Java 集合

发布时间：2023年12月18日

Java集合框架概述

集合、数组都是对多个数据进行存储操作的结构，简称Java容器。

使用Array存储对象方面具有一些弊端而Java集合就像一种容器，可以动态地把多个对象的引用放入容器中。

此时的存储，主要指的是内存层面的存储，不涉及到持久化的存储

数组在存储数据方面的特点：

一旦初始化以后，其长度就确定了。
数组一旦定义好，其元素的类型也就确定了。我们也就只能操作指定类型的数据了。比如:String[] arr;int[ ] arr1;object[] arr2;

数组在存储数据方面的缺点：

一旦初始化后，其长度就不可改变
数组中提供的方法非常有限，对于添加、删除、插入数据等操作，非常不便。同时效率不高。
获取数组中实际元素的个数的需求，数组没有现成的属性或方法可用
数组存储数据的特点:有序、可重复。对于无序、不可重复的需求，不能满足。

Java集合可分为Collection 和 Map两种体系

Collection接口

定义了存取一组对象的方法的集合重复的集合单列集合，用来存储一个个的对象

|----Collection接口：单列集合，用来存储一个一个的对象

|----List接口：存储有序的、可重复的数据。 -->“动态”数组,替换原有的数组
|----ArrayList：作为List接口的主要实现类；线程不安全的，效率高；底层使用Object[] elementData存储

transient:不序列化
|----LinkedList：对于频繁的插入、删除操作，使用此类效率比ArrayList高；底层使用双向链表存储
|----Vector：作为List接口的古老实现类；线程安全的，效率低；底层使用Object[] elementData存储

List 元素有序、可单列数据， ----->"动态数组"
Set元素无序、不可重复的集合 --------->高中讲的集合

Collection方法

不适合用remove()删除数据

要求:向Collection接口的实现类的对象中添加数据obj时，要求obj所在类要重写equals().

add(Object e):将元素e添加到集合coll中
size(),获取添加的元素的个数
addAll(Collection coll1) :将coll1中的元素添加到当前的集合中
clear():清空集合元素
isEmpty():判断集合是否为空

? @Test
? ? ?public void test(){
? ? ? ? ?Collection coll = new ArrayList();
??
? ? ? ? ?//add(Object e):将元素e添加到集合coll中
? ? ? ? ?coll.add("AA");
? ? ? ? ?coll.add("BB");
? ? ? ? ?coll.add(123);
? ? ? ? ?coll.add(new Date());
? ? ? ? ?System.out.println(coll);
? ? ? ? ?//size(),获取添加的元素的个数
? ? ? ? ?System.out.println(coll.size());//4
? ? ? ? ?//addAll(Collection coll1) :将coll1中的元素添加到当前的集合中
? ? ? ? ?Collection coll1 = new ArrayList();
? ? ? ? ?coll1.add(456);
? ? ? ? ?coll1.add("DD");
? ? ? ? ?coll1.addAll(coll);
? ? ? ? ?System.out.println(coll1.size());//6
??
? ? ? ? ?//clear():清空集合元素
? ? ? ? ?coll.clear();
? ? ? ? ?System.out.println(coll.size());//0
? ? ? ? ?//isEmpty():判断集合是否为空
? ? ? ? ?System.out.println(coll.isEmpty()); ?//true
? ?  }

contains(Object obj) : 判断当前集合中是否包含obj 我们在判断时会调用obj对象所在类的equals()
containsAll(Collection coll2) ：判断形参coLl1中的所有元素是否都存在于当前集合中.

@Test
? ? ?public void test(){
? ? ? ? ?Collection coll = new ArrayList();
? ? ? ? ?coll.add(456);
? ? ? ? ?coll.add(new Person("安妮",18));
? ? ? ? ?coll.add(new String("TOM"));
? ? ? ? ?coll.add("123");
? ? ? ? ?coll.add(false);
?// ? ? ?  Person p = new Person("安妮",18);
?// ? ? ?  coll.add(p);
??
??
? ? ? ? ?//contains(Object obj) : 判断当前集合中是否包含obj
? ? ? ? ?boolean contains = coll.contains(123);
? ? ? ? ?System.out.println(contains); //false
?// ? ? ?  System.out.println(coll.contains(p)); //true 用的是equals方法，判断的是内容
? ? ? ? ?System.out.println(coll.contains(new Person("安妮",18))); //false 我们Person类中没有重写equals方法
??
? ? ? ? ?//containsAll(Collection coll2)
? ? ? ? ?// 判断形参coLl1中的所有元素是否都存在于当前集合中.
? ? ? ? ?Collection coll1 = Arrays.asList(123,"AA");
? ? ? ? ?boolean b = coll.containsAll(coll1);
? ? ? ? ?System.out.println(b); ?//false
? ?  }

remove(Object obj) 从当前集合中移除obj元素。
removeAll(collection coll1):从当前集合中移除colL1中所有的元素。差集

