Java集合框架提供了一套性能优良，使用方便的接口和类，他们位于java.util包中。
Collections 类提供了对集合进行排序，遍历等多种算法实现！
- Collection 接口存储一组不唯一，无序的对象
- List 接口存储一组不唯一，有序的对象。
- Set 接口存储一组唯一，无序的对象
- Map 接口存储一组键值对象，提供key到value的映射
- ArrayList实现了长度可变的数组，在内存中分配连续的空间。遍历元素和随机访问元素的效率比较高
- LinkedList采用链表存储方式。插入、删除元素时效率比较高
- HashSet:采用哈希算法实现的Set
HashSet的底层是用HashMap实现的，因此查询效率较高，由于采用hashCode算法直接确定 元素的内存地址，增删效率也挺高的。
1、ArrayList概述
1.ArrayList是可以动态增长和缩减的索引序列，它是基于数组实现的List类。
2.该类封装了一个动态再分配的 Object[] 数组，每一个类对象都有一个capacity【容量】属性，表示 它们所封装的Object[]数组的长度，当向ArrayList中添加元素时，该属性值会自动增加。如果想ArrayList中添加大量元素，可使用ensureCapacity方法一次性增加capacity，可以减少增加重分配的次数提高性能。
3.ArrayList的用法和Vector向类似，但是Vector是一个较老的集合，具有很多缺点，不建议使用。
另外，ArrayList和Vector的区别是：ArrayList是线程不安全的，当多条线程访问同一个ArrayList集合时，程序需要手动保证该集合的同步性，而Vector则是线程安全的。
ArrayList和Collection的关系：
2、ArrayList的数据结构
ArrayList的数据结构是：
说明：底层的数据结构就是数组，数组元素类型为Object类型，即可以存放所有类型数据。我们对ArrayList类的实例的所有的操作底层都是基于数组的。
3、ArrayList源码分析
继承结构和层次关系
public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable{
}ArrayList extends AbstractList
AbstractList extends AbstractCollection
为什么要先继承AbstractList，而让AbstractList先实现List？而不是让ArrayList直接实现List？
这里是有一个思想，接口中全都是抽象的方法，而抽象类中可以有抽象方法，还可以有具体的实现方法，正是利用了这一点，让AbstractList是实现接口中一些通用的方法，而具体的类，如ArrayList就继承 这个AbstractList类，拿到一些通用的方法，然后自己在实现一些自己特有的方法，这样一来，让代码更 简洁，就继承结构最底层的类中通用的方法都抽取出来，先一起实现了，减少重复代码。所以一般看到 一个类上面还有一个抽象类，应该就是这个作用。
ArrayList实现了哪些接口？
List接口： 我们会出现这样一个疑问，在查看了ArrayList的父类 AbstractList也实现了List接口，那为什么子类ArrayList还是去实现一遍呢？
这其实是一个mistake[失误]，因为他写这代码的时候觉得这个会有用处，但是其实并没什么用，但因为没什么影响，就一直留到了现在。
RandomAccess接口： 这个是一个标记性接口，通过查看api文档，它的作用就是用来快速随机存取， 有关效率的问题，在实现了该接口的话，那么使用普通的for循环来遍历，性能更高，例如ArrayList。而没有实现该接口的话，使用Iterator来迭代，这样性能更高，例如linkedList。所以这个标记性只是为了 让我们知道我们用什么样的方式去获取数据性能更好。
Cloneable接口： 实现了该接口，就可以使用Object.Clone()方法了。
Serializable接口： 实现该序列化接口，表明该类可以被序列化，什么是序列化？简单的说，就是能够 从类变成字节流传输，然后还能从字节流变成原来的类。
构造方法
- 无参构造方法
//ArrayList中储存数据的其实就是一个数组，这个数组就是elementData.
