一、数据结构
想要掌握数据集合的各种类与方法，不妨先粗略地了解一下数据结构，也就是个各种集合储存数据的方式。
java是面向对象的语言，就好似自动档轿车，C语言好似手动档吉普。数据结构呢？是变速箱的工作原理。你完全可以不知道变速箱怎样工作，就把自动档的车子从 A点 开到 B点，而且未必就比懂得的人慢。写程序这件事，和开车一样，经验可以起到很大作用，但如果你不知道底层是怎么工作的，就永远只能开车，既不会修车，也不能造车。当然了，数据结构内容比较多，细细的学起来也是相对费功夫的，不可能达到一蹴而就。将常见的数据结构：堆栈、队列、数组、链表和红黑树 这几种介绍一下，作为数据结构的入门，了解一下它们的特点即可。
1.栈stack 仅允许在表的一端进行插入和删除操作，不允许在其他任何位置进行增删改查等操作。 先进后出，后进先出 栈的出口和入口都是栈的顶端（羽毛球筒） 2.队列 仅允许在表的一端进行插入，而在表的另一端进行删除。 先进先出 一端为出口，一端为入口（火车入隧道） 3.数组 是有序的元素序列，数组是在内存中开辟一段连续的空间，并在此空间存放元素 查找元素快，增删元素慢（通过克隆新数组来完成操作）。 4.链表 多个结点之间，通过地址进行连接。例如，多个人手拉手，每个人使用自己的右手拉住下个人的左手，依次类推，这样多个人就连在一起了。 * 查找元素慢：想查找某个元素，需要通过连接的节点，依次向后查找指定元素 * 增删元素快： * 增加元素：只需要修改连接下个元素的地址即可。 * 删除元素：只需要修改连接下个元素的地址即可。
数组增删演示图：
链表增删演示：
二、集合
2.1List接口
1.它是一个元素存取有序的集合。
2.它是一个带有索引的集合。
3.集合中允许存在重复的元素。
List接口中常用方法 List作为Collection集合的子接口，不但继承了Collection接口中的全部方法，而且还增加了一些根据元素索引来操作集合的特有方法，如下： - `public void add(int index, E element)`: 将指定的元素，添加到该集合中的指定位置上。 - `public E get(int index)`:返回集合中指定位置的元素。 - `public E remove(int index)`: 移除列表中指定位置的元素, 返回的是被移除的元素。 - `public E set(int index, E element)`:用指定元素替换集合中指定位置的元素,返回值的更新前的元素。 List集合特有的方法都是跟索引相关
ArrayList集合
`java.util.ArrayList`集合数据存储的结构是数组结构。元素增删慢，查找快，由于日常开发中使用最多的功能为查询数据、遍历数据，所以`ArrayList`是最常用的集合。
LinkedList集合
java.util.LinkedList`集合数据存储的结构是链表结构。方便元素添加、删除的集合。
> LinkedList是一个双向链表，那么双向链表是什么样子的呢，我们用个图了解下
实际开发中对一个集合元素的添加与删除经常涉及到首尾操作，而LinkedList提供了大量首尾操作的方法。这些方法我们作为了解即可： * `public void addFirst(E e)`:将指定元素插入此列表的开头。 * `public void addLast(E e)`:将指定元素添加到此列表的结尾。 * `public E getFirst()`:返回此列表的第一个元素。 * `public E getLast()`:返回此列表的最后一个元素。 * `public E removeFirst()`:移除并返回此列表的第一个元素。 * `public E removeLast()`:移除并返回此列表的最后一个元素。 * `public E pop()`:从此列表所表示的堆栈处弹出一个元素。 * `public void push(E e)`:将元素推入此列表所表示的堆栈。 * `public boolean isEmpty()`：如果列表不包含元素，则返回true。 LinkedList是List的子类，List中的方法LinkedList都是可以使用，这里就不做详细介绍，我们只需要了解LinkedList的特有方法即可。在开发时，LinkedList集合也可以作为堆栈，队列的结构使用。（了解即可）
2.2Set接口
`java.util.Set`接口和`java.util.List`接口一样，同样继承自`Collection`接口，它与`Collection`接口中的方法基本一致，并没有对`Collection`接口进行功能上的扩充，只是比`Collection`接口更加严格了。
与`List`接口不同的是，`Set`接口中元素无序，并且都会以某种规则保证存入的元素不出现重复。
> tips:Set集合取出元素的方式可以采用：迭代器、增强for。
HashSet集合
java.util.HashSet是Set接口的一个实现类，它所存储的元素是不可重复的，并且元素都是无序的（即存取顺序不一致）
`java.util.HashSet`底层的实现其实是一个`java.util.HashMap`支持，先做了解。
HashSet根据对象的hash值来确定元素在集合中的位置，因此具有良好的存取和查找性能。
保证元素唯一的方式依赖于：hashCode与equals方法。如果我们往集合中存放自定义的对象，那么保证其唯一，就必须复写hashCode和equals方法建立属于当前对象的比较方式。
HashSet存储自定义类型元素
给HashSet中存放自定义类型元素时，需要重写对象中的hashCode和equals方法，建立自己的比较方式，才能保证HashSet集合中的对象唯一
创建自定义Student类
~~~java
public class Student {
private String name;
private int age;
public Student() {
}
public Student(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
@Override
public boolean equals(Object o) {
if (this == o)
return true;
if (o == null || getClass() != o.getClass())
return false;
Student student = (Student) o;
return age == student.age &&
Objects.equals(name, student.name);
}
@Override
public int hashCode() {
return Objects.hash(name, age);
}
}
~~~
~~~java
public class HashSetDemo2 {
public static void main(String[] args) {