?//remove(Object obj)  从当前集合中移除obj元素。
? ? ? ? ?Collection coll = new ArrayList();
? ? ? ? ?coll.add(456);
? ? ? ? ?coll.add(new Person("安妮",18));
? ? ? ? ?coll.add(new String("TOM"));
? ? ? ? ?coll.add("123");
? ? ? ? ?coll.add(false);
??
? ? ? ? ?boolean remove = coll.remove(456);
? ? ? ? ?System.out.println(remove); //true
? ? ? ? ?System.out.println(coll);
??
? ? ? ? ?coll.remove(new Person("安妮",18));
? ? ? ? ?System.out.println(coll);
??
? ? ? ? ?//removeAll(coLlection coLl1):从当前集合中移除coLLl1中所有的元素
? ? ? ? ?Collection coll1 = Arrays.asList("123",456);
? ? ? ? ?coll.removeAll(coll1);
? ? ? ? ?System.out.println(coll); ?//[TOM, false]
? ?  }

retainAll(Collection coll1) : 交集:获取当前集合和coll1集合的交集，并返回给当前集合
equals(Object obj)：要想返回true，需要当前集合和形参集合的元素都相同。

 Collection coll1 = Arrays.asList("123",456);
? ? ? ? ?//retainAll(Collection coll1) : 交集:获取当前集合和coll1集合的交集，并返回给当前集合
?// ? ? ?  coll.retainAll(coll1);
?// ? ? ?  System.out.println(coll); //[456, 123]
??
? ? ? ? ?//equals(Object obj)：要想返回true，需要当前集合和形参集合的元素都相同。
? ? ? ? ?Collection coll1 = new ArrayList();
? ? ? ? ?coll1.add(456);
? ? ? ? ?coll1.add(new Person("安妮",18));
? ? ? ? ?coll1.add(new String("TOM"));
? ? ? ? ?coll1.add("123");
? ? ? ? ?coll1.add(false);
? ? ? ? ?System.out.println(coll.equals(coll1));//true  ArrayList是有序的，顺序不对也不行
? ?  }

hashcode():返回当前对象的哈希值

//hashcode():返回当前对象的哈希值
?System.out.println(coll1.hashCode()); //-943669873

toArray() 集合----------->数组

//集合----------->数组:toArray()
? ? ? ? ?Object[] arr = coll1.toArray();
? ? ? ? ?for (int i = 0; i < arr.length ; i++){
? ? ? ? ? ? ?System.out.println(arr[i]);
? ? ? ?  }
??
? ? ? ? ?//数组--------->集合 调用Arrays类的静态方法asList()
? ? ? ? ?List<String> list = Arrays.asList(new String[]{"AA", "BB", "CC"});
? ? ? ? ?System.out.println(list); //[AA, BB, CC]
??
? ? ? ? ?List ints = Arrays.asList(new int[]{123, 456});
? ? ? ? ?System.out.println(ints.size()); //1 看作是一个元素
??
? ? ? ? ?List integers = Arrays.asList(new Integer[]{123, 456});
? ? ? ? ?System.out.println(integers.size()); //2

iterator():返回Iterator接口的实例，用于遍历集合元素。

Iterator迭代器接口

lterator对象称为迭代器(设计模式的一种)，用于遍历Collection集合中的元素为容器而生

内部方法: next():①指针下移②将下移以后集合位置上的元素返回 hasNext():判断是否还有下一个元素

集合对象每次调用iterator()方法都得到一个全新的迭代器对象，默认游标都在集合的第一个元素之前。

?@Test
? ? ?public void test() {
? ? ? ? ?Collection coll = new ArrayList();
? ? ? ? ?coll.add(456);
? ? ? ? ?coll.add(new Person("安妮", 18));
? ? ? ? ?coll.add(new String("TOM"));
? ? ? ? ?coll.add("123");
? ? ? ? ?coll.add(false);
??
? ? ? ? ?Iterator iterator = coll.iterator();
?// ? ? ?  //方式一
?// ? ? ?  System.out.println(iterator.next());
?// ? ? ?  System.out.println(iterator.next());
?// ? ? ?  System.out.println(iterator.next());
?// ? ? ?  System.out.println(iterator.next());
?// ? ? ?  System.out.println(iterator.next());
?// ? ? ?  //报异常  java.util.NoSuchElementException
?// ? ? ?  System.out.println(iterator.next());
?//
?// ? ? ?  //方式二
?// ? ? ?  for (int i = 0;i<coll.size();i++){
?// ? ? ? ? ?  System.out.println(iterator.next());
?// ? ? ?  }
? ? ? ? ?//方式三  推荐
? ? ? ? ?while (iterator.hasNext()){
? ? ? ? ? ? ?System.out.println(iterator.next());
? ? ? ?  }
? ?  }

