一、Math

1、两个常量：
(1)E：自然对数的底数，2.718
(2)PI：圆周率，3.141592653589793

2、常用方法：
(1)abs(数字类型) 求绝对值
(2)cbrt(double d) 开立方
(3)sqrt(double d) 开平方
(4)ceil(double d) 向上取整
(5)floor(double d) 向下取整
(6)max(int a, int b) 求最大值
(7)min(int a, int b) 求最小值
(8)pow(int a, int b) 求a的b次方
(9)random() 返回[0.0, 1.0)的随机数
(10)round(double d) 四舍五入，负数部分可以看成”五舍六入”

二、集合概述

（一）对象类型的数组
1、定义一个数组，里面存储的都是某个类型的对象，对象是引用数据类型，所以数组中存储的是这些对象的地址值

2、集合：也是一个类似数组的统一存储、管理数据的容器，**集合只能存储引用数据类型，不能存储基本数据类型，**就好像是对象数组

代码示例

public class Demo02_InstanceArray {public static void main(String[] args) {//数组创建在堆内存中//对象也创建在堆内存中，并且对象具有地址//数组存储的不再是对象本身，而是对象的地址Person[] arr = {new Person("张三", 23),new Person("李四", 24),new Person("王五", 25),new Person("赵六", 26)};
}
}

（二）集合的由来

1、对象数组的不足：
(1)无法扩展：数组本身长度固定，一旦创建无法更改
(2)结果：每次要添加一个新的元素，都需要创建一个更大的新数组，将原数组的内容填入新数组，并且填入新加入的元素，长此以往非常麻烦。并且这些操作和我们实际开发中的业务逻辑并不相关
(3)所有关于数组操作的业务逻辑都需要自己去定义，并且自己定义的操作还不全面

2、集合的优势：
(1)可扩展：底层会自动增长，不用我们主动操作进行扩展，避免了不必要的麻烦
(2)集合中定义了大量的操作集合的方法，这些方法还十分易用，为我们操作集合提供了便利
(3)集合存储的全是引用数据类型，及对象，也利于我们面向对象编程思想
(4)不带泛型的集合可以存储各种类型的数据

（三）集合和数组的区别

1、共同点：
(1)都是用于存储和管理数据的容器
(2)零散的变量不便于操作和存储，使用一个容器统一管理，容器都具有索引或者类似索引的标志，便于查找和管理数据

2、不同点：

(1)存储内容不同：
1)数组既能够存储基本数据类型，也能够存储引用数据类型
2)集合只能存储引用数据类型，就算添加的时候是基本数据类型，存储在集合中也是基本数据类型包装类的对象

(2)存储的数量不同：
1)数组创建出来后，大小不可变，数组容量有多大，就能存储多少数据
2)集合底层可以自动增长，容量可变
(3)方法不同：
1)数据只能使用Object类型的方法和一个length
2)集合中有大量易用的方法

（四）集合的体系结构
1、集合分类：
(1)单列集合：每个元素都是一个单独的个体，就类似数组一样
(2)双列集合：每个操作都针对一对数据进行，以一对数据为单位
2、单列集合的体系结构：

3、双列集合的体系结构：

三、Collection接口

（一）概述和常用方法

1、Collection，接口名，含义：收集、集合

2、单列集合的顶层接口，定义了所有单列集合共性的功能

3、Collection是接口无法创建对象，所以为了学习，我们先使用实现类ArrayList创建对象，进行功能的使用：接口Collection的引用，指向实现类ArrayList的对象

4、常用方法：
(1)add(Object obj)：将obj元素添加到集合中
(2)remove(Object obj) 将obj元素从集合中删除
(3)clear() 清空集合
(4)isEmpty() 判断集合是否为空
(5)contains(Object obj) 判断集合是否包含指定元素
(6)size() 返回集合元素个数

代码示例

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;public class Demo03_Collection {public static void main(String[] args) {Collection list = new ArrayList();//System.out.println(list);list.add("abc");list.add("abc");list.add(123);list.add(123);list.add(3.5);list.add(3.5);list.add(false);list.add(false);list.add(true);System.out.println(list.size());//System.out.println(list.contains(123));/*System.out.println(list);list.remove(true);System.out.println(list);list.clear();System.out.println(list);System.out.println(list.isEmpty());*/
}
}

