Java高级知识复盘之集合
集合是一种容器，相较于数组容器，集合可以无限添加数据，无需考虑元素的移动，而且集合中有较多的数据结构可供选择，但是集合中都是对象，不能出现基本数据类型，所以需要使用包装类。
可以实现集合的接口分为：
Collection接口
List接口
Set接口
Map接口
Collection接口
Collection接口下的集合都是 单值。
接口中定义的常用方法：
add()：添加
addAll()：一次性添加多个对象
remove()：删除指定内容
removeAll()：一次性删除多个对象
containsAll()：是否包含指定集合中所有的元素对象
clear()：清空
toArray()：把Collection集合对象转换为一个Object数组
List接口
实现了List接口实现类中的集合元素是有序（是存取有序 索引 也是从0开始）而且可以重复（集合元素对象可以相等）
常用方法：
get()：根据指定索引获取集合元素对象
set()：更改对象内容，用新的对象去替换指定索引的所对应的对象
insert()：插入指定索引进行插入
remove()：根据索引删除
indexOf()：指定对象首次出现的索引值
lastIndexOf()：指定对象最后一次出现的索引值
实现类
ArrayList
-
ArrayList的底层是一个Object数组，来存放集合元素对象
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第一次扩容的时候是指向一个长度为10的Object数组；第二次扩容的时候 长度为15 ，22，33，规则为上一次长度的一半，不算余数
-
创建ArrayList对象的时候，推荐使用有参构造 避免进行多次无效扩容，可以给一个预估值
-
ArrayList 底层是一个Object数组，数组的内存空间是连续的；
- 数组的查询性能较高，查询的时间复杂度是O(1) 和元素个数没有关系；
- 指定位置新增（插入）和删除的时候性能较低，因为内部要进行元素移动新增和删除时间复杂度是O(n);
LinkedList
- 链表分为单向链表和双向链表，链表元素之间内存不连续
- 底层是双向链表；
- LinkedList的查询性能较低，查询时间复杂度O(n); 但是指定位置新增和删除性能比较高，只涉及到前后节点的指向的改动
Vector
- Vector底层也是Object数组，和ArrayList 一样
- Vector是线程安全的，可以在多线程项目中应用；
- ArrayList和LinkedList都是线程不安全的，不能在多线程中使用，否则会出现线程安全问题
Set接口
- 集合元素都是单值
- 实现了Set接口实现类中的集合元素是无序（没有索引）而且不可重复
实现类
HashSet
HashSet内部使用的是HashMap存储对象，可以理解为是HashMap的副产品
LinkedHashSet
LinkedHashSet 是HashSet的子类 内部是 LinkedHashMap存储对象，维持元素的添加顺序
TreeSet
TreeSet内部使用的是 TreeMap 存储对象
Map接口
- Map 集合元素都是成对的值 Key-Value键值对（主键），一对才算一个集合元素
- 由Key映射出来Value，每一个唯一的Key都能对应一个Value
- Map中的Key对象是不可重复的 比如身份证号（ID）-> Person对象 单车Id -> 单车对象
接口中定义的常用方法：
put()：添加对象
get()：根据Key对象获取其所对应的value对象
equals()：判断是否相等
size()：集合长度
isEmpty()：是否为空
containsKey()：是否包含指定的Key对象
containsValue()：是否包含指定的Value对象
remove()：根据指定的Key对象删除此键值对
实现类
HashMap
- HashMap 底层是哈希表（数组+单向链表+红黑树，在JDK8及之后加入了红黑树 ），哈希表中使用了哈希算法；
- 加入红黑树的原因是为了提高单向链表的查询性能
- 红黑树其实也是一颗二叉搜索树，树中的节点有序 左子树都是小于根节点的 右子树都是大于根节点的
- 红黑树查询时间复杂度 O(log2n) 单向链表查询时间复杂度是O(n)
- HashMap 结合了数组和链表的优势
- 调用无参构造创建HashMap 内部数组第一次初始化的时候长度是16，以后都是 以2倍进行扩容 32 64 128 ；保证数组的长度都是2的指数值;
- 推荐使用HashMap的有参构造，避免进行多次无效扩容浪费性能
LinkedHashMap
- LinkedHashMap是HashMap 的子类；
- 底层是哈希表（数组+链表+红黑树）+双向链表，为了维持元素的添加顺序
TreeMap
- 底层是红黑树 二叉排序树 树节点有顺序，插入的时候要根据Key对象比较大小
- 内部要进行排序 ，要求Key类型是可以比较大小的
- 要求Key类型要么实现Comparable接口 ，要么提供一个外部的比较器
Hashtable
- 底层是哈希表（数组+链表）
- Hashtable是线程安全，HashMap是线程不安全
- Hashtable 虽然线程安全 但是性能较低，ConcurrentHashMap 是线程安全的； 性能较高
- 单线程应用中使用HashMap，多线程应用中 使用 ConcurrentHashMap