执行原理：

迭代器遍历的几种错误方式

@Test
? ? ?public void test2(){
??
? ? ? ? ?Collection coll = new ArrayList();
? ? ? ? ?coll.add(123);
? ? ? ? ?coll.add(456);
? ? ? ? ?coll.add(new Person("Jerry",20));
? ? ? ? ?coll.add(new String("Tom"));
? ? ? ? ?coll.add(false);
??
? ? ? ? ?//错误方式一：
?// ? ? ?  Iterator iterator = coll.iterator();
?// ? ? ?  while((iterator.next()) != null){
?// ? ? ? ? ?  System.out.println(iterator.next());
?// ? ? ?  }
??
? ? ? ? ?//错误方式二：
? ? ? ? ?//集合对象每次调用iterator()方法都得到一个全新的迭代器对象，默认游标都在集合的第一个元素之前。
? ? ? ? ?while (coll.iterator().hasNext()){
? ? ? ? ? ? ?System.out.println(coll.iterator().next());
? ? ? ?  }
? ?  }

remove()方法

可以在遍历的时候，删除集合中的元素，此方法不同于集合直接调用remove()

如果还未调用next()或在上一次调用 next 方法之后已经调用了 remove 方法，再调用remove都会报IllegalStateException。

?//测试Iterator中的remove()
? ? ?//如果还未调用next()或在上一次调用 next 方法之后已经调用了 remove 方法，
? ? ?// 再调用remove都会报IllegalStateException。
? ? ?@Test
? ? ?public void test3(){
? ? ? ? ?Collection coll = new ArrayList();
? ? ? ? ?coll.add(123);
? ? ? ? ?coll.add(456);
? ? ? ? ?coll.add(new Person("Jerry",20));
? ? ? ? ?coll.add(new String("Tom"));
? ? ? ? ?coll.add(false);
??
? ? ? ? ?//删除集合中"Tom"
? ? ? ? ?Iterator iterator = coll.iterator();
? ? ? ? ?while (iterator.hasNext()){
?// ? ? ? ? ?  iterator.remove();
? ? ? ? ? ? ?Object obj = iterator.next();
? ? ? ? ? ? ?if("Tom".equals(obj)){
? ? ? ? ? ? ? ? ?iterator.remove();
?// ? ? ? ? ? ? ?  iterator.remove();
? ? ? ? ? ?  }
??
? ? ? ?  }
? ? ? ? ?//遍历集合
? ? ? ? ?iterator = coll.iterator();
? ? ? ? ?while (iterator.hasNext()){
? ? ? ? ? ? ?System.out.println(iterator.next());
? ? ? ?  }
? ?  }

新特性：使用for-each循环遍历集合元素

JDK5.0新特性

import org.junit.Test;
??
?import java.util.ArrayList;
?import java.util.Collection;
??
?public class ForTest {
? ? ?@Test
? ? ?public void test(){
? ? ? ? ?Collection coll = new ArrayList();
? ? ? ? ?coll.add(456);
? ? ? ? ?coll.add(new Person("安妮",18));
? ? ? ? ?coll.add(new String("TOM"));
? ? ? ? ?coll.add("123");
? ? ? ? ?coll.add(false);
??
? ? ? ? ?//for(集合元素类型 局部变量 : 集合对象)
? ? ? ? ?//内部仍然调用了迭代器
? ? ? ? ?for(Object obj : coll){
? ? ? ? ? ? ?System.out.println(obj);
? ? ? ?  }
? ?  }
??
? ? ?@Test
? ? ?public void test1(){
? ? ? ? ?int[] arr = new int[]{1,2,3,4,5};
? ? ? ? ?for(int i : arr){
? ? ? ? ? ? ?System.out.println(i);
? ? ? ?  }
? ?  }
? ? ?//练习题
? ? ?@Test
? ? ?public void test3(){
??
? ? ? ? ?String[] arr = new String[]{"MM","MM","MM"};
??
?// ? ? ?  //方式一：普通for赋值 GG ? GG ?  GG
?// ? ? ?  for(int i = 0;i < arr.length;i++){
?// ? ? ? ? ?  arr[i] = "GG";
?// ? ? ?  }
? 
? ? ? ? ?//方式二：增强for循环  MM  MM ? MM  重新赋给了一个变量
? ? ? ? ?for(String s : arr){
? ? ? ? ? ? ?s = "GG";
? ? ? ?  }
??
? ? ? ? ?for(int i = 0;i < arr.length;i++){
? ? ? ? ? ? ?System.out.println(arr[i]);
? ? ? ?  }
??
? ?  }
?}

Collection子接口一：List

"动态数组" 面试替换原有的数组

好处

List 元素有序、可重复数据， ----->"动态数组"
鉴于Java中数组用来存储数据的局限性，我们通常使用List替代数组
List容器中的元素都对应一个整数型的序号记载其在容器中的位置，可以根据序号存取容器中的元素。

list接口的实现类

三者异同

同：

三个类都是实现了List接口，存储数据的特点相同:存储有序的、可重复的数据

异

ArrayList 作为List接口的主要实现类;线程不安全的，效率高;底层使用object[] elementData 存储
LinkedList 对于频繁的插入、删除操作，使用此类效率比ArrayList高;底层使用双向链表存储
Vector 作为List接口的古老实现类;线程安全的，效率低;底层使用object[] elementData存储

