、TreeSet

HashSet

基于哈希表实现，元素存储的地址是该元素的哈希值。

HashSet存储元素的步骤：

通过哈希算法计算元素的哈希值
判断集合中哈希值得位置是否已经有元素
若没有，则将元素添加到该位置
若有，使用equals方法判断该元素和已有的元素是否相等，相等则不添加，不相等则添加

public static void  main(String[] args) {
    Set<String> set = new HashSet<>();
    set.add("邵阳---长沙");
    set.add("武汉---南京");
    set.add("合肥---北京");
    set.add("武汉---南京");

    System.out.println("-------第一种输出方式：toString方法--------");
    System.out.println(set);
    System.out.println("-------第二种输出方式：增强for循环--------");
    for (String str: set) {
        System.out.println(str);
    }
    System.out.println("-------第三种输出方式：迭代器方法--------");
    Iterator<String> iterator =  set.iterator();
    while (iterator.hasNext()) {
        System.out.println(iterator.next());
    }
    // set集合是无序的，因此没有下标，无法用for循环来遍历
}

@Test
public void setObject(){
    Set<Student> set = new HashSet<>();
    set.add(new Student("小贝 ",9));
    set.add(new Student("小胡 ",19));
    set.add(new Student("小贝 ",9));
    set.add(new Student("小福 ",23));
    Iterator<Student> iterator = set.iterator();
    while (iterator.hasNext()){
        /*
        * 由于hash表示无序的，因此输出结果可能和存储结果不一致
        */
        System.out.println(iterator.next().toString());
    }
    /*
     * 若Student类重写了equals方法，则第二个小贝不会被存入set，
     *      这种情况下只会比较两个小贝的名字和年龄的值，因为两个小贝的名字和年龄一样，因此他们被认为是两个相同的对象
     * 若Student类没有重写equals方法，则第二个小贝会被存入set,
     *      这种情况下只会比较两个小贝的地址，因为是两个不同的对象所以地址不同，因此他们被认为是两个不同的对象
    */
}

/*
* 被重写的equals方法
*/
@Override
public boolean equals(Object o) {
    if (this == o) return true;
    if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
    Student student = (Student) o;
    return age == student.age &&
            Objects.equals(name, student.name);
    /*
    * 注意基本类型的变量直接用==比较，而对象类型的，分情况讨论：
    * 若只比较值，则用equals方法，因为String类重写了equals方法
    */
}

LinkedHashSet

基于哈希表和双向链表实现，元素有序且不可重复，存储步骤和HashSet一致，元素的顺序是其存储顺序

@Test
public void printLinkedHashList() {
    Set<String> set = new LinkedHashSet<>();
    set.add("绝地求生");
    set.add("球球大作战");
    set.add("守望先锋");
    set.add("超级玛丽");
    set.add("超级玛丽");

    Iterator<String> iterator = set.iterator();
    while (iterator.hasNext()) {
        System.out.println(iterator.next());
    }
    
    /* 输出结果和存储结果一致：
     * 绝地求生
     * 球球大作战
     * 守望先锋
     * 超级玛丽
    */
}

TreeSet

TreeSet是基于红黑树的有序且不可重复的集合，元素的顺序和元素本身有关，和存储顺序无关

/*
* 这个方法在执行的时候会报错，因为在TreeSet在存储时不知道根据学生的姓名还是年龄来排序，准确地说，Student * 类没有实现Comparable接口，因此无法对Student排序。将一组乱序的数字或字符串存入TreeSet，重新输出会得到* 一组有序的数据，因为String类默认实现了Comparable接口。
* 报错信息如下：java.lang.ClassCastException: Student cannot be cast to java.lang.Comparable
*/
@Test
public void testSort() {
    Set<Student> set = new TreeSet<>();
    set.add(new Student("小贝 ",9));
    set.add(new Student("小胡 ",19));
    set.add(new Student("小贝 ",10));
    set.add(new Student("小福 ",23));

    Iterator<Student> iterator = set.iterator();
    while (iterator.hasNext()) {
        System.out.println(iterator.next());
    }
}

/*
* 对Student类进行修改，让他继承Comparable接口，并重写Comparable里的comparaTo方法，按照学生的年龄进行* 排序
*/

public class Student implements Comparable<Student>{

    private String name;
    private int age;

    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }

    @Override
    public void comparaTo() {

    }

    @Override
    public int comparaTo(Student o) {
        /*
         * 结果为负，排在o对象之前
         * 结果为正，排在o对象之后
         * 结果为0， 说明两个对象相等
         */
        return this.age - o.age;
    }


}