java list 存储不重复 java集合list存储对象

导读:

本篇是JAVA基础系列的第11篇，主要总结了Java 中集合相关知识点，集合是java中非常重要的一部分内容，我们今天先梳理一下基础的Collection及List相关的知识。

1.集合概述

为了保存数量不确定的数据，以及保存具有映射关系的数据，Java 提供了集合类。集合类主要负责保存、盛装其他数据，因此集合类也被称为容器类。Java 所有的集合类都位于 java.util 包下，提供了一个表示和操作对象集合的统一构架，包含大量集合接口，以及这些接口的实现类和操作它们的算法。

集合和数组既然都是容器，它们有啥区别呢，为什么使用集合？

1. 数组的长度是固定的。集合的长度是可变的。
2. 数组中存储的是同一类型的元素，可以存储基本数据类型值。集合存储的都是对象。而且对象的类型可以不一致。在开发中一般当对象多的时候，使用集合进行存储。

集合按照其存储结构可以分为两大类，分别是单列集合 java.util.Collection 和双列集合 java.util.Map 。

Collection接口基本结构图示：

Map接口基本结构图示：

黄色块为集合的接口，蓝色块为集合的实现类

Java集合接口的作用

接口名称	作  用
Iterator 接口	集合的输出接口，主要用于遍历输出（即迭代访问）Collection 集合中的元素，Iterator 对象被称之为迭代器。迭代器接口是集合接口的父接口，实现类实现 Collection 时就必须实现 Iterator 接口。
Collection 接口	是 List、Set 和 Queue 的父接口，是存放一组单值的最大接口。所谓的单值是指集合中的每个元素都是一个对象。一般很少直接使用此接口直接操作。
Queue 接口	Queue 是 Java 提供的队列实现，有点类似于 List。
Dueue 接口	是 Queue 的一个子接口，为双向队列。
List 接口	是最常用的接口。是有序集合，允许有相同的元素。使用 List 能够精确地控制每个元素插入的位置，用户能够使用索引（元素在 List 中的位置，类似于数组下标）来访问 List 中的元素，与数组类似。
Set 接口	不能包含重复的元素。
Map 接口	是存放一对值的最大接口，即接口中的每个元素都是一对，以 key➡value 的形式保存。

Java集合实现类的作用

类名称	作用
HashSet	为优化査询速度而设计的 Set。它是基于 HashMap 实现的，HashSet 底层使用 HashMap 来保存所有元素，实现比较简单
TreeSet	实现了 Set 接口，是一个有序的 Set，这样就能从 Set 里面提取一个有序序列
ArrayList	一个用数组实现的 List，能进行快速的随机访问，效率高而且实现了可变大小的数组
ArrayDueue	是一个基于数组实现的双端队列，按“先进先出”的方式操作集合元素
LinkedList	对顺序访问进行了优化，但随机访问的速度相对较慢。此外它还有 addFirst()、addLast()、getFirst()、getLast()、removeFirst() 和 removeLast() 等方法，能把它当成栈（Stack）或队列（Queue）来用
HsahMap	按哈希算法来存取键对象
TreeMap	可以对键对象进行排序

2.Collection接口

Collection 接口是 List、Set 和 Queue 接口的父接口，通常情况下不被直接使用。Collection 接口定义了一些通用的方法，通过这些方法可以实现对集合的基本操作。定义的方法既可用于操作 Set 集合，也可用于操作 List 和 Queue 集合。

Collection接口的常用方法

方法名称	说明
boolean add(E e)	向集合中添加一个元素，如果集合对象被添加操作改变了，则返回 true。E 是元素的数据类型
boolean addAll(Collection c)	向集合中添加集合 c 中的所有元素，如果集合对象被添加操作改变了，则返回 true。
void clear()	清除集合中的所有元素，将集合长度变为 0。
boolean contains(Object o)	判断集合中是否存在指定元素
boolean containsAll(Collection c)	判断集合中是否包含集合 c 中的所有元素
boolean isEmpty()	判断集合是否为空
Iterator<E>iterator()	返回一个 Iterator 对象，用于遍历集合中的元素
boolean remove(Object o)	从集合中删除一个指定元素，当集合中包含了一个或多个元素 o 时，该方法只删除第一个符合条件的元素，该方法将返回 true。
boolean removeAll(Collection c)	从集合中删除所有在集合 c 中出现的元素（相当于把调用该方法的集合减去集合 c）。如果该操作改变了调用该方法的集合，则该方法返回 true。
boolean retainAll(Collection c)	从集合中删除集合 c 里不包含的元素（相当于把调用该方法的集合变成该集合和集合 c 的交集），如果该操作改变了调用该方法的集合，则该方法返回 true。
int size()	返回集合中元素的个数
Object[] toArray()	把集合转换为一个数组，所有的集合元素变成对应的数组元素。

3.List类

List 是一个有序、可重复的集合，集合中每个元素都有其对应的顺序索引。List 集合允许使用重复元素，可以通过索引来访问指定位置的集合元素。List 集合默认按元素的添加顺序设置元素的索引，第一个添加到 List 集合中的元素的索引为 0，第二个为 1，依此类推。

