Java 集合进阶（一）

目录
1.Java 集合整体体系（单列 / 双列区分）
2.Collection 顶层父接口（所有单列集合通用方法）
3.单列集合三种通用遍历：迭代器、增强 for、Lambda forEach
4.List 接口：特点、独有索引方法、5 种遍历方式
5.四大基础数据结构（栈 / 队列 / 数组 / 链表）底层特性

一、Java 集合整体体系
1.两大分类

1. 单列集合 Collection：每次只能存单个元素（一次添加一个）
2. 双列集合 Map：每次存一对键值对 (key-value)（一次存两个关联数据，如商品名 + 价格）

2.Collection 下两大分支（接口）
（1）List 系列（有序、可重复、有索引）
实现类：ArrayList、LinkedList、Vector（过时，了解即可）
•有序：存入顺序 = 取出顺序（和大小排序无关）
•可重复：允许存放相同元素
•有索引：可以通过下标获取 / 修改元素

（2）Set 系列（无序、不可重复、无索引）
实现类：HashSet、TreeSet、LinkedHashSet
•无序：存入、取出顺序可能不一致
•不重复：自动去重（业务常用去重场景）
•无索引：不能通过下标操作元素

标识区分
红色 = 接口（不能 new 对象），蓝色 = 实现类（可直接创建对象）
我们之前学的 ArrayList 只是集合体系冰山一角。

二、Collection 顶层父接口
核心结论
Collection 是所有单列集合的祖宗接口，List、Set 全部继承它，里面所有方法单列集合通用。
Collection 是接口，不能直接 new，创建对象要用多态：Collection coll = new ArrayList<>();

Collection 6 大通用方法
1.add (E e) 添加元素
返回 boolean：
•List 集合：永远返回 true（允许重复）
•Set 集合：元素不存在 true，元素已存在 false（去重机制）

2.clear () 清空集合
删除集合内所有元素，集合变为空集合。

3.remove (Object o) 根据对象删除
⚠️ 注意：Collection 通用方法只能传对象，不能传索引（Set 无索引，无法统一提供按索引删除）
返回 boolean：元素存在删除成功 true，不存在 false。

4.contains (Object o) 判断是否包含元素
底层核心考点
底层依赖equals()方法对比对象：
•字符串、包装类：Java 已经重写 equals，对比内容，直接使用
•自定义类（Student/Teacher 等）：默认用 Object 的 equals，对比地址值，内容相同不同对象会返回 false；必须手动重写 equals 方法（Alt+Insert 快速生成）
示例：两个 name、age 完全相同的 Student 对象，不重写 equals，coll.contains (新学生) 结果为 false。

5.isEmpty () 判断集合是否为空
底层判断集合 size ()==0，空返回 true，有元素 false。

6.size () 获取集合元素个数，返回 int

三、Collection 三种通用遍历方式
Set 无索引，普通 for 循环（靠下标）不能用，以下三种 List/Set 全部通用。
方式 1：迭代器 Iterator（无索引遍历，遍历中可删除）
1.使用三步
1.获取迭代器：Iterator it = coll.iterator(); 指针默认在集合 0 号元素前
2.boolean hasNext()：判断指针下一位是否有元素，有 true 无 false
3.E next()：①取出下一个元素 ②指针向后移动一位
基础代码模板：

Iterator<String>it=coll.iterator();while(it.hasNext()){Strings=it.next();System.out.println(s);}

4.迭代器 4 大必记坑点

1. 无元素时调用 next () → NoSuchElementException 无元素异常（不是下标越界，迭代器无索引）
2. 遍历完毕指针不会自动复位，再次遍历需要重新获取新迭代器
3. 一次 hasNext 只能配套一次 next；循环内多次 next 会跳过元素、直接报错，需要先用变量接收元素
4. 遍历过程中，不能用集合 add/remove 方法，会抛出ConcurrentModificationException并发修改异常
   ￮解决：需要删除用迭代器自带it.remove()；迭代器无 add 方法，遍历中无法新增元素

方式 2：增强 for 循环（JDK5，底层迭代器，仅遍历）
适用范围
所有单列集合、数组；双列 Map 不能直接使用
格式：for(元素类型 变量 : 集合/数组){}
快捷生成：集合名.for 回车自动补全
示例：

for(Strings:coll){System.out.println(s);}

细节
循环内的变量只是拷贝副本，修改变量不会改变原集合中的元素。

方式 3：forEach Lambda 遍历（JDK8，最简仅遍历）
集合forEach()方法，参数为 Consumer 函数式接口
1.完整匿名内部写法
2.简化 Lambda 写法（一行打印）
java

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

底层：普通 for 循环遍历，依次把每个元素传给 accept 方法执行操作。

三种遍历选择场景
1.遍历过程需要删除元素 → 迭代器 Iterator
2.仅查看、无需增删 → 增强 for / Lambda forEach（代码最简）

四、List 接口（有序可重复有索引）
基础特性
继承 Collection，拥有上面全部 6 个方法 + 3 种通用遍历；
独有特性：有索引，提供基于下标操作的 4 个特有方法。

List 四大独有索引方法
1.add(int index,E e)：指定下标插入元素，原元素整体后移
2.E remove(int index)：按下标删除，返回被删除元素
⚠️ 重载坑：list.remove(1)，实参 int 优先匹配下标删除；如果要删除数字 1 这个 Integer 对象，需要手动装箱Integer.valueOf(1)
3.set(int index,E e)：修改指定下标元素，返回旧元素
4.E get(int index)：根据下标获取元素，可配合 size () 实现普通 for 循环

List 共 5 种遍历方式
1.迭代器 Iterator（通用）
2.增强 for（通用）
3.Lambda forEach（通用）
4.普通 for 循环（独有，依靠 get+size，需要下标时使用）
5.ListIterator 列表迭代器（List 独有，Set 不能用）
ListIterator 列表迭代
继承 Iterator，新增：

1. add(E e)：遍历过程中添加元素（不会并发修改异常）
2. hasPrevious() / previous() 反向遍历（前提：先正向走完指针到末尾，初始指针在头部直接反向会报错）

遍历场景选择
•仅遍历：增强 for / Lambda
•遍历要删除：Iterator
•遍历要新增：ListIterator（List 专属）
•需要操作下标：普通 for 循环

五、四大基础数据结构（ArrayList/LinkedList 底层原理前置）
1.栈 Stack
特点：先进后出，后进先出
结构：单端开口（栈顶），一端封闭；数据栈顶进、栈顶出。

2.队列 Queue
特点：先进先出，后进后出
结构：两端开口；后端入队，前端出队。

3.数组（ArrayList 底层）
内存：连续整块空间
优点：根据索引查询速度极快
缺点：中间 / 头部增删，后续元素全部移位，效率低

4.链表（LinkedList 底层，分单向 / 双向）
基础单元：节点（存储数据 + 下一个节点地址），内存不连续
单向链表：只能从头向后遍历
双向链表：节点存前驱 + 后继地址，头尾双向查找，查询效率提升
优点：增删只修改节点地址，无需移动大量元素，速度快
缺点：无随机索引，查询必须从头遍历，速度慢

四大结构对比速记

1. 栈：先进后出
2. 队列：先进先出
3. 数组：查询快，增删慢
4. 链表：查询慢，增删快

拓展
ArrayList 底层是数组；LinkedList 底层是双向链表，二者增删查询性能完全相反，业务按需选择。Vector 数组结构、线程安全，性能差，开发淘汰。