public ArrayList() {
super(); //调用父类中的无参构造方法，父类中的是个空的构造方法
this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
//EMPTY_ELEMENTDATA：是个空的Object[]， 将elementData初始化，elementData 也是个Object[]类型。空的Object[]会给默认大小10，等会会解释什么时候赋值的。
}- 有参构造方法 1
public ArrayList(int initialCapacity) {
if (initialCapacity > 0) {
将自定义的容量大小当成初始化 initialCapacity 的大小
this.elementData = new Object[initialCapacity];
} else if (initialCapacity == 0) {
this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA; //等同于无参构造方法
} else {
判断如果自定义大小的容量小于0，则报下面这个非法数据异常
throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+initialCapacity);
}
}- 有参构造方法 2
public ArrayList(Collection<? extends E> c) {
elementData = c.toArray(); //转换为数组
//每个集合的toarray()的实现方法不一样，所以需要判断一下，如果不是Object[].class类型，那么久需要使用ArrayList中的方法去改造一下。
if ((size = elementData.length) != 0) {
if (elementData.getClass() != Object[].class)
elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
} else {
this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
}
}核心方法-add
boolean add(E)
public boolean add(E e) {
//确定内部容量是否够了，size是数组中数据的个数，因为要添加一个元素，所以size+1，先判 断size+1的这个个数数组能否放得下，就在这个方法中去判断是否数组.length是否够用了。
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
elementData[size++] = e; //在数据中正确的位置上放上元素e，并且size++
return true;
}void add(int，E)
public void add(int index, E element) {
//检查index也就是插入的位置是否合理。
rangeCheckForAdd(index);
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
//这个方法就是用来在插入元素之后，要将index之后的元素都往后移一位，
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
size - index);
//在目标位置上存放元素
elementData[index] = element;
size++;
}List < Integer > lists = new ArrayList< Integer >;
lists.add(8);
说明：初始化lists大小为0，调用的ArrayList()型构造函数，那么在调用lists.add(8)方法时，会经过怎样的步骤呢？下图给出了该程序执行过程和最初与最后的elementData的大小。
说明：我们可以看到，在add方法之前开始elementData = {}；调用add方法时会继续调用，直至grow，最后elementData的大小变为10，之后再返回到add函数，把8放在elementData[0]中。
List< Integer > lists = new ArrayList< Integer >(6);
lists.add(8);
在调用add方法之前，elementData的大小已经为6，之后再进行传递，不会进行扩容处理。
核心方法-remove
remove(int)：通过删除指定位置上的元素。
remove(Object)：这个方法可以看出来，arrayList是可以存放null值得。
clear()：将elementData中每个元素都赋值为null，等待垃圾回收将这个给回收掉，所以叫clear
removeAll(collection c)
batchRemove(xx,xx)：用于两个方法
removeAll()：它只清楚指定集合中的元素，retainAll() ：用来测试两个集合是否有交集。
remove函数，用户移除指定下标的元素，此时会把指定下标到数组末尾的元素向前移动一个单 位，并且会把数组最后一个元素设置为null，这样是为了方便之后将整个数组不被使用时，会被GC，可以作为小的技巧使用。
其他方法
【set()方法】
public E set(int index, E element) {
// 检验索引是否合法
rangeCheck(index);
// 旧值
E oldValue = elementData(index);
// 赋新值
elementData[index] = element;
// 返回旧值
return oldValue;
}【indexOf()方法】
说明：从头开始查找与指定元素相等的元素，注意，是可以查找null元素的，意味着ArrayList中可以存放null元素的。与此函数对应的lastIndexOf，表示从尾部开始查找。
// 从首开始查找数组里面是否存在指定元素
public int indexOf(Object o) {
if (o == null) { // 查找的元素为空
for (int i = 0; i < size; i++) // 遍历数组，找到第一个为空的元素，返回下标
if (elementData[i]==null)
return i;
} else { // 查找的元素不为空
for (int i = 0; i < size; i++) // 遍历数组，找到第一个和指定元素相等的元素，返回下标
if (o.equals(elementData[i]))
return i;
}
// 没有找到，返回空
return -1;
}【get()方法】
public E get(int index) {
// 检验索引是否合法
rangeCheck(index);
return elementData(index);
}get函数会检查索引值是否合法（只检查是否大于size，而没有检查是否小于0），值得注意的是，在get函数中存在element函数，element函数用于返回具体的元素，具体函数如下：
E elementData(int index) {
return (E) elementData[index];
}总结
1）arrayList可以存放null。
2）arrayList本质上就是一个elementData数组。
3）arrayList区别于数组的地方在于能够自动扩展大小，其中关键的方法就是gorw()方法。4）arrayList中removeAll(collection c)和clear()的区别就是removeAll可以删除批量指定的元素，而clear是全是删除集合中的元素。
5）arrayList由于本质是数组，所以它在数据的查询方面会很快，而在插入删除这些方面，性能下降很多，有移动很多数据才能达到应有的效果
6）arrayList实现了RandomAccess，所以在遍历它的时候推荐使用for循环。