集合类 collection接口 ArrayList

Posted 2020-10-19 heapStark

数组： 存储同一种数据类型的集合容器.
数组的特点：
1. 只能存储同一种数据类型的数据。
2. 一旦初始化，长度固定。 
3. 数组中的元素与元素之间的内存地址是连续的。
　　： Object类型的数组可以存储任意类型的数据。

集合：集合是存储对象数据的集合容器。
集合比数组的优势：
1. 集合可以存储任意类型的对象数据，数组只能存储同一种数据类型 的数据。
2. 集合的长度是会发生变化的，数组的长度是固定的。

Collection接口提供的方法：

forEach()默认实现:

    default void forEach(Consumer<? super T> action) {
        Objects.requireNonNull(action);
        for (T t : this) {
            action.accept(t);
        }
    }

 Spliterator<T> spliterator() 默认实现：

    default Spliterator<T> spliterator() {
        return Spliterators.spliteratorUnknownSize(iterator(), 0);
    }

 

 

提供的实现类继承关系如下：

------------| Collection 单例集合的根接口
----------------| List  如果是实现了List接口的集合类，具备的特点： 有序，可重复。 
-------------------| ArrayList  ArrayList 底层是维护了一个Object数组实现的。 特点： 查询速度快，增删慢。
-------------------| LinkedList LinkedList 底层是使用了链表数据结构实现的， 特点： 查询速度慢，增删快。
-------------------| Vector(了解即可)  底层也是维护了一个Object的数组实现的，实现与ArrayList是一样的，但是Vector是线程安全的，操作效率低。


----------------| Set  如果是实现了Set接口的集合类，具备的特点： 无序，不可重复。
-------------------| HashSet  底层是使用了哈希表来支持的，特点： 存取速度快. 
-------------------| TreeSet   如果元素具备自然顺序 的特性，那么就按照元素自然顺序的特性进行排序存储。

ArrayList  

ArrayList  继承关系如下：

RandomAccess为标记接口，表明for循环比Iterator迭代器循环具有更高的性能
List接口新增方法为：

• boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c);
• E get(int index);
• E set(int index, E element);
• void add(int index, E element);
• E remove(int index);
• int indexOf(Object o);
• int lastIndexOf(Object o);
• ListIterator<E> listIterator();
• ListIterator<E> listIterator(int index);
• List<E> subList(int fromIndex, int toIndex);

新增接口主要和List有关的随机访问有关系

ArrayList底层实现为Object数组，这也是泛型在数组上的缺陷，只能维护一个Object类型的数组。

扩容：首次初始化数组length为10，通常为1.5倍扩容，

　　　　　　elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);完成扩容和数组内容复制

会有系统调用的add操作：

    public void add(int index, E element) {
        rangeCheckForAdd(index);

        ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
        System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
                         size - index);
        elementData[index] = element;
        size++;
    }

    public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
        rangeCheckForAdd(index);

        Object[] a = c.toArray();
        int numNew = a.length;
        ensureCapacityInternal(size + numNew);  // Increments modCount

        int numMoved = size - index;
        if (numMoved > 0)
            System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + numNew,
                             numMoved);

        System.arraycopy(a, 0, elementData, index, numNew);
        size += numNew;
        return numNew != 0;
    }

    public Object[] toArray() {
        return Arrays.copyOf(elementData, size);
        
    }    

所有Collection具有公共的父接口Iterable，Iterable接口提供如下三个方法：

其中iterator()方法返回一个Iterator类型的对象，Iterator包含四个方法，支持快速失败

 Iterator构造方法：

int cursor;       // index of next element to return
        int lastRet = -1; // index of last element returned; -1 if no such
        int expectedModCount = modCount; // 任何修改列表的行为都将导致modCount变化从而跌倒失败

ListItr extends Itr：

        ListItr(int index) {
            super();
            cursor = index;
        }