ArrayList 源码分析

jdk7下

ArrayList list = new ArrayList();//底层创建了长度是10的object[]数组eLementData
List.add(123); //elementData[0] = new Integer(123); .... list.add(11);//如果此次的添加导致底层elementData数组容量不够，则扩容。默认扩容为原来容量的1.5倍同时需要将原有数组中的数据复制到新的数组中。

结论:建议开发中使用带参的构造器: ArrayList list = new ArrayList(int capacity)

jdk8中

ArrayList list = new ArrayList();//底层0bject[] elementData初始化为{},并没有创建长度是10的数组
list.add(123);//第一次调用add()时，底层才创建了长度10的数组，并将数据123添加到elementData[0]......后续添加扩容操作与jdk7无异

小结

jdk7中的ArrayList的对象的创建类似于单例的饿汉式，
而jdk8中的ArrayList的对象的创建类似于单例的懒汉式，延迟了数组的创建，节省内存。

list.element() 获取第一个

ArrayList的Fail-Fast机制？

ArrayList也采用了快速失败的机制，通过记录modCount参数来实现。在面对并发的修改时，迭代器很快就会完全失败，而不是冒着在将来某个不确定时间发生任意不确定行为的风险。

LinkedList 的源码分析

LinkedList list = new LinkedList();内部声明了Node类型的first和last属性，默认值为null
List.add (123);//将123封装到Node中，创建了Node对象。

其中Node定义为:体现了LinkedList的双向链表的说法

?private static class Node<E> {
? ?E item;
? ? ? ? ?Node<E> next;
? ? ? ? ?Node<E> prev;
??
? ? ? ? ?Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
? ? ? ? ? ? ?this.item = element;
? ? ? ? ? ? ?this.next = next;
? ? ? ? ? ? ?this.prev = prev;}
?}

Vector 源码分析

jdk7和jdk8中通过Vector()构造器创建对象时，底层都创建了长度为10的数组
在扩容方面，默认扩容为原来数组长度的两倍

List常用方法测试

是Collection接口的子类，所以能够用父类中的所有方法，除此之外

void add(int index, object ele):在index位置插入ele元素
boolean addAll(int index,collection eles):从index位置开始将eLes中的所有元素添加进来
object get(int index):获取指定index位置的元素

@Test
? ? ?public void test(){
? ? ? ? ?ArrayList list = new ArrayList();
? ? ? ? ?list.add(123);
? ? ? ? ?list.add(456);
? ? ? ? ?list.add("AA");
? ? ? ? ?list.add(new Person("Tom",18));
? ? ? ? ?list.add(456);
??
? ? ? ? ?System.out.println(list);
??
? ? ? ? ?//add(int index,Object ele):在index位置插入ele元素
? ? ? ? ?list.add(3,789);
? ? ? ? ?System.out.println(list);
??
? ? ? ? ?List list1 = Arrays.asList(1, 2, 3);
? ? ? ? ?list.addAll(list1);
? ? ? ? ?System.out.println(list.size()); //9
??
? ? ? ? ?//object get(int index):获取指定index位置的元素
? ? ? ? ?System.out.println(list.get(0)); //123
? ?  }

int indexof(0bject obj):返回obj在集合中首次出现的位置如果不存在返回-1
int lastIndexof(0bject obj):返回obj在当前集合中末次出现的位置如果不存在返回-1
object remove(int index):移除指定index位置的元素，并返回此元素
object set(int index，0bject ele):设置指定index位置的元素为ele
list sublist(int fromIndex, int toIndex):返回从fromIndex到toIndex位置的子集合左闭右开

@Test
? ? ?public void test1(){
? ? ? ? ?//int indexof(0bject obj):返回obj在集合中首次出现的位置
? ? ? ? ?ArrayList list = new ArrayList();
? ? ? ? ?list.add(123);
? ? ? ? ?list.add(456);
? ? ? ? ?list.add("AA");
? ? ? ? ?list.add(new Person("Tom",18));
? ? ? ? ?list.add(456);
??
? ? ? ? ?int index = list.indexOf(456);
? ? ? ? ?System.out.println(index); //1
? ? ? ? ?//int lastIndexof(0bject obj):返回obj在当前集合中末次出现的位置
? ? ? ? ?int index1 = list.lastIndexOf(456);
? ? ? ? ?System.out.println(index1); //4
??
? ? ? ? ?//object remove(int index):移除指定index位置的元素，并返回此元素
? ? ? ? ?Object obj = list.remove(0);
? ? ? ? ?System.out.println(obj); //123
? ? ? ? ?System.out.println(list);
??
? ? ? ? ?//object set(int index，0bject ele):设置指定index位置的元素为ele
? ? ? ? ?Object set = list.set(0, 123);
? ? ? ? ?System.out.println(set); //456
? ? ? ? ?System.out.println(list);
??
? ? ? ? ?//list sublist(int fromIndex, int toIndex):返回从fromIndex到toIndex位置的子集合
? ? ? ? ?List subList = list.subList(0, 3);
? ? ? ? ?System.out.println(subList);
? ? ? ? ?System.out.println(list);
??
? ?  }

