[java] 集合-Collection、ArrayList、LinkedList源码篇

Collection集合

集合类体系结构

常用方法

遍历方式

迭代器遍历

增强for

lambda表达式

List集合

特有方法

五种遍历方式

细节点注意

List集合的实现类

List集合子类的特点

LinkedList集合的特有功能

源码分析

ArrayList源码分析

LinkedList源码分析

迭代器源码分析

Collection集合

数组和集合的区别

相同点

都是容器,可以存储多个数据

不同点

数组的长度是不可变的,集合的长度是可变的
数组可以存基本数据类型和引用数据类型
集合只能存引用数据类型,如果要存基本数据类型,需要存对应的包装类

集合类体系结构

常用方法

Collection集合

是单例集合的顶层接口,它表示一组对象,这些对象也称为Collection的元素
JDK 不提供此接口的任何直接实现.它提供更具体的子接口(如Set和List)实现

创建Collection集合的对象

多态的方式
具体的实现类ArrayList

Collection集合常用方法

方法名	说明
boolean add(E e)	添加元素
boolean remove(Object o)	从集合中移除指定的元素
boolean removeIf(Object o)	根据条件进行移除
void clear()	清空集合中的元素
boolean contains(Object o)	判断集合中是否存在指定的元素
boolean isEmpty()	判断集合是否为空
int size()	集合的长度，也就是集合中元素的个数

遍历方式

set中没有索引，不能用for遍历，所以这里是通用的遍历方式

迭代器遍历

迭代器,集合的专用遍历方式，不依赖索引，迭代器默认指向第一个元素

Iterator<E> iterator(): 返回此集合中元素的迭代器,通过集合对象的iterator()方法得到

Iterator中的常用方法

boolean hasNext(): 判断当前位置是否有元素可以被取出 
E next(): 获取当前位置的元素,将迭代器对象移向下一个索引位置

细节点注意：

1.报错NoSuchElementException

2.迭代器遍历完毕，指针不会复位

3.循环中只能用一次next方法

4.迭代器遍历时，不能用集合的方法进行增加或者删除

public class A04_CollectionDemo4 {public static void main(String[] args) {/*迭代器的细节注意点：1.报错NoSuchElementException2.迭代器遍历完毕，指针不会复位3.循环中只能用一次next方法4.迭代器遍历时，不能用集合的方法进行增加或者删除如果实在要删除：那么可以用迭代器提供的remove方法进行删除。*///1.创建集合并添加元素Collection<String> coll = new ArrayList<>();coll.add("aaa");coll.add("bbb");coll.add("ccc");coll.add("ddd");//2.获取迭代器对象//迭代器就好比是一个箭头，默认指向集合的0索引处Iterator<String> it = coll.iterator();//3.利用循环不断的去获取集合中的每一个元素while(it.hasNext()){//4.next方法的两件事情：获取元素并移动指针String str = it.next();System.out.println(str);}//当上面循环结束之后，迭代器的指针已经指向了最后没有元素的位置//System.out.println(it.next());//NoSuchElementException//迭代器遍历完毕，指针不会复位System.out.println(it.hasNext());//如果我们要继续第二次遍历集合，只能再次获取一个新的迭代器对象Iterator<String> it2 = coll.iterator();while(it2.hasNext()){String str = it2.next();System.out.println(str);}}
}

添加元素

细节1:如果要往List系列集合中添加数据，那么方法永远返回true，因为List系列的是允许元素重复的。
细节2:如果要往Set系列集合中添加数据，如果当前要添加元素不存在，方法返回true，表示添加成功；如果当前要添加的元素已经存在，方法返回false，表示添加失败，因为Set系列的集合不允许重复。

public class IteratorDemo1 {public static void main(String[] args) {//创建集合对象Collection<String> c = new ArrayList<>();//添加元素c.add("hello");c.add("world");c.add("java");c.add("javaee");//Iterator<E> iterator()：返回此集合中元素的迭代器，通过集合的iterator()方法得到Iterator<String> it = c.iterator();//用while循环改进元素的判断和获取while (it.hasNext()) {String s = it.next();System.out.println(s);}}
}

