Java集合类
一、 概述
集合类是java中常用的工具，使用频率最多的是Collection和Map两个接口的实现类，Collection存放多个单对象，而Map存放多个Key-value形式的键值对。
Collection又分成两大接口：List和Set，其最大的区别就是List容许存放重复的对象，而Set不行。常见的实现类参见下图：
图——Collection常见的实现类
在集合类的应用当中，我们需要注意以下几点：
- Collection的创建；
- Collection添加对象；
- Collection删除对象；
- 获取Collection当中单个对象；
- 遍历Collection中的对象；
- 判断对象是否存在于Collection中；
- Collection中对象的排序；
二、 ArrayList
2.1 创建ArrayList()
public ArrayList(int initialCapacity) {
super();
if (initialCapacity < 0)
throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
initialCapacity);
this.elementData = new Object[initialCapacity];
}super()为一个空方法，因此在创建ArrayList的最重要的语句是：
this.elementData = new Object[initialCapacity];
他实例化了一个Object数组，并且将该数组赋给了当前实例的elementData属性，此数组的大小由initialCapacity指定。因此可知ArrayList是由对象数组存放数据的。
2.2 添加对象：add(E)
添加一个对象即将该对象插入到elementData数组当中，但是当数据满时，需要对其进行扩容。
public boolean add(E e) {
ensureCapacity(size + 1); // Increments modCount!!
elementData[size++] = e;
return true;
}
public void ensureCapacity(int minCapacity) {
modCount++;
int oldCapacity = elementData.length;
if (minCapacity > oldCapacity) {
Object oldData[] = elementData;
int newCapacity = (oldCapacity * 3)/2 + 1;
if (newCapacity < minCapacity)
newCapacity= minCapacity;
// minCapacity is usually close to size, so this is awin:
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}
}当add(E)时，首先将当前ArrayList中的对象数量加1，赋值给变量minCapacity，然后将其与Object数组的大小进行比 较，如果minCapacity大，先将Object数组赋值给一个新的数组对象（oldData），然后生成一个新的数组容量值。新数组容量值为当前容 量的1.5倍再加1。最后调用Arrays.copyOf来生成新的数组对象。
如果想修改ArrayList的扩容策略，可继承ArrayList，并覆盖ensureCapacity方法。
2.3 添加对象：add(int,E)
将对象添加的到指定位置，那么就必须将该位置以后的所有数据向后移动一个位置。在这个过程中需要考虑数组容量的问题。
public void add(int index, E element) {
if (index > size || index < 0)
throw new IndexOutOfBoundsException(
"Index: "+index+",Size: "+size);
ensureCapacity(size+1); // Increments modCount!!
System.arraycopy(elementData,index, elementData, index + 1,
size - index);
elementData[index] = element;
size++;
}首先将指定位置后的数据移动一个位置：
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
size - index);
然后见预添加的对象插入到指定位置：
elementData[index] = element;
※知识点扩充※
arraycopy
publicstatic void arraycopy(Object src, int srcPos, Object dest, int destPos,int length)
从指定源数组中复制一个数组，复制从 指定的位置开始，到目标数组的指定位置结束。从 src 引用的源数组到 dest 引用的目标数组，数组组件的一个子序列被复制下来。被复制的组件的编号等于 length 参数。源数组中位置在 srcPos 到 srcPos+length-1 之间的组件被分别复制到目标数组中的 destPos 到 destPos+length-1 位置。
如果参数 src 和 dest 引用相同的数组对象，则复制的执行过程就好像首先将 srcPos 到 srcPos+length-1 位置的组件复制到一个带有 length 组件的临时数组，然后再将此临时数组的内容复制到目标数组的 destPos 到 destPos+length-1 位置一样。
2.4 删除对象：remove(E)
public boolean remove(Object o) {
if (o == null) {
for (int index = 0; index < size; index++)
if (elementData[index] == null) {
fastRemove(index);
return true;
}
} else {
for (int index = 0; index < size; index++)
if (o.equals(elementData[index])) {
fastRemove(index);
return true;
}
}
return false;
}重点关注：
fastRemove(index);
private void fastRemove(int index) {
modCount++;
int numMoved = size - index - 1;
if (numMoved > 0)
System.arraycopy(elementData,index+1, elementData, index,
numMoved);
elementData[--size] = null; // Let gc do its work
}获得预删除对象的位置（index），传入fastRemove，将index后所有数据向前移动一个单位，并且将最后一个数据设置为null，然gc对其进行回收。
Remove(E)比较耗时的步骤是：遍历数组与目标数据进行比较。
2.5 删除数据：remove(int)
public E remove(int index) {
RangeCheck(index);
modCount++;
EoldValue = (E) elementData[index];
int numMoved = size - index - 1;
if (numMoved > 0)
System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
numMoved);
elementData[--size] = null; // Letgc do its work
return oldValue;
}虽然remove(int)多了一步
RangeCheck(index);范围检测
但是不用对数据进行比较，因此remove(int)的效率比remove(E)的效率要高。
2.6 遍历对象：iterator()
关于iterator实例：
public Iterator iterator(){
return new Itr();
}每次调用iterator方法返回一个Itr实例，该实例包含属性
Cursor，
Cursor起到光标的作用，在hasNext中与当前数据的长度进行比较，如果相等则说明遍历完成，返回false。
public boolean hasNext() {
return cursor != size();
}Iterator实例还包含属性
expectedModCount
expecteModeCount描述了在创建iterator时ArrayList实例的状态，即获取那时modCount的值。
public E next() {
checkForComodification();
try {
Enext = get(cursor);
lastRet = cursor++;
return next;
} catch (IndexOutOfBoundsException e) {
checkForComodification();
throw newNoSuchElementException();
}
}对ArrayList实例中对象数组的大小产生影响的动作将会影响实例的modCount属性，在next方法中，需要iterator持有的 expecteModeCount与当前的modCount进行比较，若不相同则说明在iterator遍历的过程中ArrayList实例发生了变化 （对象数组长度发生变化）。该功能由checkForComodfication方法执行：
final void checkForComodification() {
if (modCount != expectedModCount)
throw newConcurrentModificationException();
}
}因此在使用iterator对ArrayList实例进行遍历的过程中，不能使用add、remove等方法。
2.7 判断存在或获取位置
Contains(E)、indexOf、lastIndexOf无非都是对对象数组的遍历和数据之间的比较，不做过多说明。
2.8 注意点
- ArrayList是无容量限制的。
- ArrayList在删除数据时并不会减小数组的容量，如果想要减少数组容量可以使用trimToSize方法。
- 在查找数据时，遍历数组，对非null的数据使用的是equal进行比较。
- ArrayList是非线程安全的。
