【進階篇-Day9：JAVA中單列集合Collection、List、ArrayList、LinkedList的介紹】

目錄

  • 1、集合的介紹
    • 1.1 概念
    • 1.2 集合的分類
  • 2、單列集合：Collection
    • 2.1 Collection的使用
    • 2.2 集合的通用遍歷方式
      • `2.2.1 迭代器遍歷：`
        • （1）例子：
        • （2）迭代器遍歷的原理：
        • （3）迭代器源碼分析：
        • （4）總結：
      • `2.2.2 增強for循環遍歷：`
      • `2.2.3 foreach遍歷：`
    • 2.3 List集合
      • （1）和索引相關的方法：
      • （2）list集合的遍歷方法：
    • 2.4 數據結構
      • 2.4.1 棧和隊列
      • 2.4.2 數組
      • 2.4.3 鏈表
      • 2.4.4 總結
    • 2.5 ArrayList類和LinkedList類
      • 2.5.1 ArrayList類：
        • （1）ArrayList長度可變原理：
      • 2.5.2 LinkedList類：

1、集合的介紹

1.1 概念

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1.2 集合的分類

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注：集合分為單列集合 和 雙列集合

  • 單列集合：一次添加一個元素，實現了Collection接口。
  • 雙列集合：一次添加兩個元素，實現了Map接口。

2、單列集合：Collection

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注：Collection集合，可以分為List集合 和 Set集合

  • List集合：存取有序、有索引、可以存儲重復的元素。
  • Set集合：存取無序、沒有索引、不可以存儲重復的元素。

2.1 Collection的使用

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package com.itheima.collection;import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;public class CollectionTest1 {/*** Collection的常用方法：*     public boolean add(E e):把給定的對象添加到當前集合中*     public void clear():清空集合中所有的元素*     public boolean isEmpty():判斷當前集合是否為空*     public boolean remove(E e):把給定的對象在當前集合中刪除*     public boolean contains(Object obj):判斷當前集合中是否包含給定的對象*     public int size():返回集合中元素的個數（集合的長度）**/public static void main(String[] args) {//以多態的形式創建集合對象，調用單列集合中的共有方法Collection<String> c = new ArrayList<>();//1、add(E e):把給定的對象添加到當前集合中boolean b1 = c.add("張三");boolean b2 = c.add("李四");boolean b3 = c.add("王五");System.out.println(b1);//true 返回是否添加成功的狀態System.out.println(b2);//trueSystem.out.println(b3);//trueSystem.out.println(c);//[張三, 張三, 張三]//2、clear():清空集合中所有的元素c.clear();System.out.println(c);//[]//3、isEmpty():判斷當前集合是否為空System.out.println(c.isEmpty());//true//4、remove(E e):把給定的對象在當前集合中刪除c.add("馬四");c.add("趙武");boolean remove = c.remove("馬四");//返回值為是否刪除成功的標記：刪除存在的對象則返回true，刪除不存在的對象則返回falseSystem.out.println(c);//[趙武] 可以發現馬四已經被刪除了//5、contains(Object obj):判斷當前集合中是否包含給定的對象boolean contains1 = c.contains("平平");System.out.println(contains1);//false 不包含則返回falseboolean contains2 = c.contains("趙武");System.out.println(contains2);//true 包含則返回true//6、size():返回集合中元素的個數（集合的長度）System.out.println(c.size());//1}
}

2.2 集合的通用遍歷方式

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2.2.1 迭代器遍歷：

（1）例子：
package com.itheima.collection;import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Iterator;public class CollectionTest3 {/*** public Iterator<E> iterator():獲取遍歷集合的迭代器*     1、public E next():從集合中獲取一個元素*          注：如果next()調用超過了集合的大小，就會出現 NoSuchElementException 異常*     2、public boolean hasNext():如果任有元素可以迭代，則返回true*/public static void main(String[] args) {Collection<Student> c = new ArrayList<>();Student s1 = new Student("張三", 11);//Student是自定義創建的類Student s2 = new Student("李四", 21);Student s3 = new Student("王五", 31);//添加三個對象c.add(s1);c.add(s2);c.add(s3);//1、獲取迭代器Iterator<Student> iterator = c.iterator();//2、循環判斷集合中是否還有元素while (iterator.hasNext()){////3、調用next方法，從集合中獲取一個元素Student next = iterator.next();System.out.println(next);}}
}
（2）迭代器遍歷的原理：

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總結：next()方法取出一個元素后，指針會向后移動一位。

