【JavaGuide笔记】2.2 Java 集合

原文:JavaGuide

2.2 Java 集合

1.List、Set、Map 三者的区别

  • List:有序、不唯一
  • Set: 不允许重复,无序
  • Map:K-V键值对,Key不能重复

2.ArrayList VS LinkedList

特性 ArrayList LinkedList
是否线程安全 线程不安全 线程不安全
底层数据结构 Object数组 双向链表
插入和删除是否受元素位置影响 add(E e) : O(1),
add(int index, E e): O(n-i)
add(E d): O(1)
add(int index, E e): O(n)
是否支持快速随机访问 支持随机访问 不支持随机访问:get(int index)
内存空间占用 空间浪费主要在列表结尾预留一定的容量空间 空间花费主要在每个元素需要额外的空间来维持双向链表

补充: RandomAccess 接口是一个标识接口。标识实现这个接口的类具有随机访问的功能。

list 遍历方式选择:

  • 实现了RandomAccess 接口的list,优先选择普通for循环,其次是foreach.
  • 未实现RandomAccess 接口的list,优先选择iterator 遍历。大size的数据,千万不要使用普通的for循环。(foreach 遍历底层也是通过iterator实现的)

补充:双向链表 VS 双向循环链表

  • 双向链表:包含两个指针,prev 指向前一个节点,next指针指向后一个节点


    image.png
  • 双向循环链表:在双向链表的基础上,最后一个节点的next指向head,而head的prev指向最后一个节点,构成一个环。


    image.png

3.ArrayList VS Vector, 为什么要用ArrayList 取代 Vector

Vector 类的所有方法都是同步的,线程安全但是不高效。
ArrayList 不是同步的,不需要保证线程安全的时候建议使用ArrayList。

4. ArrayList 的扩容机制

ArrayList 三种初始化方式:
   /**
     * 默认初始容量大小
     */
    private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
    

    private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};

    /**
     *默认构造函数,使用初始容量10构造一个空列表(无参数构造)
     */
    public ArrayList() {
        this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
    }
    
    /**
     * 带初始容量参数的构造函数。(用户自己指定容量)
     */
    public ArrayList(int initialCapacity) {
        if (initialCapacity > 0) {//初始容量大于0
            //创建initialCapacity大小的数组
            this.elementData = new Object[initialCapacity];
        } else if (initialCapacity == 0) {//初始容量等于0
            //创建空数组
            this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
        } else {//初始容量小于0,抛出异常
            throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
                                               initialCapacity);
        }
    }


   /**
    *构造包含指定collection元素的列表,这些元素利用该集合的迭代器按顺序返回
    *如果指定的集合为null,throws NullPointerException。 
    */
     public ArrayList(Collection<? extends E> c) {
        elementData = c.toArray();
        if ((size = elementData.length) != 0) {
            // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)
            if (elementData.getClass() != Object[].class)
                elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
        } else {
            // replace with empty array.
            this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
        }
    }

调用无参构造方法来创建ArrayList时,实际上初始化赋值的是一个空数组。当真正往数组添加元素时,才真正分配容量,扩展为10.

ArrayList 扩容机制
1.add 方法
    /**
     * 将指定的元素追加到此列表的末尾。 
     */
    public boolean add(E e) {
   //添加元素之前,先调用ensureCapacityInternal方法
        ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
        //这里看到ArrayList添加元素的实质就相当于为数组赋值
        elementData[size++] = e;
        return true;
    }
2. ensureCapacityInternal() 方法
   //得到最小扩容量
    private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
        if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
              // 获取默认的容量和传入参数的较大值
            minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
        }

        ensureExplicitCapacity(minCapacity);
    }

当 要 add 第1个元素时,minCapacity为1,在Math.max()方法比较后,minCapacity 为10。

3.ensureExplicitCapacity() 方法
  //判断是否需要扩容
    private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
        modCount++;

        // overflow-conscious code
        if (minCapacity - elementData.length > 0)
            //调用grow方法进行扩容,调用此方法代表已经开始扩容了
            grow(minCapacity);
    }

