本博客java云同桌学习系列，旨在记录本人学习java的过程，并与大家分享，对于想学习java的同学，我希望这个系列能够鼓励大家一同与我学习java，成为“云同桌”。
每月预计保持更新数量三章起，每章都会从整体框架入手，介绍章节所涉及的重要知识点及相关练习题，并会设置推荐学习时间，每篇博客涉及到的点都会在开篇目录进行总览。（博客中所有高亮部分表示是面试题进阶考点）
学习时间：一周 学习建议：集合相当于数组的进阶版本，未来可能会频繁使用集合开发，建议弄清楚各集合类之间的区别和其特点，不同问题采用不同集合解决
栈又称堆栈，栈限定只能在线性表表尾进行插入和删除的操作，这一端允许插入和删除称为栈顶，另一端称为栈底，不含任何数据元素的称为空栈。
特点：
（1）先进先出 （2）栈的入口和出口在一端，都位于栈顶图解：
专业术语： 压栈：存元素 弹栈：取元素
队列，简称队，只允许在队尾（rear）进行插入，只允许在队头（front）进行元素删除的操作。空队列是不含任何元素的空表
特点：
（1）先进先出 （2）队列的出口在一侧，入口在另一侧图解：
以单向链表为例，链表是有一系列（包含存储数据元素的数据域与下一个结点地址的指针域）结点组成，结点数量可以动态生成
图解：
特点：
（1）内存地址不连续 （2）长度可以动态增加 （3）查找元素较慢，增删元素较快结点结构：
private class Node{ private T t; private Node next; }通常java中常用的二叉树指，每个结点不超过2的有序树。即如何一个数比根结点数据更下，则存放在根结点的左子树，如果一个数比根结点数据更大，则存放在根结点的右子树，结点与结点之间依靠父与左右子的关系建立。
有序二叉树结点结构
public class Node { private int data; private BNode leftNode; private BNode rightNode; }Java中为了方便用户操作各个数据结构，引入了类集的概念，所有的类集的操作的接口或类都在java.util包中。
介绍：Collection 接口是在整个 Java 类集中保存单值的最大操作父接口，里面每次操作的时候都只能保存一个对象的数据。在开发中，通常不会直接使用Collection接口，而使用其操作的子接口，List（允许重复），Set（不允许重复）
常用方法：
add(E e)， 向集合中添加元素size()，返回此集合中的元素数量iterator()，返回集合中的元素迭代器toArray()，返回包含此集合中所有元素的一个数组。介绍：java.util.List 接口继承自 Collection
接口特点：
List集合中允许出现重复元素 可以通过索引访问集合中任一个元素 所有元素以线性方式存储，元素的存入顺序和取出顺序一致接口常用的实现类： ArrayList（95%）、Vector（4%）、LinkedList（1%）
常用方法（不止继承了Collection接口的全部方法，还实现或建立了一些方法）：
public void add(int index, E element) : 将指定的元素，添加到该集合中的指定位置上。public E get(int index) :返回集合中指定位置的元素。public E remove(int index): 移除列表中指定位置的元素, 返回的是被移除的元素。public E set(int index, E element) :用指定元素替换集合中指定位置的元素,返回值的更新前的元素。public ListIterator listIterator() ：返回 ListIterator 接口的实例介绍：ArrayList是List接口的实现类，使用最为广泛
特点：
线程不安全 数组结构，增加删除慢，查找快，可动态调整大小（初始默认为10,每次扩容为原来的1.5倍）构造方法：
ArrayList()，构造一个初始容量为10的空列表。ArrayList(int initialCapacity)，构造具有initialCapacity大小初始容量的空列表。常用方法（无特别方法，常用方法均继承于List接口）
使用举例：
ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<>(); arrayList.add(100);arrayList.add(200); System.out.println(arrayList.get(1));//200 System.out.println(arrayList);//[100, 200]介绍：大多数与ArrayList类使用的相同，它是为了解决线程不安全的问题，Vector是同步的， 如果不需要线程安全实现，建议使用ArrayList代替Vector
特点：
线程安全 数组结构，增加删除慢，查找快，可动态调整大小（初始默认为10,每次扩容倍数可指定）构造方法：
Vector()，构造一个空向量，使其内部数据数组的大小为 10 ，其标准容量增量为零。Vector(int initialCapacity)，构造一个具有指定初始容量且容量增量等于零的空向量。Vector(int initialCapacity, int capacityIncrement)，构造具有指定初始容量和容量增量的空向量。常用方法（无特别方法，常用方法均继承于List接口）
介绍：List接口的实现类之一，双链表结构，可以使用其中的一些方法实现队列和栈数据结构
特点：
双链表结构，增删快，查找慢 线程不安全常用方法：（继承了一些List接口的方法，还有一部分新的方法）
add(E e)，将指定的元素追加到此列表的末尾。addFirst(E e)，在此列表的开头插入指定的元素。addLast(E e)，将指定的元素追加到此列表的末尾。getFirst()，返回此列表中的第一个元素。getLast()，返回此列表中的最后一个元素。removeFirst()，从此列表中删除并返回第一个元素。removeLast()，从此列表中删除并返回最后一个元素。可通过上述的方法，实现栈数据结构（笨比版）
