【数据结构】初识集合深入剖析顺序表（Arraylist）

【数据结构】初识集合&深入剖析顺序表（Arraylist）

集合体系结构
集合的遍历
- 迭代器
- 增强for遍历
- lambda表达式
List接口中的增删查改
List的5种遍历
ArrayList详解
- ArrayList的创建
- ArrayList的增删查改
- ArrayList的遍历
- ArrayList的底层原理

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集合体系结构

Java集合框架主要由以下几个部分组成：

接口：这是集合框架的基础，定义了各种集合的基本操作，如添加、删除、查找等。主要的接口有Collection、List、Set、Queue、Map等。
实现类：这些类实现了集合框架中的接口，提供了具体的集合实现。例如，ArrayList、LinkedList实现了List接口，HashSet、TreeSet实现了Set接口，HashMap、TreeMap实现了Map接口等。
迭代器：迭代器（Iterator）允许程序员遍历集合中的元素，而无需了解集合底层的实现细节

同时，集合在Java中确实分为单列集合（Collection）和双列集合（Map）两大类，单列集合就是下图中左边的部分，每次存储一个元素，双列集合是由键（key）和值（value）组成的集合，也称为键值对集合
在这里插入图片描述
List系列集合：添加的元素是有序的，可重复，有索引的
Set系列集合：添加的元素是无序的，不重复，无索引的
由于这个特性，在添加元素时List系列集合允许元素重复，add返回值为true，set系列集合不允许元素重复，元素重复时add返回值为false
在这里插入图片描述
Collection是所有单列集合的父类接口，也就是它的功能所有的单列集合都可以用

contains方法底层是依赖equals方法进行判断的，所以，如果集合中存储的类型是自定义类型，就要重写equals方法，否则会直接调用Object类的equals方法

集合的遍历

迭代器

在这里插入图片描述
就相当于c语言中的指针，通过迭代器就可以实现集合的遍历

public static void main(String[] args) {Collection<String> c = new ArrayList<>();c.add("hello");c.add("world");Iterator<String> it = c.iterator();while(it.hasNext()){System.out.println(it.next());}}

注意：
如果已经遍历完最后一个元素，再强行往后遍历就会报错

迭代器遍历完毕，指针不会复位，如果要再遍历一遍，就要重新创建迭代器对象
循环中只能用一次next方法
迭代器遍历时，不会能用集合中的方法进行增加或者删除

增强for遍历

增强for底层就是迭代器，是为了简化迭代器的代码而出现的，所有的单列集合和数组才能用增强for来遍历
格式：
for(元素类型变量名：数组或集合){
}

public static void main(String[] args) {Collection<String> c = new ArrayList<>();c.add("aa");c.add("bb");c.add("cc");for(String s:c){System.out.print(s + " ");}}

注意：修改增强for中的变量，不会修改集合中的数据

public static void main(String[] args) {Collection<String> c = new ArrayList<>();c.add("aa");c.add("bb");c.add("cc");for(String s:c){s = "dd";}System.out.println(c);}

运行结果依然是之前集合中的内容
在这里插入图片描述

lambda表达式

lambda通过调用forEach方法实现的，先用匿名内部类的形式来实现一下

c.forEach(new Consumer<String>() {@Overridepublic void accept(String s) {System.out.println(s);}});

在此基础上就可以修改为lambda表达式

c.forEach((s)-> {System.out.println(s);});

此时，s的小括号和执行语句中的{}和;都可以进行省略

c.forEach(s-> System.out.println(s));

List接口中的增删查改

由于List接口继承了Collection接口，所以Collection中的方法List都可以使用，同时List还有特有的方法
在这里插入图片描述

public class ListDemo {public static void main(String[] args) {//通过实现类ArrayList创建ListList<Integer> list = new ArrayList<>();// 添加元素list.add(1);list.add(2);list.add(3);list.add(4);//删除1索引元素list.remove(1);Integer i = Integer.valueOf(1);//删除目标元素1list.remove(i);System.out.println(list);//修改目标元素list.set(0, 10);//获取目标元素int l = list.get(1);System.out.println(l);}
}

在删除元素的时候需要注意，如果是Integer类型的元素，传参之后就会区分不清是索引还是目标元素，就需要通过创建对象的方式，传入Integer类型的对象，以此和索引进行区分

List的5种遍历

public class ListDemo {public static void main(String[] args) {//通过实现类ArrayList创建ListList<Integer> list = new ArrayList<>();// 添加元素list.add(1);list.add(2);list.add(3);//迭代器Iterator<Integer> it = list.iterator();while (it.hasNext()){System.out.print(it.next() + " ");}//增强forfor(Integer i1:list){System.out.println(i1);}//lambda表达list.forEach((s)-> System.out.print(s + " "));//普通for循环for (int j = 0; j < list.size(); j++) {System.out.println(list.get(j));}//列表迭代器ListIterator<Integer> it2 = list.listIterator();while(it2.hasNext()){System.out.println(it2.next());}}
}

列表迭代器ListIterator接口继承了Iterator接口，因此ListIterator拥有Iterator的所有方法，并在此基础上增加了额外的功能。
在这里插入图片描述
使用列表迭代器进行遍历时，如果用到了添加元素的操作，应该通过迭代器的对象去调用add方法，用List的对象去调用就会报错

ListIterator<Integer> it2 = list.listIterator();while (it2.hasNext()) {System.out.println(it2.next());it2.add(100);list.add(101);//报错}

适用场景：
迭代器遍历：在遍历过程中需要删除元素
列表迭代器：在遍历过程中需要添加元素
增强for，lambda表达式：只作遍历使用
普通for：遍历时需要操作索引

ArrayList详解

ArrayList是一个广泛使用的集合类，它实现了List接口，提供了动态数组的功能，与普通的数组不同，ArrayList能够自动调整其大小以容纳新的元素。

ArrayList的创建

集合和数组的对比：
集合的长度可变，数组的长度固定
数组可以存基本数据类型和引用数据类型，集合只能存储引用数据类型，如果要存基本数据类型就需要将其转换为对应的包装类
创建ArrayList的对象时，是通过泛型来规定存储的类型

ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<>();

ArrayList的增删查改

ArrayList实现了List接口，所以List中的方法也可以使用
在这里插入图片描述

public class ArrayListExample {public static void main(String[] args) {// 创建一个ArrayList实例ArrayList<String> list = new ArrayList<>();// 添加元素list.add("Apple");list.add("Banana");list.add("Orange");// 打印ArrayListSystem.out.println("ArrayList: " + list);// 访问元素String fruit = list.get(1);System.out.println("访问第二个元素: " + fruit);// 修改元素list.set(1, "Mango");System.out.println("修改后的ArrayList: " + list);// 删除元素list.remove(2);System.out.println("删除元素后的ArrayList: " + list);// 获取大小int size = list.size();System.out.println("ArrayList的大小: " + size);// 遍历ArrayListSystem.out.print("遍历ArrayList: ");for (String item : list) {System.out.print(item + " ");}}
}

ArrayList的遍历

ArrayList也有非常多中遍历方式

ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<>();arrayList.add(1);arrayList.add(2);arrayList.add(3);//增强forfor (Integer integer : arrayList) {System.out.println(integer);}//普通forfor(int j = 0;j < arrayList.size();j++){System.out.println(arrayList.get(j));}//迭代器Iterator<Integer> it3 = arrayList.iterator();while (it.hasNext()) {System.out.println(it3.next());}//列表迭代器ListIterator<Integer> it4 = arrayList.listIterator();while (it3.hasNext()) {System.out.println(it4.next());}//lambda表达式list.forEach(s -> System.out.print(s + " "));