介绍
集合分为两种，一种是单列集合，一种是双列集合
单列集合中
List系列集合添加元素是有序，可重复，有索引的
set系列集合添加元素是无序，不可重复，无索引的
Collection是单列集合的祖宗接口，所以全部的单列集合都可以使用它的方法
Collection基本方法
add方法，添加元素 如果向List系列中添加元素，则必定返回true，因为List系列允许重复；如果向Set系列中添加，如果里边已经有了该元素，则返回false，反之返回true
clear，清空所有元素
remove，删除元素 因为Collection是接口，里面定义的是共性的方法，所以不能通过索引删除，只能通过元素的对象进行删除，如果有则删除成功，返回true，如果删除的元素不存在，则删除失败返回false
contains 判断当前集合中是否有xx对象，Array List的contains方法底层代码如下
可见，contains方法是依赖于equals方法来进行操作，所以，如果想判断 有没有 与给定的对象 内容相同 的 自定义类型的对象，则需要在javabean类中重写equals方法
Java中equals()方法的使用_java中equals的用法-CSDN博客
isEmpty方法，为空返回true，不为空返回flase
size方法，返回集合长度，即元素个数
迭代器
如果到了最后一位仍然进行it.next（），抛出异常NoSuchElementException
迭代器遍历完毕，指针不会复位
循环中只能用一次next方法，因为hasNext方法只能判断有无下一个，不能判断有没有下一个的下一个，所以下面会抛出NoSuchElementException的异常，如下 所以hasNext和next方法，要一对一的配套使用
迭代器遍历时，不能用集合的方法进行增加或删除（抛出ConcurrentModificationException——并发修改异常），但是可以用迭代器的方法进行删除（添加要用列表迭代器），如下
迭代器执行时底层代码如下 modCount为集合变化次数（增删次数）
Collection遍历方式
迭代器遍历
增强for循环遍历
Lambda表达式遍历
增强for遍历
增强for遍历的底层就是迭代器，为了简化迭代器的代码书写的
是在jdk5之后出现的，内部原理是个Iterator迭代器
所有的单列集合和数组才能用增强for遍历
里面的s仅仅是一个临时变量，修改s不会修改原本的集合p，即值的拷贝，（但如果元素是自定义类型，是会改变的————来自弹幕，待考证）
Lambda表达式遍历
JDK8开始
forEach底层如下，它遍历集合，并将每一个元素交给action下的accept方法，所以我们需要自己去写accept方法
而Consumer是个函数接口，所以需要自己去写这个accept方法
大致遍历代码如下
Lambda表达式的格式是 （） -> { }
List
基本方法
包括ArrayList，LinkedList，Vector
特点是，有序，有索引，可重复
remove有两种
1、直接删除 remove(Object o)
2、通过索引删除指定位置的元素 remove(int Index)
比如集合对象为 1、2、3 ，存在元素1，此时remove（1）调用的是删除方法2，删除之后变为 1、3
因为在调用方法时，如果出现了方法重载的情况，优先调用实参和形参类型一致的函数，而第一个删除方法，Object o 的形参，还需要将实参1进行装箱，再删除
但如果想删除元素1，除了remove（0）外，也可以进行手动装箱，再按照 “优先调用实参和形参类型一致的函数” 的原理，删除元素1
set返回的是被修改的元素，也就是修改的位置上，修改之前的元素
遍历方法
迭代器遍历
增强for循环遍历
Lambda表达式遍历
普通for遍历（因为List存在索引）
列表迭代器——————涉及两个函数hasPrevious（）和previous（）和一个东西 listIterator
package List;import java.util.ArrayList; import java.util.Iterator; import java.util.List; import java.util.ListIterator; import java.util.function.Consumer;public class ListDemo3 {public static void main(String[] args){List<String> list = new ArrayList<>();list.add("aaa");list.add("bbb");list.add("ccc");//普通迭代器遍历Iterator<String> it = list.iterator();while (it.hasNext()){String str = it.next();System.out.println(str);}System.out.println("=========================================");//增强for遍历for (String s:list){System.out.println(s);}System.out.println("=========================================");//forEach遍历list.forEach(new Consumer<String>() {@Overridepublic void accept(String s) {System.out.println(s);}});System.out.println("=========================================");//简化forEachlist.forEach(s-> System.out.println(s));System.out.println("=========================================");//普通for循环for (int i = 0; i < list.size(); i++) {System.out.println(list.get(i));}System.out.println("=========================================");//列表迭代器ListIterator<String> it1 = list.listIterator();while (it1.hasNext()){String str =it1.next();if("bbb".equals(str)){it1.add("qqq");}}System.out.println(list);} }
数据结构
双向链表在查询第N个元素时，可以先比较离头节点近还是尾节点近，进而加快查询速度
ArrayList
addALL是复制另一个ArrayList对象到当前ArrayList对象
底层原理
利用空参创建的集合，在底层创建一个长度为0的数组
添加第一个元素时，底层会创建一个长度为10的数组，过程如下图
jdk8源码 （grow为扩容代码）
如果长度为10的数组已经满了，执行下边的底层代码
比较原有长度/2和所添加的实际所需长度相比较，扩容大的长度，实际是新开一个数组，并将原数组的数据拷贝过去
LinkedList
底层是双向链表，查询慢，增删快
由于是双向链表，所以对首尾操作速度极快，所以多了很多对首尾进行操作的API
当对其添加元素时，涉及的函数和空间如下
泛型类
简介
JDK5引入，可以在编译阶段 约束 操作的数据类型，并进行检查
格式：<数据类型>
泛型只能支持引用数据类型，不能写基本类型
泛型优点
统一数据类型
把运行时期的问题提前到了编译期间，避免了强制类型转换可能出现的异常，因为在编译阶段类型就能确定下来
泛型擦除
Java中的泛型实际是伪泛型，当添加数据时，编译器会检查添加的数据是否是泛型的数据类型，添加进去后仍然转成Object类，然后强制转换成泛型的数据类型进行各种操作
在.java文件是真的泛型，但编译成.class文件后泛型则不再存在，这个过程叫泛型擦除
细节
不能写基本数据类型
指定泛型的具体类型后，传递数据时，可以传入该类类型或者其子类类型
如果不屑泛型，类型默认是Object
可以用到的地方
泛型类
泛型方法
泛型接口
(代码在Generics2到4)
通配符
泛型不具有继承性，但是数据具有继承性
通配符的符号是‘ ？ ’
二叉树
二叉树分类
二叉树 每个结点最多有两个分支
二叉查找树 每个结点最多有两个分支 左节点<当前节点<右节点
平衡二叉树 每个结点最多有两个分支 左节点<当前节点<右节点 每个节点的左子树和右子树，两者的高度差不超过1
平衡二叉树的旋转机制
关于平衡二叉树是如何形成的————是通过旋转机制保证 ”平衡“ 二字的
旋转机制分为两种，一种是左旋，一种是右旋，旋转时候是当添加节点后，该树不再平衡，然后才旋转
左旋
以下图为例
加入节点12后，平衡二叉树不再平衡
如此，变为
例2
加入节点12后，不再平衡，此时从添加的节点依次往上找，第一个不平衡的节点为7，于是左旋，10晋升为新的父节点
然后多出来的节点9，按照平衡二叉树的定义，分给7节点的右节点
模拟动画如下
右旋
与左旋轴对称
需要旋转的四种情况
左左
只需要一次右旋
左右
此时仅仅一次右旋是不行的
此时应该先将紫色部分进行一次左旋，然后再进行整体的一次右旋
右右
右左
先局部右旋，再整体左旋
总结
红黑树
介绍
红黑树是一种自动平衡的二叉查找树，又称平衡二叉B树
每个节点都有自己的颜色——红/黑
红黑树不是高度平衡的，它的平衡是通过红黑规则来实现的
红黑树的增删改查功能都很好
平衡二叉树和红黑树的差异
红黑规则
每个节点是红色或者黑色
根节点必须是黑色