（3）迭代器源碼分析：

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（4）總結：

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2.2.2 增強for循環遍歷：

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package com.itheima.collection;import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;public class CollectionTest4 {/*** 使用增強for循環遍歷**/public static void main(String[] args) {Collection<Student> c = new ArrayList<>();Student s1 = new Student("張三", 11);//Student是自定義創建的類Student s2 = new Student("李四", 21);Student s3 = new Student("王五", 31);//添加三個對象c.add(s1);c.add(s2);c.add(s3);//使用增強for循環遍歷for (Student s : c){System.out.println(s);}}
}

注：增強for循環的遍歷方式，其實就是迭代器遍歷，當編譯成字節碼文件后，發現增強for循環代碼就會轉換為迭代器遍歷方式。

2.2.3 foreach遍歷：

package com.itheima.collection;import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.function.Consumer;public class CollectionTest4 {public static void main(String[] args) {Collection<Student> c = new ArrayList<>();Student s1 = new Student("張三", 11);//Student是自定義創建的類Student s2 = new Student("李四", 21);Student s3 = new Student("王五", 31);//添加三個對象c.add(s1);c.add(s2);c.add(s3);//使用foreach方法遍歷c.forEach(e-> System.out.println(e));}
}

注：foreach底層也是迭代器遍歷。

2.3 List集合

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（1）和索引相關的方法：

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package com.itheima.collection.list;import java.util.ArrayList;
import java.util.List;public class ListDemo1 {/*** List接口的特點：存取有序、有索引、可以存儲重復* 和索引有關的API:*     public void add(int index, E element):在指定的索引位置，添加元素*     public E set(int index, E element):根據索引修改集合中的元素*     public E remove(int index):根據索引刪除集合中的元素*     public E get(int index):返回指定索引處的元素*/public static void main(String[] args) {List<String> list = new ArrayList<>();//1、add(int index, E element):在指定的索引位置，添加元素list.add("lisi");list.add("wangwu");list.add("maliu");list.add(1, "lisi");//在1號位置添加元素，原來1號位置及后面的元素都向后移動一位System.out.println(list);//[lisi, lisi, wangwu, maliu]//2、set(int index, E element):根據索引修改集合中的元素list.set(1, "馬四");//修改索引為1的元素為馬四System.out.println(list);//[lisi, 馬四, wangwu, maliu]//3、remove(int index):根據索引刪除集合中的元素list.remove(1);//刪除索引為1的元素System.out.println(list);//[lisi, wangwu, maliu]//4、get(int index):返回指定索引處的元素System.out.println(list.get(1));//wangwu 獲取索引為1的元素}
}

注意：remove()方法，如果list集合中存儲的本身就是int類型，那么刪除時會被當做索引，因此需要手動裝箱，如下例子：

package com.itheima.collection.list;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class ListDemo {List<Integer> ll = new ArrayList<>();ll.add(111);ll.add(222);ll.add(333);
//        ll.remove(222);//222會被當作索引，這里就會報空指針，手動裝箱，如下ll.remove(Integer.valueOf(222));System.out.println(ll);//[111, 333]}
}

（2）list集合的遍歷方法：

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package com.itheima.collection.list;import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
import java.util.ListIterator;public class ListDemo2 {/*** List集合的遍歷方式：*     1、普通for循環*     2、迭代器遍歷*     3、增強for循環*     4、foreach方法*     5、ListIterator（List集合特有的迭代器）**/public static void main(String[] args) {List<String> list = new ArrayList<>();list.add("111");list.add("222");list.add("333");list.add("444");//1、普通for循環for (int i = 0; i < list.size(); i++) {System.out.println(list.get(i));}System.out.println("--------------------");//2、迭代器遍歷Iterator<String> iterator = list.iterator();while (iterator.hasNext()){System.out.println(iterator.next());}System.out.println("--------------------");//3、增強for循環for (String s : list){System.out.println(s);}System.out.println("--------------------");//4、foreach方法list.forEach(item -> System.out.println(item));System.out.println("--------------------");//5、ListIterator（List集合特有的迭代器）ListIterator<String> listIterator = list.listIterator();while (listIterator.hasNext()){System.out.println(listIterator.next());}//上述ListIterator遍歷和正常的一樣，不一樣的是可以倒敘遍歷，同時增加了add()方法while (listIterator.hasPrevious()){System.out.println(listIterator.previous());}}
}