（二）Collection的第一种遍历方式

1、toArray() 将集合中的元素添加到一个数组并且返回

2、调用此方法，将集合元素存入数组返回数组，再对数组进行遍历即可

代码示例

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;public class Demo04_PrintCollection {
public static void main(String[] args) {Collection list = new ArrayList();list.add(123);list.add(123);list.add(3.5);list.add(3.5);list.add("abc");list.add("abc");list.add(false);list.add(false);list.add(true);list.add(true);list.add('a');list.add('q');//1.将集合转为数组Object[] arr = list.toArray();//2.遍历数组for (int i = 0; i < arr.length; i++) {System.out.print(arr[i] + " ");}
}

}

（三）Collection中带All的方法

1、addAll(Collection list) 将参数几何的元素全部添加到调用者集合中

2、containsAll(Collection list) 判断调用者集合中是否包含参数几何的所有元素，如果是就返回true，否则为false

3、removeAll(Collection list) 从调用者集合中删除和参数几何相同的那些元素

4、retainAll(Collection list) 仅在调用者集合中保留和参数几何重复的元素

代码示例

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;public class Demo05_AllMethod {public static void main(String[] args) {Collection list1 = new ArrayList();list1.add("abc");list1.add("def");list1.add("ghi");list1.add("jkl");list1.add("mno");list1.add("123");list1.add("456");list1.add("789");list1.add("???");Collection list2 = new ArrayList();list2.add("ghi");list2.add("jkl");list2.add("mno");list1.retainAll(list2);System.out.println(list1);}public static void test3() {Collection list1 = new ArrayList();list1.add("abc");list1.add("def");list1.add("ghi");list1.add("jkl");list1.add("mno");list1.add("123");list1.add("456");list1.add("789");list1.add("???");Collection list2 = new ArrayList();list2.add("==");list1.removeAll(list2);System.out.println(list1);
}public static void test2() {Collection list1 = new ArrayList();list1.add("abc");list1.add("def");list1.add("ghi");list1.add("jkl");list1.add("mno");Collection list2 = new ArrayList();list2.add("abc");list2.add("def");list2.add("ghi");list2.add("jkl");list2.add("mno");System.out.println(list1.containsAll(list2));
}public static void test1() {Collection list1 = new ArrayList();list1.add(123);list1.add(123);list1.add(3.5);list1.add(3.5);list1.add("abc");list1.add("abc");list1.add(false);list1.add(false);list1.add(true);list1.add(true);list1.add('a');list1.add('q');Collection list2 = new ArrayList();list2.add("@@@");list2.add("@#$%^&*");list2.add("*****");list2.add("!!!!!!!!");list2.add("+++++++");System.out.println(list1);list1.addAll(list2);System.out.println(list1);
}
}

（四）集合的第二种遍历方式：迭代器

1、迭代：更迭、更新换代，从一个到另一个的过程

2、迭代器：专门用于将集合中的元素，一个到另一个迭代的对象

3、迭代器的获取：集合内部就有一个可以迭代自己的对象，我们直接从集合获取即可
(1)调用iterator()方法，返回一个迭代器对象

4、迭代器的使用：获取到的迭代器是Iterator接口的实现类对象，在迭代器接口中由相应的方法
(1)hasNext() 判断是否有下一个可以迭代的元素，如果有，就返回true
(2)next() 获取集合中的下一个元素
(3)remove() 删除集合中迭代器正在遍历的那个元素

5、迭代器使用的注意事项：
(1)hasNext() 每次只能判断下一个元素是否存在
(2)next() 每次只能获取一个元素并且将迭代器向下一个元素移动一个位置
(3)调用一次hasNext()方法只能调用一次next()方法
(4)如果调用一次hasNext()就调用多次next()会出现NoSuchElementException（没有当前元素异常）

代码示例

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Iterator;public class Demo06_Iterator {public static void main(String[] args) {Collection list = new ArrayList();list.add(new Person("张三", 23));list.add(new Person("李四", 24));list.add(new Person("王五", 25));//list.add(new Person("赵六", 26));//1.获取当前集合的迭代器对象Iterator it = list.iterator();//2.迭代器遍历while(it.hasNext()) {Object obj = it.next();Person p = (Person)obj;System.out.println(p.getName() + "..." + p.getAge());//System.out.println(((Person)it.next()).getName() + "..." + ((Person)it.next()).getAge());}}public static void test1() {Collection list = new ArrayList();list.add("abc");list.add("abc");list.add(123);list.add(123);list.add(3.5);list.add(3.5);list.add(false);list.add(false);list.add(true);//1.获取迭代器对象：迭代器遍历集合，所有动作由迭代器完成Iterator it = list.iterator();//2.调用hasNext()方法判断是否有下一个元素可以迭代while(it.hasNext()) {Object obj = it.next();if("abc".equals(obj)) {it.remove();}}
}
}