如果一个节点没有子节点或者父节点，则该节点相应的指针属性值为Nil，这些Nil视为叶节点，每个叶节点(Nil)是黑色的
如果某一个节点是红色，那么它的子节点必须是黑色(不能出现两个红色节点相连的情况)
对每一个节点，从该节点到其所有后代叶节点的简单路径上，均包含相同数目的黑色节点 （后代，即子树上所有子节点 叶节点（即Nil） 简单路径：最直接就能到达，只能往前走不可回头的路径）
右侧红色圆圈为每个节点所存储的信息
添加节点的规则
添加节点时，默认是红色的，因为效率高（需要修改的次数少）
具体如下图
上图中，“将XX设置为当前节点再进行其他判断”————指的是，将这个节点当作你新添加的节点，然后重新来一遍此图的流程
Set
特点
无序（存进去的顺序和在里面存储的顺序不同，比如你先存的2，再存进去1，在里面1在2前面）
不重复
无索引
实现类
HashSet 无序，不重复，无索引
LinkedHashSet 有序，不重复，无索引
TreeSet 可排序，不重复，无索引
方法
Set是个接口，而且Set接口继承于Collection接口，里面的方法基本上与Collection的API一致
HashSet
底层是用哈希表来存储数据
哈希表
哈希表对于增删改查的性能都挺好
JDK8之前是 数组 链表 来实现哈希表
JDK8之后是 数组 链表 红黑树 来实现哈希表
哈希值
哈希值————对象的整数表现形式
往哈希表里存元素，元素的索引（元素在表里的位置）是根据哈希值来决定————int index = （数组长度 - 1）& 哈希值
哈希值是根据hashCode方法计算出的int类型的整数，该方法定义在Object类中，所有对象都可以调用
hashCode方法默认使用地址值进行计算哈希值，所以一般情况下，会重写hashCode方法，利用对象内部的属性值计算哈希表
对象的哈希值特点
如果没有重写hashCode方法，不同对象计算出的哈希值是不同的，因为每个对象地址值是不一样的
如果已经重写hashCode方法，不同的对象只要属性值相同，计算出的哈希值就是一样的
在小部分情况下，不同的属性值或者不同的地址值计算出来的哈希值也有可能一样（哈希碰撞）
哈希表底层创建原理
底层使用的数据结构
JDK8之前是 数组 链表 来实现哈希表
JDK8之后是 数组 链表 红黑树 来实现哈希表
创建——填充元素步骤
HashSet<String> hm = new HashSet<>();
1、创建一个默认长度为16，默认加载因子为0.75的名为table的一个数组
2、根据元素的哈希值跟数组的长度计算出应存入的位置 int index = （数组长度 - 1）& 哈希值
3、计算得出的索引index，如果此位置没有元素，为NULL，则直接把元素放进去
但如果此索引上已经有元素了，就会调用equals方法去比较对象内部的属性值
4、如果比较结果一样，则不存，如果不一样，则存进去，存的位置见下图
（挂在下面————即两者/多者形成链表，JDK8之前是插入链表头部——头插，JKD8之后是插入链表尾部——尾插，链表头部地址即为数组的那个索引的地址）
扩容步骤
当存入了数组长度*加载因子个元素时，数组长度会扩容到原来长度的两倍
比如最开始是默认长度为16，默认加载因子为0.75，当里边有16*0.75=12个元素时，数组长度会从16变为32
当链表长度＞8，而且数组长度 >= 64时，链表会自动转成红黑树，从而提高查找效率
注意点
JDK8以后，当链表长度超过8而且数组长度大于等于64时，自动转换为红黑树
如果集合中存储的是自定义对象，必须要重写hashCode和equals方法
HashSet为什么存和取顺序不一样
HashSet为什么没有索引
HashSet是利用什么机制保证数据去重的
利用HashCode方法和equals方法
一个是获取哈希值，一个是去比较内容是否相同
LinkHashSet
特点
有序（存储和取出的顺序一致），不重复，无索引
原理：底层数据结构是依然哈希表，只是每个元素又额外的多了一个双链表的机制 用来 记录存储的顺序
TreeSet
特点
不重复
无索引
可排序（按照元素的默认规则从小到大排序）——————对于默认数据类型可以这样，但对于自定义数据类型需要自己去写比较大小的规则
依次是 this<o this>o this==o
底层
基于红黑树实现排序，增删改查性能都很好
自定义数据类型的比较规则
一般使用默认排序，不符合需求才使用比较器排序
默认排序/自然排序
Javabean类实现Comparable接口，进而指定比较规则
this表示当前节点，o表示红黑树上每个节点，即当你在增加节点时，需要对每个节点都去调用这个方法，从而在最后判断出当前节点该放在红黑树的哪个地方，再然后进行红黑规则
比较器排序
创建TreeSet集合时，自定义Comparator比较器对象，指定比较规则
两者同时存在
如果默认排序和比较器排序都存在，排序时按比较器排序进行排序
使用场景
