Java编程思想——第17章 容器深入研究（一）

　　这一章将学习散列机制是如何工作的，以及在使用散列容器时怎么样编写hashCode()和equals()方法。

一、容器分类

　　先上两张图 来概况完整的容器分类 再细说都为什么会有那些特性。

二、Collection的功能方法

int size();容器大小 

boolean isEmpty();容器内没有元素，返回true

boolean contains(Object o);容器内含有此参数，返回true

Iterator<E> iterator(); 返回一个Iterator<E> 用于遍历

Object[] toArray();返回一个包含所有容器中元素的数组

<T> T[] toArray(T[] a); 返回一个包含所有容器内元素的数组，但返回类型为T而不简单是Object

boolean add(E e);像容器添加内容添加失败返回false（可选的）

boolean remove(Object o);移除一个元素，成功返回true（可选的）

boolean containsAll(Collection<?> c);若包含参数中的所有元素，返回true

boolean addAll(Collection<? extends E> c);添加参数中所有元素，有任意元素添加成功则返回true（可选的）

boolean removeAll(Collection<?> c);一处参数中所有元素，有任何元素移除则返回true（可选的）

default boolean removeIf(Predicate<? super E> filter) * 1.8新增 移除满足参数参数条件的元素（可选的）
举例：names.removeIf(a->a.startsWith("徐")); 删除开头为徐的名字 strings.removeIf(a->a.equals("hello")); 删除hello这个元素。

boolean retainAll(Collection<?> c);只保存参数中元素，如果Collection发生变化返回true（可选的）

void clear();清空集合（可选的）

boolean equals(Object o);于其他集合对比是否相等

int hashCode();返回集合的哈希值：一个用来进行hash操作的整型代号

default Spliterator<E> spliterator()* 1.8新增 并行遍历迭代器 不影响主线程的遍历器 

举例：

    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new LinkedList<>();
        for (int i = 0; i < 20000; i++) {
            list.add("" + i);
        }
        list.spliterator().forEachRemaining(e -> System.out.println(e));
        System.err.println("end");
    }

输出结果：

default Stream<E> stream()返回一个顺序流

default Stream<E> parallelStream()返回一个并行流 
Java8新增Stream：Java8两大特性（一）——Stream注意：Collection中不包括随机访问所选元素的get()方法，因为Collection包括Set,而Set是自己维护内部顺序的，这使得随机访问没有意义，因此如果想访问Collection中的元素，就必须使用迭代器。

三、可选方法　

　　执行各种添加和移除操作在Collection中都是可选操作。这意味着实现类并不需要为这些方法提供功能定义。如果一个操作时可选的，编译器仍旧会严格要求你只能调用该接口中的方法，并且将Collection当作参数接受的大部分方法只会从该Collection中读取，而Collection的读取方法都是不可的。

　　为什么要将方法定义为可选呢？原因很简单 就是防止在设计中出现接口爆炸的情况。

未获支持的操作：

　　最常见的未获支持操作，都是源于背后有固定尺寸的数据结构支持的容器。比如：Arrays.asList()会生成一个List,它是基于固定大小的数组，仅支持那些不会改变数组大小的操作。任何会引起对底层数据结构的尺寸进行修改的方法 都会产生一个UnsupportedOperationException异常，以表示对未获支持操作的调用。应该把Arrays.asList（）的结果作为构造器的参数传递给任何Collection（或者使用addAll()）来生成可以使用所有方法的普通容器。

四、List的功能方法

　排除Collection已包含的方法外还增加了

boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c);从索引位置插入参数中元素

default void replaceAll(UnaryOperator<E> operator) *1.8新增 将几何中元素替换成参数中的 举例：

        List<Integer> list = new ArrayList();
        list.add(1);
        list.add(2);
        list.replaceAll(a -> a + 1);//将元素更新为+1的元素

default void sort(Comparator<? super E> c) c:自定义排序规则 举例：

        List<User> list = new ArrayList();
        list.add(u1);
        list.add(u2);
        list.sort((o1, o2) -> {
            Integer age1 = o1.getAge();
            Integer age2 = o2.getAge();
            return age1.compareTo(age2);
        }); //自定义年龄排序

E get(int index); 获取索引位置的元素

E set(int index, E element); 将元素放入索引位置

void add(int index, E element); 在索引位置增加元素

E remove(int index); 移除索引位置的元素

int indexOf(Object o); 返回元素第一次出现时的索引位置

int lastIndexOf(Object o); 返回元素最后一次出现时的索引位置

ListIterator<E> listIterator(); 迭代器

ListIterator<E> listIterator(int index); 从索引位置迭代

List<E> subList(int fromIndex, int toIndex); 按照索引开始结束位置截取
------LinkLIst独有的方法-------

public void addFirst(E e) 在首位增加

public void addLast(E e) 在尾部增加

public E removeFirst(E e) 移除首位

public E removeLast(E e) 移除尾部

这四个方法的合理利用可以利用LinkList实现栈（先进后出）和队列（先进先出）

五、Set和存储顺序

　　不同的Set实现具不同的行为，并且对于在特定的Set中放置的元素类型也有不同的要求。

　　Set(interface): 存入Set的每个元素都必须是唯一的，因为set不保存重复元素。加入Set的元素必须定义equals()方法以确保对象的唯一性。Set和Collection有完全一样的接口。Set接口不保证维护元素的次序。

　　HashSet *：为快速查找而设计的Set。存入HashSet的元素必须定义hashCode()。因为速度所以首选，神秘的排序。

　　TreeSet：保持次序的Set，底层为树结构。使用它可以从Set中提取有序的序列。元素必须实现Comparable接口。

　　LinkedHashSet：具有HashSet的查询速度,且内部使用链表维护元素顺序（插入顺序）。于是在使用迭代器遍历Set时，结果会按元素插入顺序显示，元素也必须实现hashCode()方法。

　　必须为Set创建equals()方法，只有HashSet和LinkHashSet需要hashCode()方法。但是良好的编程风格应该是重写equals()时跟着重写hashCode()。

如何为Set创建自定义元素类型：

class SetType {
    Integer i;

    String str;

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        return o instanceof SetType && (i.equals(((SetType) o).i)) && (str.equals(((SetType) o).str));
    }
}

class HashType extends SetType {
    /**
     * 这里涉及到如何重写hashCode：
     * 1.取一个初始值17
     * 2.对每一个重要字段（equals()方法里面比较的字段）进行一下操作：
     * a.filedHashValue = filed.hashCode();
     * b.result = result*31+filedHashValue;
     */
    @Override
    public int hashCode() {
        int result = 17;
        result = 31 * result + (i == null ? 0 : i.hashCode());
        result = 31 * result + (str == null ? 0 : str.hashCode());
        return result;
    }
}

class TreeType extends SetType implements Comparable<TreeType> {

    /**
     * compare要指定比较字段
     */
    @Override
    public int compareTo(TreeType arg) {
        return (arg.i < i ? -1 : (arg.i.equals(i) ? 0 : 1));
    }
}