总结：常用方法

增：add(Object obj) 删：remove(int index) / remove(Object obj) 改：set(int index, Object ele) 查：get(int index) 插：add(int index, Object ele) 长度：size() 遍历：① Iterator迭代器方式 ② 增强for循环 ③ 普通的循环

?@Test
? ? ?public void test2(){
? ? ? ? ?ArrayList list = new ArrayList();
? ? ? ? ?list.add(123);
? ? ? ? ?list.add(456);
? ? ? ? ?list.add("AA");
? ? ? ? ?//使用Interator迭代器遍历
? ? ? ? ?Iterator iterator = list.iterator();
? ? ? ? ?while (iterator.hasNext()){
? ? ? ? ? ? ?System.out.println(iterator.next());
? ? ? ?  }
? ? ? ? ?//增强for循环
? ? ? ? ?for(Object obj : list){
? ? ? ? ? ? ?System.out.println(obj);
? ? ? ? ? ? ?System.out.println(list.size()); //3
? ? ? ?  }
? ? ? ? ?//普通for循环
? ? ? ? ?for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
? ? ? ? ? ? ?System.out.println(list.get(i));
? ? ? ?  }
? ?  }

Collection：子接口二：Set

Set接口是Collection的子接口，set接口没有提供额外的方法
Set集合不允许包含相同的元素，如果试把两个相同的元素加入同一个Set集合中，则添加操作失败。
Set 判断两个对象是否相同不是使用==运算符，而是根据equals()方法

Set接口：存储无序、不可重复的数据 --------->高中讲的集合

理解set接口的无序、不可重复

set接口中没有额外定义新的方法，使用的都是Collection中声明过的方法。

无序性：不等于随机性存储的数据在底层数组中并非按照数组索引的顺序添加。而是根据数组的哈希值进行确定的

不可重复性:保证添加的元素按照equals()判断时，不能返回true.即:相同的元素只能添加一个

?@Test
? ? ?public void test(){
? ? ? ? ?HashSet set = new HashSet();
? ? ? ? ?set.add(456);
? ? ? ? ?set.add(123);
? ? ? ? ?set.add(123);
? ? ? ? ?set.add("AA");
? ? ? ? ?set.add("CC");
? ? ? ? ?set.add(new User("Tom",18));
? ? ? ? ?set.add(new User("Tom",18));
? ? ? ? ?set.add(129);
??
? ? ? ? ?Iterator iterator = set.iterator();
? ? ? ? ?while (iterator.hasNext()){
? ? ? ? ? ? ?System.out.println(iterator.next());
? ? ? ?  }
? ?  }

HashSet

无序，唯一底层使用hashmap作为数据存储，链表长度超过8，转为树

HashSet 作为Set接口的主要实现类;线程不安全的;可以存储nuLL值
- LinkedHashSet 作为HashSet的子类;遍历其内部数据时，可以按照添加的顺序遍历

HashSet中元素的添加过程

我们向HashSet中添加元素a,首先调用元素a所在类的hashCode()方法，计算元素a的哈希值，此哈希值接着通过某种算法计算出在HashSet底层数组中的存放位置（即为:索引位置），判断数组此位置上是否已经有元素:

如果此位置上没有其他元素，则元素a添加成功。--->情况1
如果此位置上有其他元素b(或以链表形式存在的多个元素），则比较元素a与元素b的hash值:
- 如果hash值不相同，则元素α添加成功。--->情况2
- 如果hash值相同，进而需要调用元素a所在类的equlas()方法:
  - equals()返回true,元素a添加失败equals()
  - 返回false,则元素a添加成功。--->情况3

对于添加成功的情况2和情况3而言:元素a与已经存在指定索引位置上数据以链表的方式存储.

jdk 7 ∶元素a放到数组中，指向原来的元素。头插法后来的在前面

jdk 8 ︰原来的元素在数组中，指向元素a 尾插法后来的在后面

总结：7上8下

HashSet底层:数组+链表的结构。

重写equals()方法和hashCode()方法

在自定义类中可以调用工具自动重写equals和hashCode。为什么用Eclipse/IDEA复写hashode方法，有31这个数字?

