单列集合框架体系
List 集合体系 主要实现类 依次为 ArrayList，LinkedList，Vector 。
List接口主要特征：
有序，可重复，有索引，底层容量是动态扩容的。（代码以JDK 1.8为例）
ArrayList：是List接口的主要实现类，底层用数组实现： ,transient Object[] elementData;
线程不安全的，查询快，增加，删除 慢（相对于LinkedList）
JDK1.7默认初始长度是10，JDK1.8默认长度是0 ，在调用添加方法之后，才进行长度初始化（值是 10）。
扩容是在当前的数据容量比集合内部数组长度大时，进行扩容，扩容时会先复制原有的数组，然后创建新数组，把原有数组放入新数组中，新数组长度扩围原有的1.5倍，如果
发现数组长度还是不够用，那么直接把当前的实际容量赋值给新数组的容量
private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
public ArrayList() {
this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}
public boolean add(E e) {
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
elementData[size++] = e;
return true;
}
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity));
}
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
modCount++;
//如果初始值为10 ，现在集合长度为10 ，在添加低11个元素的时候
//会符合下面的判断条件，进入扩容机制
// overflow-conscious code
if (minCapacity - elementData.length > 0)
grow(minCapacity);
}
private void grow(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
int oldCapacity = elementData.length;
// 先扩大1.5倍,作为新数组的使用长度，通过下面判断是否够用
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
if (newCapacity - minCapacity < 0)
//扩容1.5倍的新数组长度还是不够用，那么直接把当前的实际容量赋值给新数组的容量
newCapacity = minCapacity;
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
// minCapacity is usually close to size, so this is a win:
//调用java.util.Arrays 工具包下面的复制数组方法
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}
private static int hugeCapacity(int minCapacity) {
if (minCapacity < 0) // overflow
throw new OutOfMemoryError();
return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ?
Integer.MAX_VALUE :
MAX_ARRAY_SIZE;
}
public static <T,U> T[] copyOf(U[] original, int newLength, Class<? extends T[]> newType) {
@SuppressWarnings("unchecked")
T[] copy = ((Object)newType == (Object)Object[].class)
? (T[]) new Object[newLength]
: (T[]) Array.newInstance(newType.getComponentType(), newLength);
System.arraycopy(original, 0, copy, 0,
Math.min(original.length, newLength));
return copy;
}
LinkedList：底层是双向链表实现的，有前后元素的地址存储。
transient Node<E> first;
transient Node<E> last;
private static class Node<E> {
E item;
Node<E> next;
Node<E> prev;
Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
this.item = element;
this.next = next;
this.prev = prev;
}
}
public boolean add(E e) {
linkLast(e);
return true;
}
void linkLast(E e) {
final Node<E> l = last;
final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
last = newNode;
if (l == null)
first = newNode;
else
l.next = newNode;
size++;
modCount++;
}
Vector：线程安全的，底层用 Object[] elementData 数组，扩容是原来的2倍长度 这个和ArrayList 是不一样的
protected Object[] elementData;
public Vector(int initialCapacity) {
this(initialCapacity, 0);
}
public synchronized void addElement(E obj) {
modCount++;
ensureCapacityHelper(elementCount + 1);
elementData[elementCount++] = obj;
}
private void grow(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
int oldCapacity = elementData.length;
//扩容是原来的2倍长度
int newCapacity = oldCapacity + ((capacityIncrement > 0) ?