我们来仔细分析一下:

  • 当我们要 add 进第1个元素到 ArrayList 时,elementData.length 为0 (因为还是一个空的 list),因为执行了 ensureCapacityInternal() 方法 ,所以 minCapacity 此时为10。此时,minCapacity - elementData.length > 0 成立,所以会进入 grow(minCapacity) 方法。
  • 当add第2个元素时,minCapacity 为2,此时e lementData.length(容量)在添加第一个元素后扩容成 10 了。此时,minCapacity - elementData.length > 0 不成立,所以不会进入 (执行)grow(minCapacity) 方法。
  • 添加第3、4···到第10个元素时,依然不会执行grow方法,数组容量都为10。
  • 直到添加第11个元素,minCapacity(为11)比elementData.length(为10)要大。进入grow方法进行扩容。
4.grow()
    /**
     * 要分配的最大数组大小
     */
    private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;

    /**
     * ArrayList扩容的核心方法。
     */
    private void grow(int minCapacity) {
        // oldCapacity为旧容量,newCapacity为新容量
        int oldCapacity = elementData.length;
        //将oldCapacity 右移一位,其效果相当于oldCapacity /2,
        //我们知道位运算的速度远远快于整除运算,整句运算式的结果就是将新容量更新为旧容量的1.5倍,
        int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
        //然后检查新容量是否大于最小需要容量,若还是小于最小需要容量,那么就把最小需要容量当作数组的新容量,
        if (newCapacity - minCapacity < 0)
            newCapacity = minCapacity;
       // 如果新容量大于 MAX_ARRAY_SIZE,进入(执行) `hugeCapacity()` 方法来比较 minCapacity 和 MAX_ARRAY_SIZE,
       //如果minCapacity大于最大容量,则新容量则为`Integer.MAX_VALUE`,否则,新容量大小则为 MAX_ARRAY_SIZE 即为 `Integer.MAX_VALUE - 8`。
        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);
    }

int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1),
所以 ArrayList 每次扩容之后容量都会变为原来的 1.5 倍左右(oldCapacity为偶数就是1.5倍,否则是1.5倍左右)! 奇偶不同,比如 :10+10/2 = 15, 33+33/2=49。如果是奇数的话会丢掉小数.

5.hugeCapacity() 方法。
    private static int hugeCapacity(int minCapacity) {
        if (minCapacity < 0) // overflow
            throw new OutOfMemoryError();
        //对minCapacity和MAX_ARRAY_SIZE进行比较
        //若minCapacity大,将Integer.MAX_VALUE作为新数组的大小
        //若MAX_ARRAY_SIZE大,将MAX_ARRAY_SIZE作为新数组的大小
        //MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;
        return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ?
            Integer.MAX_VALUE :
            MAX_ARRAY_SIZE;
    }
补充

这里补充一点比较重要,但是容易被忽视掉的知识点:

  • java 中的 length 属性是针对数组说的,比如说你声明了一个数组,想知道这个数组的长度则用到了 length 这个属性.
  • java 中的 length() 方法是针对字符串说的,如果想看这个字符串的长度则用到 length() 这个方法.
  • java 中的 size() 方法是针对泛型集合说的,如果想看这个泛型有多少个元素,就调用此方法来查看!
System.arraycopy() 和 Arrays.copyOf()方法
  • add(int index, E element)用到了System.arraycopy()方法
    /**
     * 在此列表中的指定位置插入指定的元素。 
     *先调用 rangeCheckForAdd 对index进行界限检查;然后调用 ensureCapacityInternal 方法保证capacity足够大;
     *再将从index开始之后的所有成员后移一个位置;将element插入index位置;最后size加1。
     */
    public void add(int index, E element) {
        rangeCheckForAdd(index);

        ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
        //arraycopy()方法实现数组自己复制自己
        //elementData:源数组;index:源数组中的起始位置;elementData:目标数组;index + 1:目标数组中的起始位置; size - index:要复制的数组元素的数量;
        System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1, size - index);
        elementData[index] = element;
        size++;
    }
  • toArray() 方法用到了 Arrays.copyOf()
/**
     以正确的顺序返回一个包含此列表中所有元素的数组(从第一个到最后一个元素); 返回的数组的运行时类型是指定数组的运行时类型。 
     */
    public Object[] toArray() {
    //elementData:要复制的数组;size:要复制的长度
        return Arrays.copyOf(elementData, size);
    }