选择系数的时候要选择尽量大的系数。因为如果计算出来的hash地址越大，所谓的“冲突”就越少，查找起来效率也会提高。（减少冲突)
并且31只占用5bits,相乘造成数据溢出的概率较小。
31可以由i*31== (i<<5)-1来表示,现在很多虚拟机里面都有做相关优化。（提高算法效率)
31是一个素数，素数作用就是如果我用一个数字来乘以这个素数，那么最终出来的结果只能被素数本身和被乘数还有1来整除!(减少冲突)

要求：

要求:向Set中添加的数据，其所在的类一定要重写hashcode()和equals()
重写的hashCode()和equals()尽可能保持一致性:相等的对象必须具有相等的散列码

当两个对象的equals()方法比较返回true H时，这网个对家的lIaSIIcuue()方法的返回值也应相等。

重写小技巧：对象中用作equals()方法比较的Field，都应该用来计算hashCode值。

LinkedHashSet

LinkedHashSet 作为HashSet的子类;遍历其内部数据时，可以按照添加的顺序遍历

LinkedHashSet作为HashSet的子类，在添加数据的同时，每个数据还维护了两个引用，记录此数据前一个数据和后一个数据

优点：

对应频繁的遍历操作，LinkedHashset效率高于HashSet

链表，有序，唯一

TreeSet

特点用处

可以按照添加对象的指定属性,进行排序。

注意点

向TreeSet中添加的数据，要求是相同类的对象。

两种排序方式：

自然排序实现(ComparabLe接口)

自然排序中，比较两个对象是否相同的标准为: compareTo()返回0.不再是equals( ).

定制排序

定制排序中：比较两个对象是否相同的标准为: compare()返回0.不再是equals( ).

练习:在List内去除重复数字值,要求尽量简单

?public static List duplicateList(List list) {
? ? ? ? ?HashSet set = new HashSet();
? ? ? ? ?set.addAll(list);
? ? ? ? ?return new ArrayList(set);
? ?  }
? ? ?@Test
? ? ?public void test2(){
? ? ? ? ?List list = new ArrayList();
? ? ? ? ?list.add(new Integer(1));
? ? ? ? ?list.add(new Integer(2));
? ? ? ? ?list.add(new Integer(2));
? ? ? ? ?list.add(new Integer(4));
? ? ? ? ?list.add(new Integer(4));
? ? ? ? ?List list2 = duplicateList(list);
? ? ? ? ?for (Object integer : list2) {
? ? ? ? ? ? ?System.out.println(integer);
? ? ? ?  }
? ?  }

面试题：

@Test
?public void test3(){
? ? ?HashSet set = new HashSet();
? ? ?Person p1 = new Person(1001,"AA");
? ? ?Person p2 = new Person(1002,"BB");
?set.add(p1);
?set.add(p2);
?System.out.println(set);
??
?p1.name = "CC";
?set.remove(p1);
?System.out.println(set);
?set.add(new Person(1001,"CC"));
?System.out.println(set);
?set.add(new Person(1001,"AA"));
?System.out.println(set);
?}

[Person{id=1002, name='BB'}, Person{id=1001, name='AA'}] [Person{id=1002, name='BB'}, Person{id=1001, name='CC'}] [Person{id=1002, name='BB'}, Person{id=1001, name='CC'}, Person{id=1001, name='CC'}] [Person{id=1002, name='BB'}, Person{id=1001, name='CC'}, Person{id=1001, name='CC'}, Person{id=1001, name='AA'}]

Map接口(映射)

面试

双列数据，保存具有映射关系“key-value对”的集合函数 y = f(x)

HashMap、LinkedHashMap、TreeMap、Hashtable、Properties

Map的实现类的结构：

|----Map:双列数据，存储key-value对的数据 ---类似于高中的函数：y = f(x)

|----HashMap:作为Map的主要实现类；线程不安全的，效率高；存储null的key和value

|----LinkedHashMap:保证在遍历map元素时，可以按照添加的顺序实现遍历。

原因：在原有的HashMap底层结构基础上，添加了一对指针，指向前一个和后一个元素。对于频繁的遍历操作，此类执行效率高于HashMap。

|----TreeMap:保证按照添加的key-value对进行排序，实现排序遍历。此时考虑key的自然排序或定制排序,底层使用红黑树

|----Hashtable:作为古老的实现类；线程安全的，效率低；不能存储null的key和value

|----Properties:常用来处理配置文件。key和value都是String类型

HashMap的底层：

数组+链表（jdk7及之前）

数组+链表+红黑树（jdk 8）

Collections工具类

面试题：

HashMap的底层实现原理？
HashMap 和 Hashtable的异同？
CurrentHashMap 与 Hashtable的异同？（暂时不讲）

Map结构的理解：

Map中的key:无序的、不可重复的，使用Set存储所有的key ---> key所在的类要重写equals()和hashCode() （以HashMap为例）
Map中的value:无序的、可重复的，使用Collection存储所有的value --->value所在的类要重写equals()
一个键值对：key-value构成了一个Entry对象。
Map中的entry:无序的、不可重复的，使用Set存储所有的entry

HashMap的底层实现原理

HashMap map = new HashMap( ): 以jdk7为例

在实例化以后，底层创建了长度是16的一维数组Entry[ ] table. ......可能已经执行过多次put...........

map.put( key1, value1):

首先，调用key1所在类的hashCode()计算key1哈希值，此哈希值经过某种算法计算以后，得到在Entry数组中的存放位置。

如果此位置上的数据为空，此时的key1-value1添加成功。----情况1
如果此位置上的数据不为空，(意味着此位置上存在一个或多个数据(以链表形式存在)),比较key1和已经存在的一个或多个数据的哈希值
- 如果key1的哈希值与已经存在的数据的哈希值都不相同，此时key1-value1添加成功。----情况2
- 如果key1的哈希值和已经存在的某一个数据(key2-value2)的哈希值相同，继续比较:调用key1所在类的equals(key2)方法
  - 如果equals()返回false:此时key1-value1添加成功。----情况3
  - 如果equaLs()返回true:使用vaLue1替换value2.