List 实现了 Collection 接口，它主要有两个常用的实现类：ArrayList 类和 LinkedList 类。

ArrayList类和 LinkedList类的区别是：数据结构不同，效率不同，自由性不同，主要控件开销不同。

1. 数据结构不同：ArrayList是Array(动态数组)的数据结构，LinkedList是Link(链表)的数据结构。
2. 效率不同：当随机访问List（get和set操作）时，ArrayList比LinkedList的效率更高，因为LinkedList是线性的数据存储方式，所以需要移动指针从前往后依次查找。当对数据进行增加和删除的操作(add和remove操作)时，LinkedList比ArrayList的效率更高，因为ArrayList是数组，所以在其中进行增删操作时，会对操作点之后所有数据的下标索引造成影响，需要进行数据的移动。
3. 自由性不同：ArrayList自由性较低，因为它需要手动的设置固定大小的容量，但是它的使用比较方便，只需要创建，然后添加数据，通过调用下标进行使用；而LinkedList自由性较高，能够动态的随数据量的变化而变化，但是它不便于使用。
4. 主要控件开销不同：ArrayList主要控件开销在于需要在lList列表预留一定空间；而LinkList主要控件开销在于需要存储节点信息以及节点指针。

4.ArrayList类

ArrayList 类实现了可变数组的大小，存储在内的数据称为元素。它还提供了快速基于索引访问元素的方式，对尾部成员的增加和删除支持较好。使用 ArrayList 创建的集合，允许对集合中的元素进行快速的随机访问，不过，向 ArrayList 中插入与删除元素的速度相对较慢。

ArrayList 类的常用构造方法有如下两种重载形式：

• ArrayList()：构造一个初始容量为 10 的空列表。
• ArrayList(Collection<?extends E>c)：构造一个包含指定 Collection 元素的列表，这些元素是按照该 Collection 的迭代器返回它们的顺序排列的。

ArrayList 类除了包含 Collection 接口中的所有方法之外，还包括 List 接口中提供的如表 1 所示的方法。

ArrayList类的常用方法

方法名称	说明
E get(int index)	获取此集合中指定索引位置的元素，E 为集合中元素的数据类型
int index(Object o)	返回此集合中第一次出现指定元素的索引，如果此集合不包含该元 素，则返回 -1
int lastIndexOf(Object o)	返回此集合中最后一次出现指定元素的索引，如果此集合不包含该 元素，则返回 -1
E set(int index, Eelement)	将此集合中指定索引位置的元素修改为 element 参数指定的对象。此方法返回此集合中指定索引位置的原元素
List<E> subList(int fromlndex, int tolndex)	返回一个新的集合，新集合中包含 fromlndex 和 tolndex 索引之间 的所有元素。包含 fromlndex 处的元素，不包含 tolndex 索引处的 元素

示例：

import java.util.ArrayList;
 
 public class ArrayListTest {
     public static void main(String[] args) {
         ArrayList<String> names = new ArrayList<String>();
         names.add("张三");//添加元素到 ArrayList 集合之中
         names.add("李四");
         names.add("王五");
         names.add("钱六");
         names.set(2, "韩七"); // 第一个参数为索引位置，第二个为要修改的值
         names.remove(3); // 删除第四个元素
         System.out.println(names.get(1));  // 访问第二个元素
         System.out.println(names.size());//计算 ArrayList 中的元素数量
         //遍历ArrayList数组
         for (int i = 0; i < names.size(); i++) {
             System.out.println(names.get(i));
        }
         for (String i : names) {
             System.out.println(i);
        }
    }
 }

5.LinkedList类

LinkedList 类采用链表结构保存对象，这种结构的优点是便于向集合中插入或者删除元素。需要频繁向集合中插入和删除元素时，使用 LinkedList 类比 ArrayList 类效果高，但是 LinkedList 类随机访问元素的速度则相对较慢。这里的随机访问是指检索集合中特定索引位置的元素。

LinkedList 类除了包含 Collection 接口和 List 接口中的所有方法之外，还特别提供了表 2 所示的方法。

LinkList类中的方法

方法名称	说明
void addFirst(E e)	将指定元素添加到此集合的开头
void addLast(E e)	将指定元素添加到此集合的末尾
E getFirst()	返回此集合的第一个元素
E getLast()	返回此集合的最后一个元素
E removeFirst()	删除此集合中的第一个元素
E removeLast()	删除此集合中的最后一个元素

示例:

// 引入 LinkedList 类
 import java.util.LinkedList;
 
 public class LinkedListTest {
     public static void main(String[] args) {
         LinkedList<String> names = new LinkedList<String>();
         names.add("张三");
         names.add("李四");
         names.add("王五");
         // 使用 addFirst() 在头部添加元素
         names.addFirst("钱六");
         // 使用 addLast() 在尾部添加元素
         names.addLast("韩七");
         // 使用 removeFirst() 移除头部元素
         names.removeFirst();
         // 使用 removeLast() 移除尾部元素
         names.removeLast();
         // 使用 getFirst() 获取头部元素
         System.out.println(names.getFirst());
         // 使用 getLast() 获取尾部元素
         System.out.println(names.getLast());
         // 迭代集合
         for (int size = names.size(), i = 0; i < size; i++) {
             System.out.println(names.get(i));
        }
         for (String i : names) {
             System.out.println(i);
        }
    }
 }