迭代器中删除的方法

void remove(): 删除迭代器对象当前指向的元素

细节1:因为Collection里面定义的是共性的方法，所以此时不能通过索引进行删除，只能通过元素的对象进行删除。
细节2:方法会有一个布尔类型的返回值，删除成功返回true，删除失败返回false，如果要删除的元素不存在，就会删除失败。

public class IteratorDemo2 {public static void main(String[] args) {ArrayList<String> list = new ArrayList<>();list.add("a");list.add("b");list.add("b");list.add("c");list.add("d");Iterator<String> it = list.iterator();while(it.hasNext()){String s = it.next();if("b".equals(s)){//指向谁,那么此时就删除谁.it.remove();}}System.out.println(list);}
}

判断元素是否包含
细节:底层是依赖equals方法进行判断是否存在的。
所以，如果集合中存储的是自定义对象，也想通过contains方法来判断是否包含，那么在javabean类中，一定要重写equals方法。

因为contains方法在底层依赖equals方法判断对象是否一致的。
如果存的是自定义对象，没有重写equals方法，那么默认使用object类中的equals方法进行判断，而object类中equals方法，依赖地址值进行判断。

String类中已经重写equals方法

增强for

JDK5之后出现,其内部原理是一个Iterator迭代器，实现Iterable接口的类才可以使用迭代器和增强for，简化数组和单列集合的遍历

格式

for(集合/数组中元素的数据类型 变量名 : 集合/数组名) {
// 已经将当前遍历到的元素封装到变量中了,直接使用变量即可
}

修改增强for中的变量，不会改变集合中原本的数据

代码

public class MyCollectonDemo1 {public static void main(String[] args) {ArrayList<String> list =  new ArrayList<>();list.add("a");list.add("b");list.add("c");list.add("d");list.add("e");list.add("f");//1,数据类型一定是集合或者数组中元素的类型//2,str仅仅是一个变量名而已,在循环的过程中,依次表示集合或者数组中的每一个元素//3,list就是要遍历的集合或者数组for(String str : list){System.out.println(str);str=a;//数据不变}}
}

lambda表达式

利用forEach方法，再结合lambda表达式的方式进行遍历

public class A07_CollectionDemo7 {public static void main(String[] args) {/* lambda表达式遍历：default void forEach(Consumer<? super T> action):*///1.创建集合并添加元素Collection<String> coll = new ArrayList<>();coll.add("zhangsan");coll.add("lisi");coll.add("wangwu");//2.利用匿名内部类的形式//底层原理：//其实也会自己遍历集合，依次得到每一个元素//把得到的每一个元素，传递给下面的accept方法//s依次表示集合中的每一个数据/* coll.forEach(new Consumer<String>() {@Overridepublic void accept(String s) {System.out.println(s);}});*///lambda表达式coll.forEach(s -> System.out.println(s));}
}

迭代器:在遍历的过程中需要删除元素，使用迭代器
增强for、Lambda:仅仅想遍历，使用增强for或Lambda表达式

List集合

重要

有序集合,这里的有序指的是存取顺序，用户可以精确控制列表中每个元素的插入位置,用户可以通过整数索引访问元素,并搜索列表中的元素

与Set集合不同,列表通常允许重复的元素

List集合的特点

存取有序（存和取的顺序一样）
可以重复
有索引

特有方法

方法介绍

方法名	描述
void add(int index,E element)	在此集合中的指定位置插入指定的元素
E remove(int index)	删除指定索引处的元素，返回被删除的元素
E set(int index,E element)	修改指定索引处的元素，返回被修改的元素
E get(int index)	返回指定索引处的元素

示例代码

public class MyListDemo {public static void main(String[] args) {List<String> list = new ArrayList<>();list.add("aaa");list.add("bbb");list.add("ccc");//method1(list);//method2(list);//method3(list);//method4(list);}private static void method4(List<String> list) {//        E get(int index)		返回指定索引处的元素String s = list.get(0);System.out.println(s);}private static void method3(List<String> list) {//        E set(int index,E element)	修改指定索引处的元素，返回被修改的元素//被替换的那个元素,在集合中就不存在了.String result = list.set(0, "qqq");System.out.println(result);System.out.println(list);}private static void method2(List<String> list) {//        E remove(int index)		删除指定索引处的元素，返回被删除的元素//在List集合中有两个删除的方法//第一个 删除指定的元素,返回值表示当前元素是否删除成功//第二个 删除指定索引的元素,返回值表示实际删除的元素String s = list.remove(0);System.out.println(s);System.out.println(list);}private static void method1(List<String> list) {//        void add(int index,E element)	在此集合中的指定位置插入指定的元素//原来位置上的元素往后挪一个索引.list.add(0,"qqq");System.out.println(list);}
}