ArrayList.copyOf() 内部实际调用的也是 System.arraycopy() 方法。

ensureCapacity方法

ensureCapacity方法没有在ArrayList 内部调用过,是提供给用户调用的,这样就可以提前根据用户所需数组的大小初始化,以减少增量重新分配的次数。

public class EnsureCapacityTest {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Object> list = new ArrayList<Object>();
        final int N = 10000000;
        list = new ArrayList<Object>();
        long startTime1 = System.currentTimeMillis();
        list.ensureCapacity(N);
        for (int i = 0; i < N; i++) {
            list.add(i);
        }
        long endTime1 = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("使用ensureCapacity方法后:"+(endTime1 - startTime1));
    }
}

向 ArrayList 添加大量元素之前最好先使用ensureCapacity 方法,以减少增量重新分配的次数。

5. HashMap VS HashTable

特性 HashMap HashTable
是否安全 非线程安全 线程安全(synchronized)
效率 比HashTable 高 慢,基本被淘汰了,不推荐使用HashTable
Null key
Null value
允许一个键为null,允许多个值为 null 不允许key或value为null,否则会抛出 NullPointerException
初始容量/每次扩充容量 默认是16,扩充为2n,如果指定容量,会将其扩充为2的幂次大小 默认是11,扩充为2n+1,如果指定容量直接使用
底层数据结构 数组+链表(1.8后红黑树) 数组+链表

6. HashMap VS HashSet

HashSet 底层是基于HashMap实现的。

HashMap HashSet
实现了Map接口 实现了Set接口
存储键值对 仅存储对象
put() 添加元素 add() 添加元素
使用Key计算hashcode 使用成员对象来计算hashcode,如果hashcode相同,再用equals() 方法来判断对象的相等性

7. HashSet 如何检查重复

当把对象加入HashSet时,会先计算对象的hashcode来判断对象加入的位置,同时也会和其他已加入的对象的hashcode做比较,如果没有相符的hashcode,则说明没有重复对象。如果发现相同的hashcode,就会调用equals()判断对象是否真的相等。

hashCode() 和 equals() 的规定:
  • 1.如果两个对象相等,则hashcode一定也是相同的;
  • 2.如果两个对象相等,则equals() 比较结果为true;
  • 3.如果两个对象的hashcode相等,但这两个对象不一定是相等的;
  • 4.综上,equals() 方法被重写,则 hashCode() 也必须被重写;
    1. hashCode() 默认是对堆上的对象产生独特值。如果没有重写hashCode(), 即使两个对象的内容一样,也不会相等。

8. HashMap 底层实现

JDK 1.8 之前

JDK1.8之前,HashMap的底层是数组+链表,也就是链表散列。HashMap通过key的hashcode 经过扰动函数处理过后得到hash值,然后通过(n-1)&hash判断当前元素存放的位置。如果当前位置存在元素,就比较hash值和key是否相同,如果相同,直接覆盖;如果不相同,通过拉链法解决冲突。
扰动函数可以减少冲突的发生。
JDK1.8 的hash方法:

static final int hash(Object key) {
    int h;
    return (key == null) ? 0 : (h == key.hashcode()) ^ (h >>> 16);
}

JDK1.7 的hash方法:

static int hash(int h) {
    h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12);
    return h ^ (h >>> 7) & (h >>> 4);
}

