Java集合 | Java随笔记

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前言

刚跳槽换了工作，最近忙的焦头烂额，回想起来，还是老东家的日子才是天堂啊！
感觉自己停更蛮久了，but，2021的最后日更活动，咬着牙也要坚持下去啊！hahah
中间件的更新暂且停一停，最近特别想整理下先前面试的过程【痛苦又真实】。
接下来我会更新一些java基础的内容，有兴趣的可以看看，对我本人来说，这是回顾，这是记录。对各位看官来说，也是一个总结吧，希望对各位有帮助哦~
当然，也有水文的因素在里面，我怂我承认~

一、Java集合

集合类存放于 Java.util 包中，主要有 3 种：set(集）、list(列表包含 Queue）和 map(映射)。
- Collection：Collection 是集合 List、Set、Queue 的最基本的接口。
- Iterator：迭代器，可以通过迭代器遍历集合中的数据
- Map：是映射表的基础接口
大体关系如下图：

二、List

在实际工作中，可能我们用的最多的就是List了吧，无处不在！无所不能！
Java 的 List 是非常常用的数据类型。List 是有序的 Collection。Java List 一共三个实现类：分别是 ArrayList、Vector 和 LinkedList。
打开Idea瞅一瞅，
- 和上面的图一直，继承了Collection，再往上就是迭代器Iterable。
那么，List的三种实现有什么区别呢？

三、ArrayList

ArrayList ：数组，这个也应该是用的最多的。最常见的。
ArrayList 是最常用的 List 实现类，内部是通过数组实现的，它允许对元素进行快速随机访问。数组的缺点是每个元素之间不能有间隔，当数组大小不满足时需要增加存储能力，就要将已经有数组的数据复制到新的存储空间中。当从 ArrayList 的中间位置插入或者删除元素时，需要对数组进行复制、移动、代价比较高。

还是看看idea中的继承链：

蓝色实线条代表继承，绿色虚线条代表实现。
可以很明显的看出，ArrayList 继承了AbstractList，实现了RandomAccess、Cloneable、java.io.Serializable。
点到List源码中看一看：
既然实现了Cloneable接口，那么代表了它覆盖了函数clone(),证明他是可以被克隆的。
既然实现了java.io.Serializable接口，意味着它支持序列化，能通过序列化进行传输。
我们再看一看AbstractList的继承链和源码：

呀，这玩意怎么也实现了List，那为什么我们ArrayList已经继承了AbstractList还要继续实现List呢？

我们自己模拟一个类似这种的实现来看看（此模拟过程参考了其他博主的文章，鉴于不是掘金的文章，这里不贴链接了。）

public class Test {

    public static interface MyInterface {
        void foo();
    }

    public static class BaseClass implements MyInterface, Cloneable, Serializable {

        @Override
        public void foo() {
            System.out.println("BaseClass.foo");
        }
    }

    public static class Class1 extends BaseClass {

        @Override
        public void foo() {
            super.foo();
            System.out.println("Class1.foo");
        }
    }

    static class Class2 extends BaseClass implements MyInterface, Cloneable,
            Serializable {

        @Override
        public void foo() {
            super.foo();
            System.out.println("Class2.foo");
        }
    }

    public static void main(String[] args) {

        showInterfacesFor(BaseClass.class);
        showInterfacesFor(Class1.class);
        showInterfacesFor(Class2.class);
    }

    private static void showInterfacesFor(Class<?> clazz) {
        System.out.printf("%s --> %s\n", clazz, Arrays.toString(clazz
                .getInterfaces()));
    }
}

输出结果如下
从结果可以看出虽然Class1类的父类实现了接口，但是本身并没有再次实现接口，因此通过java.lang.Class直接获取Class1类的接口为空数组。
因此在实现代理的时候就会出现问题。所以可能是设计者就是特意这样设计的嘞？有特别深入了解者，可以解惑下！