四、List接口

（一）概述

1、是Collection的子接口

2、特点：
(1)有序：元素的存储顺序和获取顺序保持一致
(2)可重复：允许存储重复元素
(3)可重复的原因：有索引。因为对于重复的元素，具有不同的索引来区分

3、特有方法：
(1)add(int index, Object obj) 将指定元素插入到集合的指定位置
(2)remove(int index) 删除指定索引上的指定元素
(3)set(int index, Object obj) 用指定元素替换指定索引上原有的元素
(4)get(int index) 返回指定索引上的元素

代码示例

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;public class Demo07_List {public static void main(String[] args) {List list = new ArrayList();list.add("abc");list.add("abc");list.add(123);list.add(123);list.add(3.5);list.add(3.5);list.add(false);list.add(false);list.add(true);System.out.println(list);//list.add(9, "???");//list.remove(4);//list.set(0, "=============");System.out.println(list.get(list.size() - 1));System.out.println(list);
}
}

（二）第三种遍历方式

1、针对List集合特有的遍历方式，Collection中不一定能用，Set中一定不能用

2、可以通过size方法获取到集合的长度，进而就能得到List集合的索引范围，再配合get方法，就能获取到每一个索引对应的每一个元素了

代码示例

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;public class Demo08_PrintList {public static void main(String[] args) {List list = new ArrayList();list.add("abc");list.add("abc");list.add(123);list.add(123);list.add(3.5);list.add(3.5);list.add(false);list.add(false);list.add(true);for(int i = 0; i < list.size(); i++) {System.out.println(list.get(i));}
}
}

（三）并发修改异常

1、ConcurrentModificationException
并发 修改 异常

2、出现原因：在使用迭代器对象遍历集合的时候，通过集合对象操作集合

3、避免方式：
(1)集合遍历集合修改
(2)迭代器遍历迭代器修改

4、List集合特有的迭代器：ListIterator
(1)迭代便利操作：和以前一样
(2)迭代增加：在ListIterator中有add方法，可以向集合中添加元素
(3)ListIterator是Iterator的子接口
(4)在List集合中要调用方法获取这个迭代器，方法：listIterator()

代码示例

import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
import java.util.ListIterator;/*** 定义一个List集合，在集合中添加若干个元素，* 其中有一个元素是"def"，当遍历集合遇到* "def"时，向集合中添加元素"666"* * @author Zihuatanejo**/
public class Demo09_ConcurrentModificationException {public static void main(String[] args) {List list = new ArrayList();list.add("abc");list.add("qwe");list.add("[][]");list.add("qwe");list.add("iuo");list.add("def");list.add("iuo");list.add("iuo");list.add("[][]");System.out.println(list);for (int i = 0; i < list.size(); i++) {Object obj = list.get(i);if("def".equals(obj)) {list.add("666");}}/*Iterator it = list.iterator();while(it.hasNext()) {Object obj = it.next();if("def".equals(obj)) {list.add("666");}}*//*ListIterator lit = list.listIterator();while(lit.hasNext()) {Object obj = lit.next();if("def".equals(obj)) {lit.add("666");}}*/System.out.println(list);
}
}

五、List的实现类

（一）概述

1、List是一个接口，无法直接创建对象，所以根据底层实现的不同，具有不同的实现类

2、Vector：数组实现，顺序存储

3、ArrayList：数组实现，顺序存储

4、LinkedList：链表实现，节点存储

（二）Vector

1、在JDK1.0版本出现，这个类已经过时，在JDK1.2被ArrayList取代

2、特点：
(1)线程安全，效率低
(2)顺序存储，增删较慢

3、特有方法：
(1)addElement(Object obj) 向集合中添加元素
(2)removeElement(Object obj) 删除集合中的元素
(3)elements() Vector的枚举对象（迭代器）

4、特有的遍历方式：
(1)使用elements方法获取Enumeration对象
(2)使用获取到的对象调用hasMoreElements方法判断是否有下一个元素
(3)使用获取到的对象调用nextElement方法获取下一个元素

代码示例

import java.util.Enumeration;
import java.util.Vector;public class Demo10_Vector {public static void main(String[] args) {Vector v = new Vector();v.addElement("abc");v.addElement("abc");v.addElement("def");v.addElement("def");v.addElement(123);v.addElement(123);v.addElement(6.6);v.addElement(6.6);v.addElement(6.6);/*System.out.println(v);v.removeElement("def");System.out.println(v);*/Enumeration e = v.elements();while(e.hasMoreElements()) {System.out.println(e.nextElement());}
}
}

