标签：下标 当前 int 元素 Collection 数组 集合
目录集合
1. 数组的弊端
1. 数据类型一旦确定，只能存储对应类型数据【类型单一】
2. 容量无法修改
3. 配套方法少
集合！！！
1. 集合支持数据类型多样性，同时满足数据类型一致化 【泛型】
2. 集合数据存储容量不需要程序员关注，会自动的扩容或者调整
3. 方法众多！！！各种辅助工具，操作方便！！！【背方法】
2. Java 中集合的整体结构
interface Collection<E> Java中所有集合的总接口！！！
--| interface List<E> extends Collection<E>
List 接口，对应集合特征: 有序，可重复，存在【下标】操作
--| class ArrayList<E> implements List<E>
可变长数组结构，也是开发中使用较多的一种结构
--| class LinkedList<E> implements List<E>
双向链表结构【火车】
--| class Vector<E> implements List<E>
可变长数组结构，线程安全结构，效率低，是ArrayList的老版
--| interface Set<E> extends Collection<E>
Set 接口，对应集合特征: 无序，不可重复
--| class HashSet<E> implements Set<E>
底层数据存储结构为【哈希表 Excel】结构
--| class TreeSet<E> implements Set<E>
底层数据存储结构为【平衡二叉树】结构
3. Collection 接口常用方法
增
add(E e);
添加在实例化对象过程中约束泛型对应具体数据类型元素对象。
addAll(Collection<? extends E> c);
添加参数集合到当前调用方法集合中，要求参数集合对象存储数据类型必须是当前集合对象实例化过程中，约束泛
型对应具体数据类型，或者其他子类类型。
删
remove(Object obj);
在当前集合中，删除指定元素
removeAll(Collection<?> c);
在当前集合中，删除参数集合和当前集合的交集
retainAll(Collection<?> c);
在当前集合中，仅保留参数集合和当前集合的交集
clear();
清空当前集合中所有数据内容
查
int size();
当前集合中有效元素个数
boolean isEmpty();
判断当前集合是否为空
boolean contains(Object obj);
判断参数对象是否在当前集合中存在
boolean containsAll(Collection<?> c);
判断参数集合是否是当前集合的子集合
Object[] toArray();
返回当前集合中所有元素对象的Object类型数组
4. 补充知识点，泛型上限
addAll(Collection<? extends E> c);
class Animal {}
class Dog extends Animal {}
class Cat extends Animal {}
class Pig extends Animal {}
Collection<Animal>
Collection<? extends Animal> c
限制泛型的数据类型上限，要求集合中存储数据类型必须是 Animal类型或者其子类类型
? 泛型通配符
Collection<?> c
对于当前集合数据存储类型不限制
5. List集合
5.1 List 集合特征演示
有序
添加顺序和存储顺序一致，采用的存储方式为【尾插法】
可重复
元素允许出现重复情况！！！
List集合可以通过【下标/索引】方式操作使用！！！
5.2 List 常用方法
增
add(E e);
添加在实例化对象过程中约束泛型对应具体数据类型元素对象。
addAll(Collection<? extends E> c);
添加参数集合到当前调用方法集合中，要求参数集合对象存储数据类型必须是当前集合对象实例化过程中，约束泛
型对应具体数据类型，或者其他子类类型。
add(int index, E e);
在指定下标位置，添加在实例化对象过程中约束泛型对应具体数据类型元素对象。
addAll(int index, Collection<? extends E> c);
在指定下标位置，添加参数集合到当前调用方法集合中，要求参数集合对象存储数据类型必须是当前集合对象实例化
过程中，约束泛型对应具体数据类型，或者其他子类类型。
删
E remove(int index);
在当前List集合中，删除指定下标元素，返回值是被删除元素对象本身
remove(Object obj);
在当前集合中，删除指定元素
removeAll(Collection<?> c);
在当前集合中，删除参数集合和当前集合的交集
retainAll(Collection<?> c);
在当前集合中，仅保留参数集合和当前集合的交集
clear();
清空当前集合中所有数据内容
改
E set(int index, E e);
在 List 集合中，使用符合实例化对象过程中约束泛型对应具体数据类型对象，替换指定下标元素，返回值是被替换
元素对象本身
查
int size();
当前集合中有效元素个数
boolean isEmpty();
判断当前集合是否为空
boolean contains(Object obj);
判断参数对象是否在当前集合中存在
boolean containsAll(Collection<?> c);
判断参数集合是否是当前集合的子集合
Object[] toArray();
返回当前集合中所有元素对象的Object类型数组
E get(int index);
在当前集合中，获取指定下标元素
int indexOf(Object obj);
获取指定元素在当前集合中第一次出现的下标位置
int lastIndexOf(Object obj);
获取指定元素在当前集合中最后一次出现的下标位置
List<E> subList(int fromIndex, int toIndex);
从 fromIndex 下标开始，到 toIndex 下标结束，获取子集合对象，要求要头不要尾
5.3 ArrayList 可变长数组集合
ArrayList集合底层是一个 Object 类型数组，在使用过程中，可以自行扩容或者根据条件进行缩容操作。
使用 无参数构造方法创建 ArrayList 可变长集合对象，默认底层 Object 数组初始化容量为 10
/**
* Default initial capacity.
