Collection 集合类

ArrayList：

基于动态数组的List

它有两个重要的变量，size为存储的数据的个数、elementData 数组则是arraylist 的基础，因为他的内部就是通过这个数组来存储数据的。

private int size;

private transient Object[] elementData;

优点：

1，随机访问  调用get()、set()的时间复杂度为O(1),很高效

public E get(int index) {
        rangeCheck(index);

        return elementData(index); //内部通过数组索引获取数据，所以高效
 }

public E set(int index, E element) {
        rangeCheck(index);

        E oldValue = elementData(index);
        elementData[index] = element;
        return oldValue;
}

2，尾部添加  add（E e）E为泛型，影响因素为扩容，扩容大小为1.5倍，需要进行内部数组的复制

 public boolean add(E e) {
        ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
        elementData[size++] = e;
        return true;
 }

缺点：

1，删除数据的效率相对较低,时间复杂度O(n)  主要影响因素为数据移动和遍历数组

public boolean remove(Object o) {
        if (o == null) {
            for (int index = 0; index < size; index++)
                if (elementData[index] == null) { //遍历数组寻找元素，删除时索引之后的数据都要向前移动一位
                    fastRemove(index);
                    return true;
                }
        } else {
            for (int index = 0; index < size; index++)
                if (o.equals(elementData[index])) {
                    fastRemove(index);
                    return true;
                }
        }
        return false;
 }

    public E remove(int index) {
        rangeCheck(index);

        modCount++;
        E oldValue = elementData(index);

        int numMoved = size - index - 1;
        if (numMoved > 0)
            System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
                             numMoved); //删除时索引后的所有数据向前移动一位
        elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work

        return oldValue;
    }

2，头部添加元素  时间复杂度O(n) ，影响因素数据移动

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

        ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
        System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
                         size - index);  //索引及之后的数据都要向后移动一位
        elementData[index] = element;
        size++;
}

3, 查找元素  indexof() 时间复杂度O(n)，影响因素遍历数组

 public int indexOf(Object o) {
        if (o == null) {
            for (int i = 0; i < size; i++)
                if (elementData[i]==null)
                    return i;
        } else {
            for (int i = 0; i < size; i++)
                if (o.equals(elementData[i]))
                    return i;
        }
        return -1;
 }

 LinkedList:

基于双向链表

三个重要的变量，1、int size   2、Node<E> first   3、Node<E> last

size指LinkedList存储的元素的个数，first 指头结点，last 指尾结点

ArrayList 基于动态数组，需要分配特定的存储空间、内存地址连续。

LinkedList 基于双向链表，不需要分配特定存储空间、内存不连续，通过结点的头尾指针连接前后结点。

优点：

1，头部插入，删除效率高  时间复杂度O(1)  他不需要像ArrayList 那样要移动头部之后的所有元素

private void linkFirst(E e) {
        final Node<E> f = first;
        final Node<E> newNode = new Node<>(null, e, f); //新建一个结点，前结点为null，元素 e，后结点为 f
        first = newNode;
        if (f == null)
            last = newNode;
        else
            f.prev = newNode;
        size++;
        modCount++;
 }

 private E unlinkFirst(Node<E> f) {
        // assert f == first && f != null;
        final E element = f.item;
        final Node<E> next = f.next;
        f.item = null;
        f.next = null; // help GC,清空元素和尾指针
        first = next;  //此结点的后继结点置为头结点
        if (next == null)
            last = null;
        else
            next.prev = null; //
        size--;
        modCount++;
        return element;
}

2，尾部插入、删除  效率很高 时间复杂度O(1)，相对于ArrayList来说不用扩容

void linkLast(E e) {
        final Node<E> l = last;
        final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
        last = newNode;
        if (l == null)
            first = newNode;
        else
            l.next = newNode;
        size++;
        modCount++;
}

缺点：

1，随机访问  LinkedList的随机访问访问方面比较慢，时间复杂度O(n/2) 而ArrayList的随机访问为O（1）

Node<E> node(int index) {
        // assert isElementIndex(index);
　　　　// 访问时，先获取该位置的结点，然后返回结点的值
        if (index < (size >> 1)) { // 如果位置小于LinkedList元素个数的一半，则从头开始遍历，否则从后开始遍历，这也是时间复杂度为n/2的原因
            Node<E> x = first;
            for (int i = 0; i < index; i++)
                x = x.next;
            return x;
        } else {
            Node<E> x = last;
            for (int i = size - 1; i > index; i--)
                x = x.prev;
            return x;
}

2，查找元素  和ArrayList 一样需要遍历整个list，时间复杂度为O(n)

public int indexOf(Object o) {
        int index = 0;
        if (o == null) {
            for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
                if (x.item == null)
                    return index;
                index++;
            }
        } else {
            for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
                if (o.equals(x.item))
                    return index;
                index++;
            }
        }
        return -1;
    }

3,中间部分插入和删除  时间复杂度为O(n),影响原因需要先定位到指定元素。定位后修改的效率很高

 void linkBefore(E e, Node<E> succ) {
        // assert succ != null;
        final Node<E> pred = succ.prev;
        final Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, succ);
        succ.prev = newNode;
        if (pred == null)
            first = newNode;
        else
            pred.next = newNode;
        size++;
        modCount++;
    }

LinkedList在执行中间插入和删除时比ArrayList高效，随机访问反面比较逊色。

向前遍历List，不修改List对象本身，可以用foreach

Iterator 只能向前移动，可以用next(),和remove()联合起来删除List中的对象

 public static void main(String[] args) {
         List<Integer> iList=new ArrayList<>();
         for (int i = 0; i < 8; i++) {
             iList.add(i);
         }

         for (Integer i : iList) {
             System.out.println(i);
         }              //foreach 遍历list

         Iterator<Integer> iterator=iList.iterator();
         while (iterator.hasNext()) {
             iterator.next();
             iterator.remove();    //迭代器遍历list，并进行删除
         }
         System.out.println(iList);

     }

listIterator只能用于list类的访问，可以双向移动

TreeSet将元素储存在红-黑树，数据结构中。HashSet使用散列函数。LinkedHashSet使用散列和链表维护插入顺序。