//栈数据结构，先进后出 LinkedList<Integer> linkedList = new LinkedList<>(); linkedList.addFirst(1); linkedList.addFirst(2); System.out.println(linkedList.removeFirst());//2 System.out.println(linkedList.removeFirst());//1实现队列数据结构
//队列数据结构，先进先出 LinkedList<Integer> linkedList = new LinkedList<>(); linkedList.addFirst(1); linkedList.addFirst(2); System.out.println(linkedList.removeLast());//1 System.out.println(linkedList.removeLast());//2 push(E e)，将元素推送到此列表所表示的堆栈上。pop()，弹出此列表所代表的堆栈中的元素。类中提供了专门模拟堆栈的方法（高端版）
//栈数据结构，先进后出 LinkedList<Integer> linkedList = new LinkedList<>(); linkedList.push(1); linkedList.push(2); System.out.println(linkedList.pop());//2 System.out.println(linkedList.pop());//1介绍：通常称为迭代器，可以对List集合和set集合进行遍历，从中取出数据，遍历过程可以理解为游标的概念，初始迭代器指针指向0下标的上一位，迭代器指针下移后，指到哪一位代表操作哪一位
特点：
通过集合对象继承下来的iterator（）方法获取iterator对象 Iterator iterator = arrayList.iterator();常用方法：
hasNext()，判断迭代器指针下一位有没有数据元素，根据结果返回boolean类型数next（），迭代器指针向下移一位，并返回所指数据（注意指针初始在0下标上方，移动一次后才会指向0下标）常搭配使用，指针向下移动遍历输出集合元素
ArrayList arrayList = new ArrayList(); arrayList.add(1); arrayList.add(2); arrayList.add(3); Iterator iterator = arrayList.iterator(); while(iterator.hasNext()){ System.out.println(iterator.next()); } /*输出： 1 2 3 */ add(E e)，在迭代器指针所指位置，插入数据remove()，在迭代器指针所指位置，删除元素，并返回所删除的元素。set(E e)，在迭代器指针所指位置，修改数据forEach又称为增强for循环，用于迭代数组或集合（Collection下的集合）
语法：
for(数据类型 存储数据元素的变量：集合或者数组名){ 循环体 }对于集合，原理相当于为集合创建了一个迭代器，然后遍历，后续知识点中将会有实例
介绍：Set接口也是Collection接口下的一个主要接口，是存储无重复元素的集合
常用方法：
iterator()，返回一个set中元素的迭代器相比于List接口，Set接口并没有自己写一个用于取出数据的get（）方法，因此，对于取出数据，只能通过获取迭代器，然后迭代器移动到指定位置后取出数据
此接口中有两个常用的子类：HashSet、TreeSet
介绍：该类是Set接口的常用实现类之一，存储元素时会检测是否是重复元素，根据返回值决定是否存入数据，采用散列存储结构（哈希表）
特点：
1.散列存储结构 2.数据元素无序 3.无重复数据元素（重复则存不进去）因为没有Set接口中没有get（）方法，取数据时，可以获取迭代器遍历，或者直接使用forEach循环结构进行取出数据
介绍：该类是Set接口的常用实现类之一，采用有序二叉树的数据结构
特点：
* 有序二叉树的存储结构 * 数据元素有序（自然顺序，对于自己编写的类对象等进行排序会出错，需要重写） * 迭代器是快速失败的（指在原集合上迭代，集合元素改变时迭代器会报异常，没有特别说别的话，其他集合都是安全失败迭代器，即另外复制一份用于迭代） * 无重复数据元素（重复则存不进去） * 线程不同步，不安全对于自然有序的数据，常使用以下代码进行输出
TreeSet<Character> treeSet = new TreeSet<Character>(); treeSet.add('c'); treeSet.add('b'); treeSet.add('a'); //forEach循环结构 for(char i:treeSet){ System.out.println(i); } /* 输出： a b b */对于非自然有序的数据，即要存入自己定义的类对象，系统不知道到那个对象是较大的，会报错，此时就需要我们来制定比较规则；
通过将待比较的类实现Compparable接口，重载实现CompareTo抽象方法描述比较规则，返回具备大小的一系列int返回值