相比于JDK1.8的hash方法,JDK1.7的hash方法性能稍差一点,毕竟扰动了4次。

JDK 1.8 之后

当链表长度大于阈值(默认是8)时,将链表转化为红黑树,以减少搜索时间。

image.png

TreeMap、TreeSet 以及 JDK1.8 之后的HashMap 底层都用到了红黑树。主要是为了解决二叉查找树某些情况会退化成一个线性结构。

9. HashMap 的长度为什么是 2 的幂次方

让HashMap 存取高效,尽量减少碰撞,把数据分配均匀。
Hash 值的范围是 -2147483684~2147483647,总共40亿个映射空间。内存是放不下一个40亿长度的数组的,所有需要对长度取模运算。取模的% 方法太慢,并且当除数是2的幂次方时,满足 hash%length==hash&(length-1),所以快速方法是:(n - 1) & hash,所以长度要求是2的幂次方。

10. HashMap 多线程操作导致死循环

主要原因是并发下 ReHash 会造成元素之间形成一个循环链表。JDK1.8 已修复,但并发下还是会存在其他问题,例如数据丢失,所以并发环境下推荐使用 ConcurrentHashMap。
参考:https://coolshell.cn/articles/9606.html

11. ConcurrentHashMap VS HashTable

ConcurrentHashMap 和 HashTable 的区别主要体现在实现线程安全的方式上不同。

  • 底层数据结构:JDK1.7的ConcurrentHashMap 底层采用 分段的数组+链表。 JDK1.8 采用 数组+链表/红黑树。
  • 实现线程安全的方式:JDK1.7 ConcurrentHashMap(分段锁)对整个桶数组进行了分割分段,每一把锁只锁容器中其中一部分数据。多线程访问容器里不同数据段就不会产生锁竞争,提高并发访问率。 JDK1.7 时ConcurrentHashMap 摒弃分段锁Segment概念,而是直接用Node数组+链表+红黑树的数据结构来实现,并发控制使用synchronized和 CAS 来操作。(JDK1.6 以后对 synchronized锁做了很多优化)整个看起来就像是优化过且线程安全的HashMap, 虽然在JDK1.8 还能看到Segment的数据结构,但是已经简化了属性,只是为了兼容旧版本。 HashTable(同一把锁): 使用synchronized来保证线程安全,效率非常低下。但多个线程访问同步方法时,会进入阻塞或轮询状态,如果一个线程使用put添加元素,另一个线程不能使用put,也不能使用get。

参考:ConcurrentHashMap实现原理及源码分析

image.png
JDK1.7�ConcurrentHashMapήA

12. ConcurrentHashMap 线程安全的具体实现方式/底层具体实现

  • JDK1.7 ConcurrentHashMap
    首先将数据分为一段一段的存储,然后给每一段数据配一把锁,当一个线程占用锁访问其中一个段数据时,其他段的数据也能被其他线程访问。
static class Segment<K,V> extends ReentrantLock implements Serializable {
        private static final long serialVersionUID = 2249069246763182397L;
        static final int MAX_SCAN_RETRIES = Runtime.getRuntime().availableProcessors() > 1 ? 64 : 1;
        // 数据节点存储在这里(基础单元是数组)
        transient volatile HashEntry<K,V>[] table;
        transient int count;
        transient int modCount;
        transient int threshold;
        final float loadFactor;
}

static final class HashEntry<K,V> {
        final int hash;
        final K key;
        volatile V value;
        volatile HashEntry<K,V> next;
}
image.png
  • JDK1.8 ConcurrentHashMap
    ConcurrentHashMap 取消了分段锁 Segment,采用了CAS 和 synchronized 来保证并发安全。数据结构与HashMap 1.8 结构类似,数组+链表/红黑树。 Java 8 在链表长度超过一定阈值(8)时,将链表(寻址时间复杂度O(N))转换为红黑树(O(log(N)))
    synchronized 只锁定当前链表或红黑树的首节点,这样只要hash不冲突,就不会阻塞,效率提高N倍。
public class ConcurrentHashMap<K,V> extends AbstractMap<K,V>
    implements ConcurrentMap<K,V>, Serializable {
    private static final long serialVersionUID = 7249069246763182397L;

//...