唔，这里就点到为止吧，我不知道这个文章需要详细到什么地步？需要贴具体的add和remove的源码讲解嘛？
因此，它适合随机查找和遍历，不适合插入和删除。

四、Vector

Vector 与 ArrayList 一样，也是通过数组实现的，不同的是它支持线程的同步，即某一时刻只有一个线程能够写 Vector，避免多线程同时写而引起的不一致性，但实现同步需要很高的花费。因此，访问它比访问 ArrayList 慢。
点击去看一看源码
- 继承了AbstractList，实现了List；所以，它是一个队列，支持相关的添加、删除、修改、遍历等功能。
- 实现了RandmoAccess接口，即提供了随机访问功能。RandmoAccess是java中用来被List实现，为List提供快速访问功能的。在Vector中，我们即可以通过元素的序号快速获取元素对象；这就是快速随机访问。
- 实现了Cloneable接口，即实现clone()函数。它能被克隆。

我们看下Vector的构造函数：

/**
     * Constructs an empty vector with the specified initial capacity and
     * capacity increment.
     *
     * @param   initialCapacity     the initial capacity of the vector
     * @param   capacityIncrement   the amount by which the capacity is
     *                              increased when the vector overflows
     * @throws IllegalArgumentException if the specified initial capacity
     *         is negative
     capacity是Vector的默认容量大小，capacityIncrement是每次Vector容量增加时的增量值。
     */
    public Vector(int initialCapacity, int capacityIncrement) {
        super();
        if (initialCapacity < 0)
            throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
                                               initialCapacity);
        this.elementData = new Object[initialCapacity];
        this.capacityIncrement = capacityIncrement;
    }

    /**
     * Constructs an empty vector with the specified initial capacity and
     * with its capacity increment equal to zero.
     *
     * @param   initialCapacity   the initial capacity of the vector
     * @throws IllegalArgumentException if the specified initial capacity
     *         is negative
     capacity是Vector的默认容量大小。当由于增加数据导致容量增加时，每次容量会增加一倍。
     */
    public Vector(int initialCapacity) {
        this(initialCapacity, 0);
    }

    /**
     * Constructs an empty vector so that its internal data array
     * has size {@code 10} and its standard capacity increment is
     * zero.
     默认构造函数
     */
    public Vector() {
        this(10);
    }

    /**
     * Constructs a vector containing the elements of the specified
     * collection, in the order they are returned by the collection's
     * iterator.
     *
     * @param c the collection whose elements are to be placed into this
     *       vector
     * @throws NullPointerException if the specified collection is null
     * @since   1.2
      创建一个包含collection的Vector
     */
    public Vector(Collection<? extends E> c) {
        elementData = c.toArray();
        elementCount = elementData.length;
        // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)
        if (elementData.getClass() != Object[].class)
            elementData = Arrays.copyOf(elementData, elementCount, Object[].class);
    }

Vector一共有四个构造函数。
- public Vector(int initialCapacity, int capacityIncrement) ：capacity是Vector的默认容量大小，capacityIncrement是每次Vector容量增加时的增量值。
- public Vector(int initialCapacity) ： capacity是Vector的默认容量大小。当由于增加数据导致容量增加时，每次容量会增加一倍。
- public Vector() ：默认构造函数。
- public Vector(Collection<? extends E> c) ：创建一个包含collection的Vector。

五、LinkedList

LinkedList 是用链表结构存储数据的，很适合数据的动态插入和删除，随机访问和遍历速度比较慢。另外，他还提供了 List 接口中没有定义的方法，专门用于操作表头和表尾元素，可以当作堆栈、队列和双向队列使用。

同样，进去看下源码：

首先看下构造函数：

/**
     * Constructs an empty list.
     */
    public LinkedList() {
    }

    /**
     * Constructs a list containing the elements of the specified
     * collection, in the order they are returned by the collection's
     * iterator.
     *
     * @param  c the collection whose elements are to be placed into this list
     * @throws NullPointerException if the specified collection is null
     */
    public LinkedList(Collection<? extends E> c) {
        this();
        addAll(c);
    }

第一个构造方法不接受参数，将header实例的previous和next全部指向header实例。
第二个构造方法接收一个Collection参数c，调用第一个构造方法构造一个空的链表，之后通过addAll将c中的元素全部添加到链表中。

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