TreeSet<Person> treeSet = new TreeSet<Person>(); Person p1 = new Person(1); Person p2 = new Person(2); Person p3 = new Person(3); treeSet.add(p1); treeSet.add(p2); treeSet.add(p3); for(Person p:treeSet){ System.out.println(p); } //Person类 public static class Person implements Comparable<Person>{ private int age; //重载比较规则方法 @Override public int compareTo(Person o) { //将this对象属性与o对象属性进行比较 if(this.age > o.age){ return 2; }else if(this.age == o.age){ return 1; }else{ return 0; } } @Override public String toString() { return "Person{" + "age=" + age + '}'; } public Person(int age) { this.age = age; } }结构：可以简单理解成“数组+链表”的结构，它根据关键码值（key value）映射到数组中的一个位置，对于位置冲突的情况，在此建立链表，尾插入新数据
对于上图结构，某个数组位置及其链表，专业术语称之为“哈希桶”，当哈希桶中数据过多，就会降低表的性能，不便于查找
因此,如果哈希桶>8,哈希桶内的链表就会转化成红黑树（一种平衡二叉查找树），然后当哈希桶减少到6时，红黑树又转变为链表
初始属性：初始哈希表长度：16，散列因子：0.75
散列因子：以0.75为例，当哈希表长度的75%已经被占用，则进行扩容为原长度的2倍，散列因子官方建议为0.75效率最高，散列因子过小，会造成空间浪费，过大，会导致检索速度变慢
如果数据较多，只设置长度为初始长度，需要多次扩容，造成内存的大量占用，建议数据较多时指定一个合适的初始长度
注意：非必要情况，不要修改已经存入哈希表内的键，否则容易造成数据错乱
介绍：Map其实是mapping（映射）的缩写，相比于Collection接口存储单值，Map以一个个键值对的形式存储多个值，每个键名互不重复
特点：
* 键值对形式的多值存储 * 键值对的键名互不重复 * 存储不连续，无法像集合一样直接遍历常用方法：
clear()，清空此映射中的所有键值对映射get(Object key)，通过键名获取返回键名指定的数据remove（Object key），通过键名删除所对应的数据，并返回该被删除的数据keySet()，解决遍历问题，以set集合的形式返回此映射的所有键名put(K key, V value)，将一个键值对关系存入此映射中，如果此键名在此映射中已有对应的数据，则返回旧数据，否则返回nullcontainsKey(Object key)，如果此映射包含指定键的映射，则返回 true 。containsValue(Object value)，如果此映射将一个或多个键映射到指定值，则返回 truesize（），获取此映射中键值对的数量介绍：基于哈希表的Map接口的实现，可以构造哈希表
特点：
线程不同步 ，允许键值为null构造方法：
HashMap()，构造一个空HashMap，使用默认初始容量（16）和默认加载因子（0.75）HashMap(int initialCapacity)，构造一个空HashMap，使用初始容量（initialCapacity）和默认加载因子（0.75），建议对于大量数据存储，给定一个合适的初始容量，可以降低扩容次数，减少内存消耗哈希表的存储原理方式详解:
1.调用HashMap的put（K key，V value），传入要存储的键值对数据 2.然后判断此哈希表是否为空的表，如果空则扩容，不空进行下一步 3.获取key值的哈希值（null为0） 4.然后哈希值对哈希表长度取余，得到的即要存储的哈希桶的位置，如果该位置没有数据，则直接插入，如果有数据，下一步 5.判断这个桶中的key是否与新加入的key相等，如果相等，则直接修改value，如果不相等，说明是新键值对，下一步 6.然后此时桶中的数据结构是否是红黑树结构，是则直接插入，不是红黑树则是链表，遍历链表插入，插入后判断链表长度是否>8,大于8则转变成红黑树 7.最后数据插入完毕后，判断哈希表长度决定是否扩容
哈希表相关类的区别：
HashMap：线程不安全，效率高HashTable：线程安全，效率低ConcurrentHashMap：采用分段锁机制（即将正在操作的哈希桶范围锁住，不允许同步操作，将未操作的剩余哈希桶范围放开，允许一个新线程进来操作），效率相对较高TreeMap：有顺序（从小到大）二叉树结构存储键值LinkedHashMap：将数据同时存入一个双向链表和HashMap，可以保存存储的顺序哈希表类常用的存取代码：
HashMap<Integer,String> hashMap = new HashMap<Integer, String>(); hashMap.put(1,"这是第一条"); hashMap.put(2,"这是第二条"); hashMap.put(3,"这是第三条"); //获取单个的数据 System.out.println(hashMap.get(2));//这是第二条 /* 获取所有的键和数据(方法1)：通过key转换的set集挨个单独获取 */ //先将所有数据的键值转换成set集 Set<Integer> integers = hashMap.keySet(); //对set集进行迭代器遍历输出键值 for(int key:integers){ System.out.print(key+ ",");//1,2,3 System.out.println(); } //对set集进行迭代器遍历输出键值所对应的数据 for(int key:integers){ System.out.print(hashMap.get(key)+ ",");//这是第一条,这是第二条,这是第三条 System.out.println(); } /* 获取所有的键和数据(方法2)：通过value转换的collection集直接输出 */ Collection<String> values = hashMap.values(); for(String value:values){ System.out.print(value+ ",");//这是第一条,这是第二条,这是第三条 System.out.println(); }都学习到这里了，不妨点击一个关注吧~