    static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
        final int hash;
        final K key;
        volatile V val;
        volatile Node<K,V> next;
        // ...
    }

    static final <K,V> Node<K,V> tabAt(Node<K,V>[] tab, int i) {
        return (Node<K,V>)U.getObjectVolatile(tab, ((long)i << ASHIFT) + ABASE);
    }

    static final <K,V> boolean casTabAt(Node<K,V>[] tab, int i,
                                        Node<K,V> c, Node<K,V> v) {
        return U.compareAndSwapObject(tab, ((long)i << ASHIFT) + ABASE, c, v);
    }

    static final <K,V> void setTabAt(Node<K,V>[] tab, int i, Node<K,V> v) {
        U.putObjectVolatile(tab, ((long)i << ASHIFT) + ABASE, v);
    }

 public V get(Object key) {
        Node<K,V>[] tab; Node<K,V> e, p; int n, eh; K ek;
        int h = spread(key.hashCode());
        if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
            (e = tabAt(tab, (n - 1) & h)) != null) {
            if ((eh = e.hash) == h) {
                if ((ek = e.key) == key || (ek != null && key.equals(ek)))
                    return e.val;
            }
            else if (eh < 0)
                return (p = e.find(h, key)) != null ? p.val : null;
            while ((e = e.next) != null) {
                if (e.hash == h &&
                    ((ek = e.key) == key || (ek != null && key.equals(ek))))
                    return e.val;
            }
        }
        return null;
    }

/** Implementation for put and putIfAbsent */
    final V putVal(K key, V value, boolean onlyIfAbsent) {
        if (key == null || value == null) throw new NullPointerException();
        int hash = spread(key.hashCode());
        int binCount = 0;
        for (Node<K,V>[] tab = table;;) {
            Node<K,V> f; int n, i, fh;
            if (tab == null || (n = tab.length) == 0)
                tab = initTable();
            else if ((f = tabAt(tab, i = (n - 1) & hash)) == null) {
                if (casTabAt(tab, i, null,
                             new Node<K,V>(hash, key, value, null)))
                    break;                   // no lock when adding to empty bin
            }
            else if ((fh = f.hash) == MOVED)
                tab = helpTransfer(tab, f);
            else {
                V oldVal = null;
                synchronized (f) {
                    if (tabAt(tab, i) == f) {
                        if (fh >= 0) {
                            binCount = 1;
                            for (Node<K,V> e = f;; ++binCount) {
                                K ek;
                                if (e.hash == hash &&
                                    ((ek = e.key) == key ||
                                     (ek != null && key.equals(ek)))) {
                                    oldVal = e.val;
                                    if (!onlyIfAbsent)
                                        e.val = value;
                                    break;
                                }
                                Node<K,V> pred = e;
                                if ((e = e.next) == null) {
                                    pred.next = new Node<K,V>(hash, key,
                                                              value, null);
                                    break;
                                }
                            }
                        }
                        else if (f instanceof TreeBin) {
                            Node<K,V> p;
                            binCount = 2;
                            if ((p = ((TreeBin<K,V>)f).putTreeVal(hash, key,
                                                           value)) != null) {
                                oldVal = p.val;
                                if (!onlyIfAbsent)
                                    p.val = value;
                            }
                        }
                    }
                }
                if (binCount != 0) {
                    if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD)
                        treeifyBin(tab, i);
                    if (oldVal != null)
                        return oldVal;
                    break;
                }
            }
        }
        addCount(1L, binCount);
        return null;
    }
}

13. comparable VS comparator

  • comparable:接口实际上是出自java.lang包,它有一个compareTo(Object obj) 的方法用来排序
  • comparator:接口实际是出自java.util包,它有一个compare(Object obj1, Object obj2) 方法用来排序。
Collections.sort(arrayList, new Comparator<Integer>() {
      @Override
      public int compare(Integer o1, Integer o2) {
          return o2.compareTo(o1);
      }
});

public class Person implements Comparable<Person> {
      // ...
     @Override
     public int compareTo(Person o) {
          if(this.age > o.getAge()) {
              return 1;
          } else if (this.age < o.getAge()) {
              return -1;
          }
          return age;
     } 
}

