Java集合框架之List(java集合框架主要有)

1.List集合概要 2.Iterable接口 1.概要 2.重要方法 forEach方法：对Collection集合中的每个对象进行消费 List<Student> list = Stream.generate(() -> new Student("张三", 23)).limit(100).col ... 1.List集合概要

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2.Iterable接口1.概要

2.重要方法forEach方法：对Collection集合中的每个对象进行消费List<Student> list = Stream.generate(() -> new Student("张三", 23)).limit(100).collect(Collectors.toList());list.forEach(System.out::println);spliterator方法：获取Spliterator迭代器3.Collection接口1.重要方法spliterator()：创建Spliteratorstream()：创建串行流StreamparallelStream()：创建并行流Stream4.RandomAccess接口1.概要

这是一种标识型接口，用于标识某个类具有某种功能特性的接口。

5.Vector1.Vector集合概要

Vector是一个线程安全的集合，其中的大部分方法都加了synchronized关键字。

2.重要变量Vector中重要的变量信息// 集合Vector存放对象的数组protected Object[] elementData;// 集合Vector存储的对象数量protected int elementCount;// elementData数组每次扩容的大小protected int capacityIncrement;3.Vector的扩容操作初始化Vector的扩容操作// 1. 指定了初始化容量和每次扩容时的增量// 则下次扩容为initialCapacity + capacity，依次类推public Vector(int initialCapacity, int capacityIncrement) { super(); if (initialCapacity < 0) throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+ initialCapacity); this.elementData = new Object[initialCapacity]; this.capacityIncrement = capacityIncrement;}// 2. 指定初始化容量和每次扩容时的增量为0// 则下次扩容为2 * initialCapacitypublic Vector(int initialCapacity) { this(initialCapacity, 0);}// 3.指定初始化容量为10，则下次扩容为20， 40...public Vector() { this(10);}向集合Vector添加对象，elementData数组容量不足时：2倍扩容// minCapacity为期望的elementData数组容量private void grow(int minCapacity) { int oldCapacity = elementData.length; // 客户指定的每次数组扩容大小超过0，则扩容为newCapacity = oldCapacity + capacityIncrement // 否则进行2倍扩容 int newCapacity = oldCapacity + ((capacityIncrement > 0) ? capacityIncrement : oldCapacity); // 确保数组扩容为期望的elementData数组容量 if (newCapacity - minCapacity < 0) newCapacity = minCapacity; if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0) newCapacity = hugeCapacity(minCapacity); elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);}客户端重新设置Vector的容量时，可能会进行扩容操作public synchronized void setSize(int newSize) { modCount++; // 新容量大于当前Vector集合中的对象数量则进行扩容 if (newSize > elementCount) { ensureCapacityHelper(newSize); } else { for (int i = newSize ; i < elementCount ; i++) { elementData[i] = null; } } elementCount = newSize;}6.ArrayList1.ArrayList概要