补充:关于情况2和情况3:此时key1-value1和原来的数据以链表的方式存储

在不断的添加过程中，会涉及到扩容问题，当超出临界值，且要存放的位置非空时(形成链表了)，默认的扩容方式，扩容为原来容量的2倍，并将原有的数据复制过来

jdk8 相较于 jdk7在底层实现方面的不同

new HashMap():底层没有创建一个长度为16的数组
jdk 8底层的数组是:Node[]，而非Entry[]
首次调用put()方法时，底层创建长度为16的数组
jdk7底层结构只有:数组+链表。jdk8中底层结构:数组+链表+红黑树。
- 当数组的某一个索引位置上的元素以链表形式存在的数据个数>8且当前数组的长度〉64时,此时此索引位置上的所有数据改为使用红黑树存储。(核心) 遍历元素简便了

jdk7:

DEFAULT_INITIAL_CAPACITY : HashMap的默认容量，16
DEFAULT_LOAD_FACTOR：HashMap的默认加载因子：0.75
threshold：扩容的临界值，=容量*填充因子：16 * 0.75 => 12
TREEIFY_THRESHOLD：Bucket中链表长度大于该默认值，转化为红黑树:8 (超过8个变成树)
MIN_TREEIFY_CAPACITY：桶中的Node被树化时最小的hash表容量:64

默认加载因子：0.75 loadFactor

扩容不在存第17个数据的时候扩，而是在12的时候扩，这时候12称为临界值(threshold)

p553

哈希表（数组+链表）+ 红黑树

LinkedHashMap的底层实现原理

put与putval方法都是用的父类HashMap的方法，它重写了newNode方法

before after能够记录添加的元素的先后顺序

Map中常用方法

添加，删除，修改操作

0bject put(0bject key,0bject value):将指定key-value添加到(或修改)当前map对象中
void putAll (Map m):将m中的所有key-value对存放到当前map中
0bject remove(0bject key):移除指定key的key-value对，并返回value key不存在，返回null
void clear:清空当前map 中的所有数据与map = null操作不同为0

@Test
? ? ?public void test3(){
? ? ? ? ?HashMap map = new HashMap();
? ? ? ? ?//添加
? ? ? ? ?map.put("AA",123);
? ? ? ? ?map.put(45,123);
? ? ? ? ?map.put("BB",56);
? ? ? ? ?//修改
? ? ? ? ?map.put("AA",87);
??
? ? ? ? ?System.out.println(map);
? ? ? ? ?HashMap map1 = new HashMap();
? ? ? ? ?map1.put("CC",123);
? ? ? ? ?map1.put("DD",123);
? ? ? ? ?map.putAll(map1);
? ? ? ? ?System.out.println(map);
??
? ? ? ? ?//remove
? ? ? ? ?Object bb = map.remove("BB");
? ? ? ? ?System.out.println(bb); //56
? ? ? ? ?System.out.println(map);
??
? ? ? ? ?//clear
? ? ? ? ?map.clear();//与map = null操作不同
? ? ? ? ?System.out.println(map.size());//0
? ? ? ? ?System.out.println(map);//{}
? ?  }

元素查询操作

0bject get(0bject key):获取指定key对应的value 不存在为null
booLean containsKey ( object key):是否包含指定的key
boolean containsValue(object value):是否包含指定的value
int size():返回map 中key-value对的个数
boolean isEmpty():判断当前map是否为空
boolean equals(0bject obj):判断当前map和参数对象obj是否相等

? @Test
? ? ?public void test4(){
? ? ? ? ?HashMap map = new HashMap();
? ? ? ? ?map.put("AA",123);
? ? ? ? ?map.put(45,123);
? ? ? ? ?map.put("BB",56);
? ? ? ? ?//get
? ? ? ? ?Object o = map.get(45);
? ? ? ? ?System.out.println(o); //123
??
? ? ? ? ?//containsKey
? ? ? ? ?boolean b = map.containsKey(45);
? ? ? ? ?System.out.println(b); //true
? ? ? ? ?//containsValue
? ? ? ? ?boolean b1 = map.containsValue(5);
? ? ? ? ?System.out.println(b1);//false
? ? ? ? ?//isEmpty
? ? ? ? ?boolean empty = map.isEmpty();
? ? ? ? ?System.out.println(empty); //false
? ? ? ? ?//equals
? ?  }