//创建集合对象 该集合中存储 Student类型对象
HashSet<Student> stuSet = new HashSet<Student>();
//存储
Student stu = new Student("于谦", 43);
stuSet.add(stu);
stuSet.add(new Student("郭德纲", 44));
stuSet.add(new Student("于谦", 43));
stuSet.add(new Student("郭麒麟", 23));
stuSet.add(stu);
for (Student stu2 : stuSet) {
System.out.println(stu2);
}
}
}
执行结果：
Student [name=郭德纲, age=44]
Student [name=于谦, age=43]
Student [name=郭麒麟, age=23]
~~~
LinkedHashSet集合
HashSet虽然能保证元素唯一，但储存的元素是无序的，为了保证有序我们要怎么办？
在HashSet下有一个子类
java.util.LinkedHashSet`，它是链表和哈希表组合的一个数据存储结构。
~~~java
public class LinkedHashSetDemo {
public static void main(String[] args) {
Set<String> set = new LinkedHashSet<String>();
set.add("bbb");
set.add("aaa");
set.add("abc");
set.add("bbc");
Iterator<String> it = set.iterator();
while (it.hasNext()) {
System.out.println(it.next());
}
}
}
结果：
bbb
aaa
abc
bbc
~~~
三、Collections
* `java.utils.Collections`是集合工具类，用来对集合进行操作。部分方法如下：
- `public static <T> boolean addAll(Collection<T> c, T... elements) `:往集合中添加一些元素。
- `public static void shuffle(List<?> list) 打乱顺序`:打乱集合顺序。
- `public static <T> void sort(List<T> list)`:将集合中元素按照默认规则排序。
- `public static <T> void sort(List<T> list，Comparator<? super T> )`:将集合中元素按照指定规则排序。
代码演示：
```java
public class CollectionsDemo {
public static void main(String[] args) {
ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
//原来写法
//list.add(12);
//list.add(14);
//list.add(15);
//list.add(1000);
//采用工具类 完成 往集合中添加元素
Collections.addAll(list, 5, 222, 1，2);
System.out.println(list);
//排序方法
Collections.sort(list);
System.out.println(list);
}
}
结果：
[5, 222, 1, 2]
[1, 2, 5, 222]
Comparator比较器
`public static <T> void sort(List<T> list)`这个方法完成的排序，实际上要求了被排序的类型需要实现Comparable接口完成比较的功能，在String类型上如下：
``java
public final class String implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {
```
String类实现了这个接口，并完成了比较规则的定义，但是这样就把这种规则写死了，那比如我想要字符串按照第一个字符降序排列，那么这样就要修改String的源代码，这是不可能的了，那么这个时候我们可以使用`public static <T> void sort(List<T> list，Comparator<? super T> )`方法灵活的完成
public int compare(String o1, String o2)`：比较其两个参数的顺序。
> 两个对象比较的结果有三种：大于，等于，小于。
>
> 如果要按照升序排序，
> 则o1 小于o2，返回（负数），相等返回0，01大于02返回（正数）
> 如果要按照降序排序
> 则o1 小于o2，返回（正数），相等返回0，01大于02返回（负数）
操作如下:
```java
public class CollectionsDemo3 {
public static void main(String[] args) {
ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();
list.add("cba");
list.add("aba");
list.add("sba");
list.add("nba");
//排序方法 按照第一个单词的降序
Collections.sort(list, new Comparator<String>() {
@Override
public int compare(String o1, String o2) {
return o2.charAt(0) - o1.charAt(0);
}
});
System.out.println(list);
}
}
```
结果如下：
```
[sba, nba, cba, aba]
```
简述Comparable和Comparator两个接口的区别。
**Comparable**：强行对实现它的每个类的对象进行整体排序。这种排序被称为类的自然排序，类的compareTo方法被称为它的自然比较方法。只能在类中实现compareTo()一次，不能经常修改类的代码实现自己想要的排序。实现此接口的对象列表（和数组）可以通过Collections.sort（和Arrays.sort）进行自动排序，对象可以用作有序映射中的键或有序集合中的元素，无需指定比较器。
**Comparator**强行对某个对象进行整体排序。可以将Comparator 传递给sort方法（如Collections.sort或 Arrays.sort），从而允许在排序顺序上实现精确控制。还可以使用Comparator来控制某些数据结构（如有序set或有序映射）的顺序，或者为那些没有自然顺序的对象collection提供排序。