【javaSE】集合篇·上

1.概念

存储对象的容器，实现了对对象的一些操作，类似数组的功能

集合和数组的区别：

集合层次体系结构：

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2.Collection父接口

演示1：集合操作字符串

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Iterator;

public class TestStudent {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建集合
        Collection collection = new ArrayList();

        // 添加元素
        collection.add("apple");
        collection.add("orn");
        collection.add("app");
        System.out.println(collection);

        // 删除元素
        collection.remove("app");
        System.out.println(collection);

        // 清空集合
        // collection.clear();

        System.out.println("使用增强for循环遍历集合元素：");
        // 遍历集合内容,增强型for循环
        for (Object o : collection) {
            System.out.println(o);
        }
        // 遍历集合内容,使用专属迭代器
        // hasNext();有没有下一个元素
        // next();获取下一个元素
        // remove();删除当前元素
        System.out.println("使用迭代器遍历集合元素：");
        Iterator it = collection.iterator();
        while (it.hasNext()){
            String s = (String) it.next();
            System.out.println(s);
            // it.remove();   删除元素
        }

        // 判断元素是否存在
        System.out.println(collection.contains("apple"));
        // 判断集合是否为空
        System.out.println(collection.isEmpty());
    }
}
--------------------------------
输出：
[apple, orn, app]
[apple, orn]
使用增强for循环遍历集合元素：
apple
orn
使用迭代器遍历集合元素：
apple
orn
true
false

演示2：集合操作

学生类，Student.java:

public class Student {
    private String name;
    private int age;

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

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

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

操作类：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Iterator;

public class TestStudent {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建集合对象
        Collection collection = new ArrayList();

        // 添加学生数据，只是添加元素的地址
        Student s1 = new Student("dahe",18);
        Student s2 = new Student("wangwei",20);
        Student s3 = new Student("zhangsan",25);
        collection.add(s1);
        collection.add(s2);
        collection.add(s3);
        System.out.println(collection.toString());

        // 删除
        collection.remove(s1);
        System.out.println(collection.toString());

        // 清空元素，只是把元素从集合里删除，元素对象依然存在
        // collection.clear();

        // 遍历
        for (Object o : collection) {
            Student s = (Student) o;
            System.out.println(s.toString());
        }
        // 迭代
        Iterator it = collection.iterator();
        while (it.hasNext()){
            Student s = (Student) it.next();
            System.out.println(s.toString());
        }
    }
}
-------------------------------------
输出：
[Student{name='dahe', age=18}, Student{name='wangwei', age=20}, Student{name='zhangsan', age=25}]
[Student{name='wangwei', age=20}, Student{name='zhangsan', age=25}]
Student{name='wangwei', age=20}
Student{name='zhangsan', age=25}
Student{name='wangwei', age=20}
Student{name='zhangsan', age=25}

---

3.List子接口

演示1：字符串类型

import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
import java.util.ListIterator;

public class TestStudent {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建List集合对象
        List list = new ArrayList();

        // 添加元素
        list.add("c++");
        list.add("java");
        list.add(0,"go");
        System.out.println("元素个数：" + list.size());
        System.out.println(list);

        // 删除元素
        list.remove(0);
        System.out.println(list);

        // 遍历
        System.out.println("普通for：");
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            System.out.println(list.get(i));
        }
        // 增强for
        System.out.println("增强for：");
        for (Object o : list) {
            System.out.println(o);
        }
        // 迭代器
        System.out.println("迭代器：");
        Iterator it = list.iterator();
        while (it.hasNext()){
            System.out.println(it.next());
        }
        // 列表迭代器，ListIterator可以向前或者向后遍历，支持添加，删除，修改元素
        System.out.println("列表迭代器：");
        // 从前往后遍历
        ListIterator lit = list.listIterator();
        while (lit.hasNext()){
            System.out.println(lit.nextIndex() + ":" + lit.next());
        }
        // 从后往前遍历
        while (lit.hasPrevious()){
            System.out.println(lit.previousIndex() + ":" + lit.previous());
        }

        // 判断
        System.out.println(list.contains("java"));
        System.out.println(list.isEmpty());
        
        // 获取元素位置
        System.out.println(list.indexOf("java"));
    }
}
---------------------------------------------
输出：
元素个数：3
[go, c++, java]
[c++, java]
普通for：
c++
java
增强for：
c++
java
迭代器：
c++
java
列表迭代器：
0:c++
1:java
1:java
0:c++
true
false
1

演示2：数字类型

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

public class TestStudent {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建List集合对象
        List list = new ArrayList();

        // 添加元素
        list.add(10);
        list.add(20);
        list.add(0,30);
        list.add(521);
        list.add(1314);
        System.out.println(list);

        // 返回子集合
        System.out.println(list.subList(1,3));
    }
}
--------------------------------------
输出：
[30, 10, 20, 521, 1314]
[10, 20]

---

4.List实现类介绍

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5.ArrayList

基本同上的类方法

import java.util.ArrayList;

public class TestStudent {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建集合
        ArrayList arrayList = new ArrayList<>();

        // 添加元素
        Student s1 = new Student("唐山",12);
        Student s2 = new Student("烧烤",18);
        arrayList.add(s1);
        arrayList.add(s2);
        System.out.println(arrayList.toString());

        // 删除元素
        arrayList.remove(s1);
        System.out.println(arrayList.toString());
    }
}
-------------------------------------------
输出：
[Student{name='唐山', age=12}, Student{name='烧烤', age=18}]
[Student{name='烧烤', age=18}]

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6.ArrayList源码分析

几个常量

• 默认容量大小：

private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;

• 存放元素的数组

transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access

• 实际的元素个数

private int size;

几块代码分析

第一块：集合为空的时候初始化

private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
-->
public ArrayList() {
    this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}
// 集合中没有添加元素的时候，容量为0

第二块：添加元素

public boolean add(E e) {
    modCount++;
    add(e, elementData, size);
    return true;
}
-->
private void add(E e, Object[] elementData, int s) {
	// 如果空间不够了，那么调用grow()进行扩容
    if (s == elementData.length)
        elementData = grow();
    // 这里是添加元素的主要逻辑
    elementData[s] = e;
    size = s + 1;
}
-->
private Object[] grow() {
    return grow(size + 1); // 继续跳转
}
-->
// 扩容原来的1.5倍
private Object[] grow(int minCapacity) {
    int oldCapacity = elementData.length;
    if (oldCapacity > 0 || elementData != DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
        int newCapacity = ArraysSupport.newLength(oldCapacity,
                minCapacity - oldCapacity, /* minimum growth */
                oldCapacity >> 1           /* preferred growth */);
        return elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
    } else {
        return elementData = new Object[Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity)];
    }
}