*/
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
整个 ArrayList 集合允许的最大容量是 Integer 数据最大值 - 8
/**
* The maximum size of array to allocate.
* Some VMs reserve some header words in an array.
* Attempts to allocate larger arrays may result in
* OutOfMemoryError: Requested array size exceeds VM limit
*/
private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;
可变长功能实现依赖于核心方法 grow(int minCapacity)
private void grow(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
int oldCapacity = elementData.length;
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
if (newCapacity - minCapacity < 0)
newCapacity = minCapacity;
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
// minCapacity is usually close to size, so this is a win:
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}
增删慢
查询快
5.4 增删慢
增:
1. 尾插法
2. 指定下标位置添加
增加影响效率的情况
1. 底层数组扩容导致时间浪费和空间浪费。
空间浪费在于新数组容量占用空间和原数组容量占用空间
时间浪费在新数组创建，原数组内存销毁，数据移动复制操作
2. 指定下标位置数据添加，从添加位置开始，数组中的每一个元素整体向后移动，
删:
1. 删除指定下标元素，或者删除指定元素
2. 删除操作之后，数组中有效元素个数和数组容量比例超过一定范围。【缩容】
删除影响效率的情况
1. 删除元素之后，从删除位置开始，数组中元素整体向前移动，时间效率较低
2. 触发缩容操作，数组中的内存会释放，内存需要时间来销毁。【trimToSize】
5.5 补充知识点 内存地址问题
什么是内存地址???
计算机按照最小数据单元(byte 字节)，对内存进行编号！！！编号从 0 开始到内存的最大值
以 4GB 内存为例地址范围
0 ~ 4294967295 为了操作方便，内存按照 十六进制数据处理
0x0 ~ 0xFFFF FFFF
编号之后，CPU 可以通过内存地址直达内存目标，读取对应数据，执行相关内容，效率极高【寻址】。
null ==> 0x0 内存编号为 0 的内存。
0x0 受到系统保护，任何程序，任何代码不允许读取或者写入数据到 0x0 中，一旦操作。操作系统发送 kill 命令
Java中的 NullPointerException 就是因为程序操作使用了 0x0 内存导致报错！！！
5.6 数组内存分析图
5.7 查询快
ArrayList 底层是一个 Object 数组结构，数据存储空间连续，同时有下标/索引操作。ArrayList 完成可以按照数组+下标方式计算对应元素的内存空间地址，直接操作对应元素内容。
5.8 ArrayList 原码实现
增
add(E e);
添加在实例化对象过程中约束泛型对应具体数据类型元素对象。
add(int index, E e);
在指定下标位置，添加在实例化对象过程中约束泛型对应具体数据类型元素对象。
删
E remove(int index);
在当前List集合中，删除指定下标元素，返回值是被删除元素对象本身
remove(Object obj);
在当前集合中，删除指定元素
clear();
清空当前集合中所有数据内容
改
E set(int index, E e);
在 List 集合中，使用符合实例化对象过程中约束泛型对应具体数据类型对象，替换指定下标元素，返回值是被替换
元素对象本身
查
int size();
当前集合中有效元素个数
boolean isEmpty();
判断当前集合是否为空
boolean contains(Object obj);
判断参数对象是否在当前集合中存在
Object[] toArray();
返回当前集合中所有元素对象的Object类型数组
E get(int index);
在当前集合中，获取指定下标元素
int indexOf(Object obj);
获取指定元素在当前集合中第一次出现的下标位置
int lastIndexOf(Object obj);
获取指定元素在当前集合中最后一次出现的下标位置
MyArrayList<E> subList(int fromIndex, int toIndex);
从 fromIndex 下标开始，到 toIndex 下标结束，获取子集合对象，要求要头不要尾
package com.qfedu.b_list;
import java.util.Arrays;
/**
* MyArrayList 可变长数组结构原码实现
* @author Anonymous
*
* @param <E> 自定义泛型占位符
*/
public class MyArrayList<E> {
/**
* 底层 Object 数组，用于存储元素
*/
private Object[] elementData;
/**
* 默认 MyArrayList 可变长数组容量 为 10
*/
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
/**
* 允许的数组最大容量
*/
private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;
/**
* 记录有效元素个数
*/
private int size;
/**
* 无参数构造方法
*/
public MyArrayList() {
/*
* 在构造方法中，this(实际参数)。会根据实际参数的数据类型，参数个数，参数顺序
* 选择调用类内的其他构造方法。
*
* Constructor call must be the first statement in a constructor
* 在一个构造方法中，使用 this(实际参数) 调用其他构造方法，必须是整个代码块的第一行！！！