五种遍历方式

迭代器
列表迭代器
增强for
Lambda表达式
普通for循环

代码示例：

//创建集合并添加元素
List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("aaa");
list.add("bbb");
list.add("ccc");//1.迭代器
Iterator<String> it = list.iterator();while(it.hasNext()){String str = it.next();System.out.println(str);
}//2.增强for
//下面的变量s，其实就是一个第三方的变量而已。
//在循环的过程中，依次表示集合中的每一个元素
for (String s : list) {System.out.println(s);}//3.Lambda表达式
//forEach方法的底层其实就是一个循环遍历，依次得到集合中的每一个元素
//并把每一个元素传递给下面的accept方法
//accept方法的形参s，依次表示集合中的每一个元素
list.forEach(s->System.out.println(s) );//4.普通for循环
//size方法跟get方法还有循环结合的方式，利用索引获取到集合中的每一个元素
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {//i:依次表示集合中的每一个索引String s = list.get(i);System.out.println(s);}// 5.列表迭代器
//获取一个列表迭代器的对象，里面的指针默认也是指向0索引的//额外添加了一个方法：在遍历的过程中，可以添加元素
ListIterator<String> it = list.listIterator();
while(it.hasNext()){String str = it.next();if("bbb".equals(str)){//qqqit.add("qqq");//加在bbb后}
}
System.out.println(list);

细节点注意

List系列集合中的两个删除的方法

1.直接删除元素
2.通过索引进行删除

代码示例:

//List系列集合中的两个删除的方法
//1.直接删除元素
//2.通过索引进行删除//1.创建集合并添加元素
List<Integer> list = new ArrayList<>();list.add(1);
list.add(2);
list.add(3);//2.删除元素
//请问：此时删除的是1这个元素，还是1索引上的元素？
//为什么？
//因为在调用方法的时候，如果方法出现了重载现象
//优先调用，实参跟形参类型一致的那个方法。//list.remove(1);//手动装箱，手动把基本数据类型的1，变成Integer类型
Integer i = Integer.valueOf(1);list.remove(i);System.out.println(list);

迭代器遍历：在遍历的过程中需要删除元素，使用迭代器
列表迭代器：在遍历的过程中需要添加元素，使用列表迭代器
增强for遍历、Lambda表达式：仅仅想遍历，那么使用增强for或Lambda表达式
普通for：如果遍历的时候想操作索引，可以用普通for

List集合的实现类

List集合子类的特点

ArrayList集合

底层是数组结构实现，查询快、增删慢

LinkedList集合

底层是双链表结构实现，查询慢、增删快

LinkedList集合的特有功能

特有方法

方法名	说明
public void addFirst(E e)	在该列表开头插入指定的元素
public void addLast(E e)	将指定的元素追加到此列表的末尾
public E getFirst()	返回此列表中的第一个元素
public E getLast()	返回此列表中的最后一个元素
public E removeFirst()	从此列表中删除并返回第一个元素
public E removeLast()	从此列表中删除并返回最后一个元素

示例代码

public class MyLinkedListDemo4 {public static void main(String[] args) {LinkedList<String> list = new LinkedList<>();list.add("aaa");list.add("bbb");list.add("ccc");
//        public void addFirst(E e)	在该列表开头插入指定的元素//method1(list);//        public void addLast(E e)	将指定的元素追加到此列表的末尾//method2(list);//        public E getFirst()		返回此列表中的第一个元素
//        public E getLast()		返回此列表中的最后一个元素//method3(list);//        public E removeFirst()		从此列表中删除并返回第一个元素
//        public E removeLast()		从此列表中删除并返回最后一个元素//method4(list);}private static void method4(LinkedList<String> list) {String first = list.removeFirst();System.out.println(first);String last = list.removeLast();System.out.println(last);System.out.println(list);}private static void method3(LinkedList<String> list) {String first = list.getFirst();String last = list.getLast();System.out.println(first);System.out.println(last);}private static void method2(LinkedList<String> list) {list.addLast("www");System.out.println(list);}private static void method1(LinkedList<String> list) {list.addFirst("qqq");System.out.println(list);}
}