14. 集合框架底层数据结构总结

Collection

1.List
  • ArrayList:Object 数组
  • Vector: Object 数组
  • LinkedList:双向链表(JDK1.6为循环链表,JDK1.7取消循环)
2.Set
  • HashSet(无序,唯一):基于HashMap 实现,底层采用HashMap来保存元素
  • LinkedHashSet: LinkedHashSet 继承于HashSet,内部是通过LinkedHashMap来实现的。
  • TreeSet(有序,唯一):红黑树
3.Map
  • HashMap:JDK1.7 数组+链表, JDK1.8 数组+链表/红黑树(8)
  • LinkedHashMap:LinkedHashMap 继承自HashMap,在数组+链表/红黑树的基础上,增加了一条双向链表。
  • HashTable:数组+链表
  • TreeMap:红黑树

15. 如何选用集合

  • 键值对 => Map 接口
    • 排序 => TreeMap
    • 不需要排序 => HashMap
    • 线程安全 => ConcurrentHashMap
  • 存放 => Collection
    • 唯一 => Set(TreeSet/HashSet)
    • 不唯一 => ArrayList/LinkedList

16. 补充:Collection 和 Collections 的区别

Collection 接口

java.util.Colletion
是集合框架的父接口,提供了集合对象基本操作的通用接口方法。Collection 存在的意义就是为各种具体的集合提供了最大化的统一操作方式。

public interface Collection<E> extends Iterable<E> {
    int size();
    boolean isEmpty();
    boolean contains(Object o);
    Iterator<E> iterator();
    Object[] toArray();
    boolean add(E e);
    boolean remove(Object o);
    boolean containsAll(Collection<?> c);
    boolean addAll(Collection<? extends E> c);
    boolean removeAll(Collection<?> c);
    boolean retainAll(Collection<?> c);
    void clear();
    boolean equals(Object o);
    int hashCode();
}
Collections 工具类

java.util.Collections
是一个包装类,包含各种有关集合操作的静态多态方法。此类不能实例化,就像一个工具类,服务于Java的Colletion 框架。提供一系列静态方法实现对各种集合的搜索、排序、线程安全化等操作。

    1. 排序 Collections.sort(list)
        Integer nums[] = {1,4,5,7,3,6,3,4,544,33};
        List list = Arrays.asList(nums);
        Collections.sort(list);
        // [1, 3, 3, 4, 4, 5, 6, 7, 33, 544]
        System.out.println(list.toString());
  • 2.随机排序 Collections.shuffle(list)
    public static void main(String[] args) {
        Integer nums[] = {1,4,5,7,3,6,3,4,544,33};
        List list = Arrays.asList(nums);
        Collections.shuffle(list);
        // [6, 3, 3, 7, 4, 5, 544, 1, 4, 33]
        System.out.println(list.toString());
    }
    1. 反转 Collections.reverse(list)
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Integer nums[] = {1,4,5,7,3,6,3,4,544,33};
        List list = Arrays.asList(nums);
        Collections.sort(list);
        // [1, 3, 3, 4, 4, 5, 6, 7, 33, 544]
        System.out.println(list.toString());
        Collections.reverse(list);
        [544, 33, 7, 6, 5, 4, 4, 3, 3, 1]
        System.out.println(list.toString());
    }
}
    1. 替换所有元素 Collections.fill(list, 0)
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Integer nums[] = {1,4,5,7,3,6,3,4,544,33};
        List list = Arrays.asList(nums);
        Collections.fill(list, 3);
        // [3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3]
        System.out.println(list.toString());
    }
}
    1. 拷贝 Collections.copy(newList, list)
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list =  new ArrayList();
        list.add(1);
        list.add(3);
        List<Integer> newList = new ArrayList();
        newList.add(4);
        newList.add(5);
        //newList 长度要求大于等于 list
        Collections.copy(newList, list);
        System.out.println(list.toString());  //[1, 3]
        System.out.println(newList.toString()); //[1, 3]
    }
}
    1. 最大/小元素 Collections.min(list) / Collections.max(list)
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Integer nums[] = {1,4,5,7,3,6,3,4,544,33};
        List<Integer> list =  Arrays.asList(nums);
        System.out.println(Collections.min(list));  // 1
        System.out.println(Collections.max(list)); // 544
    }
}
    1. 源列表中第一次/最后一次出现目标列表的起始位置
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Integer nums[] = {1,4,5,7,3,6,3,4,3,6,544,33};
        Integer temp[] = {3,6};
        List<Integer> list = Arrays.asList(nums);
        List<Integer> dest = Arrays.asList(temp);
        System.out.println(Collections.indexOfSubList(list,dest));  // 4
        System.out.println(Collections.lastIndexOfSubList(list, dest)); // 8
    }
}
    1. 循环移动列表中的元素 Collections.rotate(list,4)
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Integer nums[] = {1,4,5,7,3,6,3,4,3,6,544,33};
        List<Integer> list = Arrays.asList(nums);
        Collections.rotate(list,4); // 右移 4 位
        System.out.println(list.toString()); // [3, 6, 544, 33, 1, 4, 5, 7, 3, 6, 3, 4]
        Collections.rotate(list,-2); // 左移 2 位
        System.out.println(list.toString()); // [544, 33, 1, 4, 5, 7, 3, 6, 3, 4, 3, 6]
    }
}