ArrayList是一个多线程环境下有些操作不安全的集合

2.ArrayList集合中重要的常量和变量// 默认的初始化数组容量private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};// 存放集合ArrayList中的对象的数组transient Object[] elementData;// 集合ArrayList中包含的对象数量private int size;3.ArrayList集合的初始化操作// 使用指定的初始化容量进行初始化public ArrayList(int initialCapacity) { if (initialCapacity > 0) { this.elementData = new Object[initialCapacity]; } else if (initialCapacity == 0) { this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA; } else { throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+ initialCapacity); }}// 构造一个长度为0的ArrayList集合，// 后面使用add方法添加元素会将elementData扩容成长度为10的数组public ArrayList() { this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;}// 根据另一个集合构造ArrayListpublic ArrayList(Collection<? extends E> c) { elementData = c.toArray(); if ((size = elementData.length) != 0) { // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652) if (elementData.getClass() != Object[].class) elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class); } else { // replace with empty array. this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA; }}4.ArrayList的扩容操作扩容：按照1.5倍扩容// minCapacity为期望的数组最低容量（即原数组容量 + 1）private void grow(int minCapacity) { int oldCapacity = elementData.length; // 1.5倍进行扩容 int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1); // 确保容器达到最低容量10，最低下限 if (newCapacity - minCapacity < 0) newCapacity = minCapacity; // 确保容器的最大容量，最大上限 if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0) newCapacity = hugeCapacity(minCapacity); // minCapacity is usually close to size, so this is a win: elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);}5.ArrayList内部数组的移动操作移动数组元素的操作都是通过System.arraycopy这个本地方法完成。6.ArrayList的删除操作removeIf删除操作removeIf方法中使用BitSet根据相应的位标记需要删除的元素。// size为容器中的元素个数final BitSet removeSet = new BitSet(size);final int size = this.size;for (int i=0; modCount == expectedModCount && i < size; i++) { @SuppressWarnings("unchecked") final E element = (E) elementData[i]; if (filter.test(element)) { // 需要删除的元素标记为1 removeSet.set(i); // 统计需要删除的元素个数 removeCount++; }}7.Vector和ArrayList的对比两者的内部结构都是数组。Vector集合默认采用当前容量的1倍大小进行扩容，且可以指定一个固定的扩容增量；ArrayList再进行扩容操作时会将当前容量增大50%。Vector集合大大部分操作都是线程安全的，但是使用的是synchronized锁，锁的粒度太过粗放，保证线程安全性不推荐使用Vector；ArrayList集合不是线程安全的，在多线程环境下不能使用它。Vector集合在序列化的过程中，当前elementData数组中多余的索引位被序列化，产生不必要的性能消耗；在对ArrayList集合进行序列化时，只会对elementData数组中已使用的索引位进行序列化，未使用的索引位不会被序列化；相对地，在原ArrayList集合中已被序列化的各个数据对象被反序列化成新的ArrayList集合中的数据对象时，新的elementData数组不会产生多余的容量，只有在下一次被要求向该集合中添加数据对象时，才会开始新一轮的扩容操作。7.Stack1.Stack概要

2.Stack和Vector的对比Stack继承自Vector，内部结构都是数组，都存在数组扩容的问题，每次将数组容量增大一倍的方式不灵活。两者都是线程安全的，但是不推荐使用。已经被LinkedBlockingQueue和CopyOnWriteArrayList等替代。两者没有针对序列化过程和反序列化过程进行任何优化，而工作效果相似的ArrayDeque集合、ArrayList集合都对序列化过程的反序列化过程进行了优化。8.LinkedList1.LinkedList集合的继承体系

2.LinkedList中重要的变量LinkedList底层由双向链表实现// 集合LinkedList的对象个数transient int size = 0;// 指向头节点（双向链表的第一个节点）transient Node<E> first;// 指向尾节点（双向链表的最后一个节点）transient Node<E> first;// 双链表节点结构private static class Node<E> { // 节点存储的元素 E item; // 指向下一个节点 Node<E> next; // 指向前一个节点 Node<E> prev;}3.LinkedList集合的添加操作linkFirst(E e)：在双链表头部插入一个新节点linkLast(E e)：在双链表尾部插入一个新节点linkBefore(E e, Node succ)：在指定节点前插入一个新节点4.LinkedList集合的移除操作unlinkFirst(Node f)：移除双链表的第一个节点unlinkLast(Node l)：移除双链表的最后一个节点unlink(Node x)：移除双链表的指定节点5.LinkedList的查找操作查询指定索引位置的节点// 根据索引和集合长度的一半对比，来决定在头部还是尾部开始搜索。Node<E> node(int index) { // assert isElementIndex(index); if (index < (size >> 1)) { Node<E> x = first; for (int i = 0; i < index; i++) x = x.next; return x; } else { Node<E> x = last; for (int i = size - 1; i > index; i--) x = x.prev; return x; }}6.LinkedList和ArrayList的对比基于数组结构的ArrayList的删除和插入操作效率不高，需要考虑数组扩容元素复制、移动数组元素的问题；基于双向链表的LinkedList的插入和修改操作需要考虑查询索引位的节点的时间消耗，如果在靠近双向链表的中间位置插入新的节点，则找到正确的索引位置节点的时间复杂度为o(n)。ArrayList集合支持随机访问，所以查询的效率很高，时间复杂度为O(1)；LinkedList集合的查询操作时间复杂度为o(n);