*/
this(DEFAULT_CAPACITY);
}
/**
* 提供给用户明确 MyArrayList 底层数组初始化容量构造方法
*
* @param initCapacity 用户指定的底层数组初始化容量
*/
public MyArrayList(int initCapacity) {
if (initCapacity < 0 || initCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) {
/*
* IllegalArgumentException 非法参数异常
*/
throw new IllegalArgumentException("非法参数异常");
}
elementData = new Object[initCapacity];
}
/**
* 尾插法添加实例化对象明确的泛型约束数据类型元素
*
* @param e 泛型约束对应具体数据类型
* @return 操作成功返回true，否则返回false
*/
public boolean add(E e) {
/*
if (size == elementData.length)
ensureCapacity(size + 1);
elementData[size++] = e;
return true;
给用户多样性的选择，同时满足方法执行任务的一致性！！！
*/
return add(size, e);
}
/**
* 在指定下标位置添加符合实例化对象明确的泛型约束数据类型元素
*
* @param index 用户指定添加元素的下标位置
* @param e 符合实例化对象明确的泛型约束数据类型元素
* @return 操作成功返回true，否则返回false
*/
public boolean add(int index, E e) {
// add 添加方法指定下标是否合法校验
addRangCheck(index);
// add 添加操作容量是否足够校验
ensureCapacity(size + 1);
// 从最后一个有效下标位置开始移动数据
for (int i = size; i > index; i--) {
elementData[i] = elementData[i - 1];
}
elementData[index] = e;
size += 1;
return true;
}
/**
* 添加另一个MyArrayList集合对象到当前集合中，要求参数集合存储类型和当前集合存储类型一致
*
* @param list MyArrayList 集合对象，存储元素必须和当前集合一致
* @return 操作成功返回true，否则返回false
*/
public boolean addAll(MyArrayList<E> list) {
ensureCapacity(size + list.size());
return true;
}
/**
* 在指定下标位置，添加另一个MyArrayList集合对象到当前集合中，要求参数集合存储类型和当前集合存储类型一致
*
* @param index 指定添加操作者下标位置
* @param list MyArrayList 集合对象，存储元素必须和当前集合一致
* @return 操作成功返回true，否则返回false
*/
public boolean addAll(int index, MyArrayList<E> list) {
addRangCheck(index);
ensureCapacity(size + list.size());
return true;
}
/**
* 获取当前MyArrayList 集合中的有效元素个数
*
* @return 有效元素个数
*/
public int size() {
return size;
}
/**
* 判断当前添加操作集合当前容量是否足够，如果不足，调用 grow 方法进行扩容
*
* @param minCapacity 是当前集合添加操作所需最小容量要求
*/
private void ensureCapacity(int minCapacity) {
if (minCapacity > elementData.length) {
grow(minCapacity);
}
}
/**
* 底层数组扩容方法
*
* @param minCapacity 扩容操作最小集合容量需求
*/
private void grow(int minCapacity) {
int oldCapacity = elementData.length;
int newCapacity = oldCapacity + oldCapacity / 2;
if (newCapacity < minCapacity) {
newCapacity = minCapacity;
}
if (newCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) {
throw new OutOfMemoryError("内存溢出错误");
}
/*
Object[] newArray = new Object[newCapacity];
for (int i = 0; i < oldCapacity; i++) {
newArray[i] = elementData[i];
}
elementData = newArray;
* Arrays 数组工具类方法
*
* public static <T> T[] Arrays.copyOf(T[] t, int newLength);
* 根据用户传入的数组，以及新数组容量，创建对应当前数组存储数据类型新数组，并且将数据从原数组
* 中复制到新数组中，返回新数组首地址
*/
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}
/**
* private 修饰的私有方法，用于校验添加方法指定下标位置是否合法
*
* @param index 用户指定添加操作的下标位置
*/
private void addRangCheck(int index) {
if (index < 0 || index > size) {
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);
}
}
}
标签：下标,当前,int,元素,Collection,数组,集合 来源： https://www.cnblogs.com/A-Nan-q/p/16275235.html
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