capacityIncrement : oldCapacity);
if (newCapacity - minCapacity < 0)
newCapacity = minCapacity;
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}
Set集合体系 主要实现类依次为 HashSet，LinkedHashSet，TreeSet;
Set集合的特点：
无序不可重复，这个不是指存取的顺序，指的是数据存放在内存中的地址的无序性，简单点说就是没有索引排序，是用hash值来进行判断。
其中HashSet 是Set 的主要实现类，如果没有特殊情况的话，一般都使用这个类。
无序性：不是指随机性，底层是数组+链表（JDK1.8 会把链表转红黑树） 通过hashCode() 计算出对应的hash 值，然后通过hash 值计算出数据存储在数组 对应的 地址上。
不可重复性：先计算要存储值 的hash 值，通过hash 值来计算在容器中数组存放的位置，如果当前数据的hash 值所在容器的位置没有数据就直接存进去，
如果有，那么就和容器中的值进行hash 值的比较，如果hash值相同，再计算当前值equals() 容器中该位置的值是否相等，如果相等就代表是同一个元素，就不存进容器中，
如果hash值不同，则直接存进容器中，JDK1.7 是把当前元素存进数组和链表的连接处(链表前端)，JDK1.8是把当前数据存进数据对应数组连接的链表的末端。保证元素的不可重复性。
HashSet：可以存储null 值，线程不安全的（简单理解 :就是多线程情况下会不会产生数据不一致的问题，其实安不安全，基本就看是否是 加了锁，或者是底层是不是用CAS 机制等来进行处理过），
JDK1.7底层是 用数组+链表（单向链表）初始长度是 16
LinkedHashSet：是HashSet 的 子类 通过创建LinkedHashSet 的构造方法，实际是调用的HashSet的私有方法来进行初始化操作，其中的初始化其实直接对应的是LinkedHashMap这个类。
简单点说，实际上就是用LinkedHashMap 来进行实现的。底层是双向链表
LinkedHashSet:源代码截取
public class LinkedHashSet<E>
extends HashSet<E>
implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable {
public LinkedHashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {
super(initialCapacity, loadFactor, true);
}
public LinkedHashSet(int initialCapacity) {
super(initialCapacity, .75f, true);
}
public LinkedHashSet() {
super(16, .75f, true);
}
}
HashSet 源代码截取：
public class HashSet<E>
extends AbstractSet<E>
implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable
{
private transient HashMap<E,Object> map;
HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {
map = new LinkedHashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
}
}
LinkedHashMap 源代码截取：
public class LinkedHashMap<K,V>
extends HashMap<K,V>
implements Map<K,V>
{
static class Entry<K,V> extends HashMap.Node<K,V> {
Entry<K,V> before, after;
Entry(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {
super(hash, key, value, next);
}
}
}
TreeSet：底层使用TreeMap实现，是一个可以排序的set集合。可以定制排序和比较排序，即实现指定泛型类中实体属性自然排序，也可以通过构造函数来进行指定外部的比较器来进行比较排序。
需要注意的是，向TreeSet中添加的数据要是想同类型的。否则会报错。
public class CollectionTest {
public static void main(String[] args) {
TreeSet treeSet = new TreeSet();
treeSet.add("123");
treeSet.add(123);
}
}
//报错信息如下
Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: java.lang.String cannot be cast to java.lang.Integer
at java.lang.Integer.compareTo(Integer.java:52)
at java.util.TreeMap.put(TreeMap.java:568)
at java.util.TreeSet.add(TreeSet.java:255)
at CollectionTest.main(CollectionTest.java:10)
如果不实现自然排序接口（Comparable），直接把值放进TreeSet 中还是会报错：
public class CollectionTest {
public static void main(String[] args) {
TreeSet<User> treeSet = new TreeSet();
treeSet.add(new User("Misaka",23));
treeSet.add(new User("mikoto",24));
}
}
Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: User cannot be cast to java.lang.Comparable
at java.util.TreeMap.compare(TreeMap.java:1294)
at java.util.TreeMap.put(TreeMap.java:538)
at java.util.TreeSet.add(TreeSet.java:255)
at CollectionTest.main(CollectionTest.java:9)
实现Comparable代码示例：
public class CollectionTest {
public static void main(String[] args) {
TreeSet<User> treeSet = new TreeSet();
treeSet.add(new User("mikoto",24));
treeSet.add(new User("Misaka",23));
Iterator<User> iterator = treeSet.iterator();
while (iterator.hasNext()){
User user = iterator.next();
System.out.println(user);
}
}
}
//省略 get，set，toString，构造等模板代码
public class User implements Comparable{
public int compareTo(Object o) {
if (o instanceof User){
User user = (User)o;
Integer age = user.getAge();
return this.age.compareTo(age);
}else {
throw new RuntimeException("类型比较错误");
}
}
}
测试结果：
User{name='Misaka', age=23}
User{name='mikoto', age=24}
实现Comparator 外部比较器代码示例：
public class CollectionTest {
public static void main(String[] args) {
Comparator<User> comparator = new Comparator<User>() {
public int compare(User o1, User o2) {
return Integer.compare(o1.getAge(),o2.getAge());
}
};
TreeSet<User> treeSet = new TreeSet(comparator);
treeSet.add(new User("mikoto",24));
treeSet.add(new User("Misaka",23));
treeSet.add(new User("Misaka",3));
treeSet.add(new User("Misaka",5));
treeSet.add(new User("Misaka",6));
treeSet.add(new User("Misaka",1));
Iterator<User> iterator = treeSet.iterator();
while (iterator.hasNext()){
User user = iterator.next();
System.out.println(user);
}
}
}
输出结果：
User{name='Misaka', age=1}
User{name='Misaka', age=3}
User{name='Misaka', age=5}
User{name='Misaka', age=6}
User{name='Misaka', age=23}
User{name='mikoto', age=24}