（三）ArrayList

1、也是List接口的一个实现类

2、没有什么特有的方法

3、存储方式：
(1)数组实现，顺序存储
(2)增删慢，查询快
(3)通过物理内存结构实现位置关系，来表达逻辑顺序的相临

（四）LinkedList

1、List接口的实现类

2、存储方式：
(1)节点实现，链式存储
(2)不是通过物理结构实现相临关系，是通过逻辑顺序实现的相临关系
(3)每个节点中，既存储了元素，又存储了相临节点的地址，通过地址实现前后的逻辑顺序
3、图示：

4、特点：
(1)查询速度慢：需要根据前面的节点来获取后一个节点的地址，前面所有的节点都要访问一遍，节点数量越多，查询速度越慢
(2)增删速度快：增加或者删除一个元素，只需要修改相邻接点中的地址即可

5、LinkedList特有的方法：由于底层的特性，专门针对性的提供了在头部尾部增删的操作：
(1)addFirst(Object obj) 将指定元素插入到列表头部
(2)addLast(Object obj) 将指定元素插入到列表尾部
(3)removeFirst() 删除头部元素并且返回
(4)removeLast() 删除尾部元素并且返回
(5)getFirst() 返回头部元素
(6)getLast() 返回尾部元素

代码示例

import java.util.LinkedList;public class Demo11_LinkedList {public static void main(String[] args) {LinkedList list = new LinkedList();list.addFirst("a");list.addFirst("b");list.addFirst("c");list.addFirst("d");list.addFirst("e");System.out.println(list);//edcbalist.addLast("x");list.addLast("y");list.addLast("z");System.out.println(list);//System.out.println(list.removeFirst());System.out.println(list.removeLast());System.out.println(list);System.out.println(list.getFirst());System.out.println(list.getLast());}
}

（五）练习1
比较ArrayList和LinkedList在头部增删的效率

代码示例

import java.util.ArrayList;
import java.util.LinkedList;//比较ArrayList和LinkedList在头部增删的效率
public class Demo12_Exercise1 {public static final int NUM = 100000;public static void main(String[] args) {/*test1();test2();*/test3();test4();}public static void test4() {LinkedList list = new LinkedList();for (int i = 1; i <= NUM; i++) {list.add(i);}long start = System.currentTimeMillis();for (int i = 0; i < NUM; i++) {list.removeFirst();}long end = System.currentTimeMillis();System.out.println("LinkedList:" + (end - start));
}public static void test3() {ArrayList list = new ArrayList();for (int i = 1; i <= NUM; i++) {list.add(i);}long start = System.currentTimeMillis();for (int i = 0; i < NUM; i++) {list.remove(0);}long end = System.currentTimeMillis();System.out.println("ArrayList:" + (end - start));
}public static void test2() {LinkedList list = new LinkedList();long start = System.currentTimeMillis();for (int i = 1; i <= NUM; i++) {list.addFirst(i);}long end = System.currentTimeMillis();System.out.println("LinkedList:" + (end - start));
}public static void test1() {ArrayList list = new ArrayList();long start = System.currentTimeMillis();for (int i = 1; i <= NUM; i++) {list.add(0, i);}long end = System.currentTimeMillis();System.out.println("ArrayList:" + (end - start));
}

}

（六）练习2
比较ArrayList和LinkedList在查询元素的效率

代码示例

import java.util.ArrayList;
import java.util.LinkedList;/*** 比较ArrayList和LinkedList在查询元素的效率* * @author Zihuatanejo**/
public class Demo13_Exercise2 {public static final int NUM = 100000;public static void main(String[] args) {test1();test2();
}public static void test2() {LinkedList list = new LinkedList();for (int i = 1; i <= NUM; i++) {list.add(i);}long start = System.currentTimeMillis();for (int i = 0; i < NUM; i++) {list.get(i);}long end = System.currentTimeMillis();System.out.println("LinkedList:" + (end - start));
}public static void test1() {ArrayList list = new ArrayList();for (int i = 1; i <= NUM; i++) {list.add(i);}long start = System.currentTimeMillis();for (int i = 0; i < NUM; i++) {list.get(i);}long end = System.currentTimeMillis();System.out.println("ArrayList:" + (end - start));
}
}