Java集合――Collection接口
摘要：本文主要介绍了Java集合的Collection接口。
概述
Collection是一个接口，是高度抽象出来的集合，它包含了集合的基本操作和属性。Collection包含了List和Set两大分支。
常用方法
添加单个元素：boolean add(Object object);
添加一个集合里的所有元素：boolean addAll(Collection<? extends E> collection);
删除单个元素：boolean remove(Object object);
删除指定集合里有的元素：boolean removeAll(Collection collection);
删除两个集合都有的元素：boolean retainAll(Collection collection);
判断是否包含某个元素：boolean contains(Object object);
判断是否包含指定集合的所有元素：boolean containsAll(Collection<?> collection);
判断集合是否为空：boolean isEmpty();
清除集合里的元素：void clear();
获取集合元素个数：int size();
将集合转换为数组：Object[] toArray();
将集合转换为指定类型的数组：<T> T[] toArray(T[] array);
获取集合迭代器：Iterator iterator();
集合同数组的比较
数组长度一旦固定，不能再改变，集合的长度是可以改变的。
数组只能保存相同类型的数据，集合可以保存指定类型或其子类型的数据。
数组在使用的时候相对比较麻烦，集合可以利用多种方法，还有工具类。
List接口
List接口继承自Collection接口，允许定义一个重复的有序集合，集合中的每个元素都有对应的一个索引，可以通过索引访问List中的元素。
实现List接口的实现类主要有：ArrayList、LinkedList、Vector、Stack。
特点
允许重复。
有序，取出的顺序和插入的顺序一致。
为每一个元素提供一个索引值，默认从0开始。
常用方法
在指定索引位置添加单个元素：void add(int index, Object object);
在指定索引位置添加一个集合：boolean addAll(int index, Collection<? extends E> collection);
获取指定位置的单个元素：Object get(int index);
获取指定元素的出现的第一个索引：int indexOf(Object object);
获取指定元素的出现的最后一个索引：int lastIndexOf(Object object);
获取指定位置的集合，包含起始位置，不包含结束位置：List<E> subList(int fromIndex, int toIndex);
获取集合迭代器：ListIterator<E> listIterator();
ArrayList类
特点
ArrayList是动态数组结构，也是我们最常用的集合，允许任何符合规则的元素插入，包括null。
ArrayList提供了索引机制，可以通过索引迅速查找元素，查找效率高。但是每次增加或删除元素时，身后的元素都要移动，所以增删效率低。
ArrayList的操作是非同步的，是线程不安全的。
扩容机制
数组结构都会有容量的概念，ArrayList的初始容量为10，加载因子是1，当快插入元素后长度超出原有长度时会进行扩增，扩容增量是0.5，扩增后容量为1.5倍，可使用方法手动扩容和缩减。
如果一开始就明确所插入元素的多少，最好指定一个初始容量值，避免过多的进行扩容操作而浪费时间和效率。
Vector类
特点
与ArrayList相似，它的操作与ArrayList几乎一样。
Vector是同步的，是线程安全的动态数组，但是效率低。
扩容机制
初识容量为10，加载因子为1，扩容增量是1，扩增后容量为原来长度的2倍，适用于数据量大的环境。
LinkedList类
特点
LinkedList是双向链表结构，额外提供了操作列表首尾元素的方法，因为不是数组结构，所以不存在扩容机制。
LinkedList使用了链表结构，通过修改前后两个元素的链接指向实现增加和删除操作，增删效率高，但是查找操作必须从开头或者结尾便利整个列表，所以查找效率低。
LinkedList的操作是非同步的，是线程不安全的。
特殊方法
在开头位置插入元素：void addFirst(Object object);
在结尾位置插入元素：void addLast(Object object);
删除开头位置的元素并返回：Object removeFirst();
删除结尾位置的元素并返回：Object removeLast();
获取开头位置的元素：Object getFirst();
获取结尾位置的元素：Object getLast();
Set接口
Set接口继承自Collection接口，允许定义一个不重复的无序集合，集合中只允许存在一个null值。
实现Set接口的实现类主要有：HashSet、LinkedHashSet、TreeSet。
特点
不可以重复，只能插入一个空值。
无序，不能保证插入的顺序和输出的顺序一致。
没有索引。
HashSet类
特点
HashSet的底层是HashMap。
HashSet使用了一个散列集存储数据，通过元素的Hash值进行排序，不能保证插入和输出的顺序一致。
HashSet不能插入重复的元素，只能存在一个null值。
HashSet内部通过哈希表进行排序，具有很好的查找和存取功能。
HashSet是非同步的，线程不安全。
扩容机制
和HashMap相同。
LinkedHashSet类
特点
LinkedHashSet继承自HashSet，其底层是基于LinkedHashMap来实现的。
LinkedHashSet使用链表维护元素的次序，同时根据元素的hash值来决定元素的存储位置，遍历集合时候，会以元素的添加顺序访问集合的元素。
LinkedHashSet不能插入重复的元素，只能存在一个null值。
LinkedHashSet插入性能略低于HashSet，但在迭代访问Set里的全部元素时有很好的性能。
LinkedHashSet是非同步的，线程不安全。
扩容机制
和HashMap相同。
TreeSet类
特点
TreeSet的底层是TreeMap。
TreeSet基于二叉树结构，可以实现自然排序。
TreeSet通过比较方法的返回值来判断元素是否相等，因此不能添加null的数据，不能添加重复元素，只能插入同一类型的数据。
TreeSet支持两种排序方式，自然排序和定制排序。
自动排序：添加自定义对象的时候，必须要实现Comparable接口，并要覆盖compareTo方法来自定义比较规则。
定制排序：创建TreeSet对象时，传入Comparator接口的实现类。要求Comparator接口的compare方法的返回值和两个元素的equals方法具有一致的返回值。