List集合

我们掌握了Collection接口的使用之后，再来看看Collection接口中的子类。Collection中的常用几个子类（java.util.List集合，java.util.Set集合）

1.1 List接口介绍

java.util.List接口继承自Collection接口，是单列集合的一个重要分支，习惯性的会将实现了List接口的对象称为List集合。在List集合中允许出现重复的元素，所有的元素是以一种线性的方式进行存储的，在程序中可以通过索引来访问集合中的指定元素。另外，List集合还有一个特点就是元素有序，即元素的存入顺序和取出顺序一致。

List集合的特点：

它是一个元素存取有序的集合。例如，存元素的顺序是11，22，33。那么集合中，元素的存储就是按照11，22，33的顺序完成的。
它是一个带有索引的集合，通过索引就可以精确的操作集合中的元素（与数组的索引是一个道理）
集合中可以有重复的元素，通过元素的equals方法，来比较是否为重复的元素。

1.2 List接口中常用的方法

List作为Collection的子接口，不但继承了Collection接口中的全部方法，而且还增加了一些根据元素索引来操作集合的特有方法。如下：

public void add(int index,E element):将指定的元素添加到该集合中指定的位置
public E get(int index):返回集合中指定位置的元素
public E remove(int index):移除列表中指定位置的元素，返回的是被移除的元素
public E set(int index,E element):用指定的元素替换集合中指定位置的元素，返回值的更新前的元素

List集合特有的方法都是和索引相关。

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

        //往尾部添加指定的元素
        list.add("图图");
        list.add("小美");
        list.add("不高兴");

        System.out.println(list);

        //往指定位置添加
        list.add(1, "没头脑");
        System.out.println(list);

        //删除zhi指定位置的元素，返回被删除的元素
        System.out.println(list.remove(2));
        System.out.println(list);

        //在指定的位置进行元素的替代
        //修改指定位置的元素
        list.set(0, "萨纳摩");
        System.out.println(list);


        //获取指定位置的元素
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            System.out.println(list.get(i));
        }
    }
}

List的子类

3.1 ArrayList集合

java.util.ArrayList集合数据存储的结构是数组结构。元素的增删慢，查找快，由于日常开发的时候使用最多的功能为查询数据，遍历数据，所以ArrayList是最常用的集合。

许多程序员开发的时候非常随意的使用ArrayList完成任何需求，并不严谨，这种用法是不提倡的。

3.2 LinkedList集合

java.util.LinkedList集合数据存储的结构是链表结构。方便元素的添加，删除的集合。

LinkedList是一个双向链表，那么双向链表，那么双向链表是什么样子的，如下图：

实际开发中对一个集合元素的添加与删除经常涉及到首尾操作，而LinkedList提供了大量首尾操作的方法。这些方法我们作为了解即可：

public void addFirst(E e):将指定的元素插入到此列表的开头
public void addLast(E e):将指定的元素添加到列表的结尾
public E getFirst():返回此列表的第一个元素
public E getLast():返回此列表的最后一个元素
public E removeFirst():移除并返回此列表的第一个元素
public E removeLast():溢出并返回此列表的最后一个元素
public boolean isEmpty():如果列表不包含元素，则返回true
public E pop():此列表所表示的堆栈处弹出一个元素
public void push(E e):将元素推入此列表所表示的堆栈

LinkedList是List的子类，List中的方法LinkedList都是可以使用的，这里不做详细介绍。我们只需要了解LinkedList的特有方法即可。在开发的时候，LinkedList集合也可以作为堆栈，队列的结构使用。

public class LinkedListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        LinkedList<String> link = new LinkedList<>();

        //添加元素
        link.addFirst("abc1");
        link.addFirst("abc2");
        link.addFirst("abc3");
        System.out.println(link);

        //获取元素
        System.out.println(link.getFirst());
        System.out.println(link.getLast());


        //删除元素
        System.out.println(link.removeFirst());
        System.out.println(link.removeLast());

        while (!link.isEmpty()) {//判断集合是否为空
            System.out.println(link.pop());//弹出集合中的栈顶元素

        }

        System.out.println(link);
    }
}

Set接口

java.util.Set接口和java.util.List接口一样，同样继承自Collection接口，它与Collection接口中的方法基本一致，并没有对Collection接口进行功能上的扩充，只是比Collection接口更加严格了。与List接口不同的是，Set接口中元素无序，并且都会以某种规则保证存入的元素不出现重复。

Set集合有多个子类，这里我们介绍其中的java.util.HashSet,java.util.LinkedHashSet这两个集合。Set集合取出元素的方式可以采用：迭代器，增强for。

3.1 HashSet集合的介绍

java.util.HashSet是Set接口的一个实现类，它所存储的元素是不可重复的，并且元素都是无序的（即存取元素的顺序不一致）。java.util.HashSet底层实现其实是一个java.util.HashMap支持。

HashSet是根据对象的哈希值来确定元素在集合中存储的位置，因此具有良好的存取和查找性能。保证元素唯一性的方式依赖于：hashCode和equals方法。

我们先来使用一下Set集合，看下现象:

public class HashSetDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建Set集合
        HashSet<String> set = new HashSet<>();
        //添加元素
        set.add(new String("cba"));
        set.add("abc");
        set.add("bac");
        set.add("cba");

        for (String name : set) {
            System.out.println(name);
        }
    }
}

2.2 HashSet集合存储数据的结构（哈希表）

什么是哈希表呢？

在JDK1.8之前，哈希表底层采用数组——链表实现，即使用链表处理冲突，同一hash值的数据都存储在一个链表里。但是当一个链表中的元素太多的时候，即hash值相等的元素较多的时候，通过key值一次查找的效率较低。而在JDK1.8中，哈希表存储采用数组+链表+红黑树实现，当链表的长度超过阈值（8）时，将链表转换为红黑树，这样大大减少了查找时间。

总而言之，JDK1.8引入红黑树大程度的优化了HashMap的性能，那么对于我们来讲HashSet集合元素的唯一，其实就是根据对象的hashCode和equals方法来决定的。如果我们往集合中存放自定义的对象，那么保证其唯一，就必须复写hashCode和equals方法建立属于当前对象的比较方式。

2.3 HashSet存储自定义类型元素

给HashSet中存放自定义类型的元素的时候，需要重写对象中的hashCode和equals方法，建立自己的比较方式，才能保证HashSet集合中的对象唯一。

创建自定义Student类

package ddw.test.Set;

import java.util.Objects;

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

    public Student() {
        
    }

    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;
    }


    @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);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(name, age);
    }
}

2.3 LinkedHashSet

我们知道HashSet保证元素唯一，可是元素存放进去是没有顺序的，那么我们要保证有序，怎么办呢？在HashSet下面有一个子类java.util.LinkedHashSet,它是链表和哈希表组合的一个数据结构。

package ddw.test.Set;

import java.util.Iterator;
import java.util.LinkedHashSet;
import java.util.Set;

public class LinkedHashSetDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Set<String> set = new LinkedHashSet<>();
        set.add("bbb");
        set.add("aaa");
        set.add("abc");
        set.add("bbc");
        Iterator<String> it = set.iterator();
        while (it.hasNext()) {
            System.out.println(it.next());
        }
    }
}

List集合，Set集合