在實際開發中，陣列的出現頻率並不高，因為陣列有一個很大的缺陷：陣列長度固定。所以從JDK1.2開始，為了解決Java陣列長度的問題，提供了動態的陣列實現框架——Java集合類框架。

  Java集合類框架實際上就是針對於資料結構的一種實現。

  在Java的集合類庫裡面(java.util)包含了兩個核心介面，Collection與Map。本次我們介紹的是Collection介面。

1. Collecion介面

  首先我們看一下JDK給出的Collection介面定義：

public interface Collection<E> extends Iterable
 
<E>

  Collection介面是一個泛型介面，可以很好的避免向下轉型時的ClassCastException異常。並且繼承了Iterable介面，繼承該介面的用途下面會講到。

  另外，Collection介面是儲存單個數據的集合最大父介面。即Collection集合每次只能儲存一個數據，這個資料可以是基本資料型別，自定義資料型別(自定義的類也可以)，但每次只能儲存一個，不能一次儲存多個，但可以儲存多次啊。而且，實現Collection介面的子類也遵循該性質。

  Collection介面定義瞭如下常用方法：

// 返回集合長度
public int size();

// 集合是否為空，空返回true，反之false
 

public boolean isEmpty();

// 集合中是否包含指定元素
boolean contains(Object o);

// 返回一個Iterator介面物件，用於集合的輸出，後面會講
Iterator<E> iterator();

// 將集合程式設計物件陣列返回
Object[] toArray();

// 將指定元素新增進集合中
boolean add(E e);

// 在集合中刪除指定元素
boolean remove(Object o);

  雖然Collection介面定義瞭如此眾多的方法，但是在實際工程中我們並不會直接使用它，而是使用它的子介面List，Set。

  Colletion介面繼承關係如下：

  Collection介面中定義的方法，子介面都有。

2. List介面

  我們首先看看List介面的定義：

public interface List<E> extends Collection<E>

  在實際開發中，List介面的使用佔到了Collection集合系列的80%以上，在進行集合處理的時候，優先使用List介面。

  因為在List介面中定義了兩個很有用的擴充方法：

// 取得集合中指定下標的元素
E get(int index);

// 設定集合中指定下標元素
E set(int index, E element);

  List介面有三個常用子類，分別為ArrayList，Vector，LinkedList。

  繼承關係如下：

  接下來我們詳細介紹一下這三個子類。

2.1 ArrayList類(重要)

  ArrayList類可以新增重複的元素，也可以裝入空(null)。

  ArrayList是針對List介面的一個實現類，底層由陣列實現，對應資料結構中的順序表。因為它是Collection介面的實現類，所以自然是可以自動擴容，長度可變的。

  JDK給出的ArrayList類定義以及常用方法：

// 類定義
public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
        implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable

// List介面的擴充get方法
public E get(int index)

// List介面的擴充set方法
public E set(int index, E element)

  關於ArrayList類中方法的具體實現大家可以參考一下這篇文章:

  我們看下面的例子：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 定義元素型別為String的ArrayList集合類
        List<String> list = new ArrayList<>();
        // 給集合類中新增元素，使用Collectio介面中定義的方法add
        list.add("hello");
        list.add("world");
        list.add("hello");
        list.add("java");
        list.add(null);
        // 這裡為了簡單起見，我們直接列印集合類，實際上，我們應該使用Iterator介面的物件進行集合類的輸出
        System.out.println(list);   
    }
}

執行結果：

  這也證明了ArrayList可以新增重複元素和null。

  我們再測試一下ArrayList的其他方法

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 定義元素型別為String的ArrayList集合類
        List<String> list = new ArrayList<>();
        // 給集合類中新增元素，使用Collectio介面中定義的方法add
        list.add("hello");
        list.add("world");
        list.add("hello");
        list.add("java");
        list.add(null);

        // size()
        System.out.println("list size is : "+list.size());
        // isEmpty()
        System.out.println("list.isEmpty(): "+list.isEmpty());
        // remove()
        System.out.println("list.remove(): "+list.remove("world"));
        System.out.println("after remove [world] :"+list);
        // contains()
        System.out.println("list.contains(): "+list.contains("world"));

        // get()方法進行集合元素輸出
        System.out.println("print by list.get() :");
        for(int i = 0; i < list.size(); i++) {
            System.out.println(list.get(i));
    }
}

執行結果：

  另外注意一點的就是，我們宣告ArrayList的時候的格式為：

List<T> list = new ArrayList<>();

  最好不要採用：

Collection<T> list = new ArrayList<>();

  雖然ArrayList是Collection介面的實現子類，但是List接口裡對Collection介面進行了方法的擴充，而且這樣的轉換還要設計向下轉型，所以最好使用List介面進行ArrayList物件的接收。

  ArrayList集合類除了接收基本資料型別，也可以接收自定義資料型別，如下面的例子：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

class Person {
    public int age;
    public String name;
    public Person(String name, int age) {
        super();
        this.age = age;
        this.name = name;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "[name: "+this.name+", age: "+this.age+"]";
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 定義元素型別為String的ArrayList集合類
        List<Person> list = new ArrayList<>();
        // 給集合類中新增元素，使用Collectio介面中定義的方法add
        list.add(new Person("xucc", 10));
        list.add(new Person("lixx", 10));
        list.add(new Person("zhss", 10));

        // get()方法進行集合元素輸出
        System.out.println("print by list.get() :");
        for(int i = 0; i < list.size(); i++) {
            System.out.println(list.get(i));
        }
    }
}

執行結果：

  最後要注意一點：ArrayList類的remove，contains都呼叫了物件的equals方法，如果沒有覆寫equals至想要的效果，會導致這兩個方法無法判斷出指定的物件，導致結果出現偏差。

2.2 Vector類(使用較少)

  Vector類是JDK1.0提出的，而上面介紹了的ArrayList是JDK1.2提出的。它的定義如下：

public class Vector<E>
    extends AbstractList<E>
    implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable

  Vector類的的使用方法，底層實現形式都與ArrayList類一致，這裡就不做贅述了。但是在細節上，兩者還是有很大差距的：

• ArrayList是非同步處理，效能更高。而Vector是同步處理，效能較低。
• ArrayList是非執行緒安全，Vector是執行緒安全(Vector執行緒安全的手段非常暴力，即所有的方法全加鎖，為synchronized方法，雖然很安全，但這也導致了Vector效率極其低下)。
• 在輸出形式上，ArrayLit支援Iterator，ListIterator，foreach三中輸出方式。Vector擁有這三種之外，還多了一種，Enumeration(列舉輸出)

  在以後使用的時候優先考慮ArrayList，因為其效能更高，實際開發時很多時候也是每個執行緒擁有自己獨立的集合資
源。如果需要考慮同步也可以使用concurrent包提供的工具將ArrayList變為執行緒安全的集合。

  雖然日常中Vector的出場率不高，但是它卻有一個很重要的子類——Stack類。

2.3 LinkedList類

  LinkedList的底層實現為雙鏈表，使用發發與ArrayList一模一樣。

  定義如下：

public class LinkedList<E>
    extends AbstractSequentialList<E>
    implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable

  ArrayList封裝的是陣列，LinkedList封裝的是連結串列。

  ArrayList的remove時間複雜度為O(n)，效率較低，但是查詢一個元素get時間複雜度為O(1)。

  LinkedList的remove時間複雜度O(1)，效率高，但是查詢一個元素get時間複雜度為O(n)。