注意：在遍歷過程中做刪除、增加操作，可能會發生并發修改異常。
在這里插入圖片描述
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package com.itheima.collection.list;import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.ListIterator;/*** Title: ListDemo3* Describe: 類的功能* Name: masizhou* Date: 2024/7/13* Copyright: @2022 by masizhou*/public class ListDemo3 {/*** 在遍歷過程中，如果有添加、刪除元素操作時，會出現并發修改異常：ConcurrentModificationException* 【場景】：使用[迭代器]遍歷集合的過程中，調用了[集合對象]的添加，刪除方法，機會出現此異常* 【解決方案】：迭代器的遍歷過程中，不允許使用集合對象的添加或刪除，那就是用迭代器，自己的添加或刪除方法*              刪除方法：普通的迭代器有*              添加方法：普通的迭代器沒有，需要使用list集合特有的迭代器**/public static void main(String[] args) {List<String> list = new ArrayList<>();list.add("aaa");list.add("bbb");list.add("ccc");list.add("ddd");/*下面代碼使用的是增強for循環，其實底層也是使用迭代器的方法，但這個時候增加和刪除只能拿到集合的方法，沒法使用迭代器的方法【解決方法】：手寫迭代器進行遍歷---這就是為啥手寫迭代器遍歷雖然麻煩，但是有特定使用的場景*/
//        for (String s : list){
//            list.remove("bbb");
//        }ListIterator<String> listIterator = list.listIterator();while (listIterator.hasNext()){String s = listIterator.next();if ("aaa".equals(s)){listIterator.remove();listIterator.add("我是增加的元素");}}System.out.println(list);//[我是增加的元素, bbb, ccc, ddd]}
}

注意：
（1）我們在寫代碼，在遍歷過程中需要對一個集合做增加或者刪除操作時，一般會放在一個新的集合中，避免索引亂了的問題而導致空指針。
（2）但是為了節省內存，就是要操作原集合，那就使用迭代器的遍歷方法，然后用迭代器的add和remove方法做增加和刪除操作就可以解決這個問題。

2.4 數據結構

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2.4.1 棧和隊列

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2.4.2 數組

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2.4.3 鏈表

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2.4.4 總結

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2.5 ArrayList類和LinkedList類

2.5.1 ArrayList類：

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package com.itheima.collection.list;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;public class ListDemo3 {public static void main(String[] args) {List<String> list = new ArrayList<>();//多態list.add("aaa");list.add("bbb");System.out.println(list);}
}
（1）ArrayList長度可變原理：

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注意：
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2.5.2 LinkedList類：

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package com.itheima.collection.list;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;public class ListDemo4 {/*** LinkedList特有方法：*     public void addFirst(E e):頭部添加*     public void addLast(E e):尾部添加*     public E getFirst():獲取第一個*     public E getLast():獲取最后一個*     public E removeFirst():刪除第一個*     public E removeLast():刪除最后一個**/public static void main(String[] args) {LinkedList<String> linkedList = new LinkedList<>();linkedList.add("張三");linkedList.add("李四");linkedList.add("王五");//1、addFirst(E e):頭部添加linkedList.addFirst("瑪爾");System.out.println(linkedList);//[瑪爾, 張三, 李四, 王五]//2、addLast(E e):尾部添加linkedList.addLast("馬六");System.out.println(linkedList);//[瑪爾, 張三, 李四, 王五, 馬六]//3、getFirst():獲取第一個System.out.println(linkedList.getFirst());//瑪爾//4、getLast():獲取最后一個System.out.println(linkedList.getLast());//馬六//5、removeFirst():刪除第一個LinkedList<String> l1 = new LinkedList<>();l1.add("aaa");l1.add("bbb");l1.add("ccc");l1.add("ddd");//l1 = [aaa, bbb, ccc, ddd]l1.removeFirst();System.out.println(l1);//[bbb, ccc, ddd]//6、removeLast():刪除最后一個LinkedList<String> l2 = new LinkedList<>();l2.add("aaa");l2.add("bbb");l2.add("ccc");l2.add("ddd");//l2 = [aaa, bbb, ccc, ddd]l2.removeLast();System.out.println(l2);//[aaa, bbb, ccc]}
}

在這里插入圖片描述

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答：實際上就是從頭或者從尾部開始遍歷查找：

  • 如果索引比集合長度的一半小，則從頭找；
  • 如果索引比集合長度的一半大，則從尾找；

注意！！！
注意！！！
注意！！！
雙列集合在Day10里。。。

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