17. 补充:5 种方法输出 List

    1. 直接输出list(要求是Java 已有的类)
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Integer nums[] = {1,4,5,7,3,6,544,33};
        List list = Arrays.asList(nums);
        System.out.println(list.toString()); // [1, 4, 5, 7, 3, 6, 544, 33]
    }
}

    1. 增强for循环
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Integer nums[] = {1,4,5,7,3,6,544,33};
        List<Integer> list = Arrays.asList(nums);
        for(Integer i : list) {
            System.out.println(i);
        }
    }
}
    1. 下标for 循环
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Integer nums[] = {1,4,5,7,3,6,544,33};
        List<Integer> list = Arrays.asList(nums);
        for(int i = 0; i < list.size(); i++) {
            System.out.println(list.get(i));
        }
    }
}
    1. iterator 遍历
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Integer nums[] = {1,4,5,7,3,6,544,33};
        List<Integer> list = Arrays.asList(nums);
        Iterator iterator = list.iterator();
        while(iterator.hasNext()) {
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }
}
    1. Java 8 Lambda 表达式
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Integer nums[] = {1,4,5,7,3,6,544,33};
        List<Integer> list = Arrays.asList(nums);
        list.forEach(item -> System.out.println(item));
    }
}
    1. Java 8 ForEach
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Integer nums[] = {1,4,5,7,3,6,544,33};
        List<Integer> list = Arrays.asList(nums);
        list.forEach(new Consumer<Integer>() {
            @Override
            public void accept(Integer integer) {
                System.out.println(integer);
            }
        });
    }
}

18. 补充:3种方法打印一维数组

定义一个数组:

int[] nums = {1,2,3,4}
    1. 下标for循环
for(int i = 0; i < nums.length; i++) {
    System.out.println(nums[i]);
}
    1. 增强for循环
for(int a : nums){
    System.out.println(a);
}
    1. Arrays.toString(int[] nums)
System.out.println(Arrays.toString(nums)); // [1,2,3,4]
System.out.println(nums); // 这样打印出来的是数组的首地址

19. 补充:3种方法打印二维数组

Java 实际没有二维数组的概念,只有一维数组。多维数组被解读为“数组的数组”。所以对二维数组的操作也是将多维拆解为一维数组,然后进行操作。

int[][] matrix = {
  {1,2,3},
  {4,5,6}
};

这里 matrix.length = 2; matrix[0].length = 3;

  • 1.下标for循环
for(int i =0; i < matrix.length; i++) {
    for(int j = 0; j < matrix[i].length; j++) {
        System.out.print(matrix[i][j] + " ");
    }
    System.out.println();
}
  • 2.增强for循环
for(int[] arr : matrix) {
    for(int num : arr) {
        System.out.print(num + " ");
    }
    System.out.println();
}
  • 3.Arrays.toString()
for(int i = 0; i < matrix.length; i++) {
    Systen.out.println(Arrays.toString(matrix[i]));
}
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