元视图操作的方法

set keyset():返回所有key构成的Set集合
collection values():返回所有value构成的Collection集合
set entrySet():返回所有key-value对构成的Set集合

?@Test
? ? ?public void test5(){
? ? ? ? ?HashMap map = new HashMap();
? ? ? ? ?map.put("AA",123);
? ? ? ? ?map.put(45,1234);
? ? ? ? ?map.put("BB",56);
??
? ? ? ? ?//遍历所有的key集
? ? ? ? ?Set set = map.keySet();
? ? ? ? ?Iterator iterator = set.iterator();
? ? ? ? ?while (iterator.hasNext()){
? ? ? ? ? ? ?System.out.println(iterator.next() );
? ? ? ?  }
? ? ? ? ?System.out.println();
? ? ? ? ?//遍历所有的value集
? ? ? ? ?Collection values = map.values();
? ? ? ? ?for(Object obj : values){
? ? ? ? ? ? ?System.out.println(obj);
? ? ? ?  }
? ? ? ? ?System.out.println();
? ? ? ? ?//遍历所有key-value
? ? ? ? ?//方式一:entrySet
? ? ? ? ?Set set1 = map.entrySet();
? ? ? ? ?Iterator iterator1 = set1.iterator();
? ? ? ? ?while (iterator1.hasNext()){
? ? ? ? ? ? ?Object obj = iterator1.next();
? ? ? ? ? ? ?//entrySet集合中的元素都是entry
? ? ? ? ? ? ?Map.Entry entry = (Map.Entry) obj;
? ? ? ? ? ? ?System.out.println(entry.getKey() + "------------>" + entry.getValue());
? ? ? ?  }
? ? ? ? ?System.out.println();
? ? ? ? ?//方式二
? ? ? ? ?Set set2 = map.entrySet();
? ? ? ? ?Iterator iterator2 = set2.iterator();
? ? ? ? ?while (iterator2.hasNext()) {
? ? ? ? ? ? Object key = iterator2.next();
? ? ? ? ? ? Object value = map.get(key);
? ? ? ? ? ? ?System.out.println(key + "=========" + value);
? ? ? ?  }
? ?  }

TreeMap

向TreeMap中添加key-value，要求key必须是由同一个类创建的对象

因为要按照key进行排序:自然排序、定制排序

??

?import org.junit.jupiter.api.Test;
??
?import java.util.*;
??
?public class TreeMapTest {
? ? ?//自然排序
? ? ?@Test
? ? ?public void test1(){
? ? ? ? ?TreeMap map = new TreeMap();
? ? ? ? ?User u1 = new User("Tom",23);
? ? ? ? ?User u2 = new User("Jerry",32);
? ? ? ? ?User u3 = new User("Mark",20);
? ? ? ? ?User u4 = new User("Rose",18);
? ? ? ? ?map.put(u1,98);
? ? ? ? ?map.put(u2,89);
? ? ? ? ?map.put(u3,78);
? ? ? ? ?map.put(u4,100);
? ? ? ? ?Set set1 = map.entrySet();
? ? ? ? ?Iterator iterator1 = set1.iterator();
? ? ? ? ?while (iterator1.hasNext()){
? ? ? ? ? ? ?Object obj = iterator1.next();
? ? ? ? ? ? ?//entrySet集合中的元素都是entry
? ? ? ? ? ? ?Map.Entry entry = (Map.Entry) obj;
? ? ? ? ? ? ?System.out.println(entry.getKey() + "------------>" + entry.getValue());
? ? ? ?  }
? ?  }
? ? ?@Test
? ? ?public void test2(){
? ? ? ? ?//定制排序
? ? ? ? ?TreeMap map = new TreeMap(new Comparator() {
? ? ? ? ? ? ?@Override
? ? ? ? ? ? ?public int compare(Object o1, Object o2) {
? ? ? ? ? ? ? ? ?if (o1 instanceof User && o2 instanceof User) {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?User u1 = (User) o1;
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?User u2 = (User) o2;
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?return Integer.compare(u1.getAge(),u2.getAge());
? ? ? ? ? ? ? ?  }
? ? ? ? ? ? ? ? ?throw new RuntimeException("输入的类型不匹配");
? ? ? ? ? ?  }
? ? ? ?  });
? ? ? ? ?User u1 = new User("Tom",23);
? ? ? ? ?User u2 = new User("Jerry",32);
? ? ? ? ?User u3 = new User("Mark",20);
? ? ? ? ?User u4 = new User("Rose",18);
? ? ? ? ?map.put(u1,98);
? ? ? ? ?map.put(u2,89);
? ? ? ? ?map.put(u3,78);
? ? ? ? ?map.put(u4,100);
? ? ? ? ?//自然排序
? ? ? ? ?Set set1 = map.entrySet();
? ? ? ? ?Iterator iterator1 = set1.iterator();
? ? ? ? ?while (iterator1.hasNext()){
? ? ? ? ? ? ?Object obj = iterator1.next();
? ? ? ? ? ? ?//entrySet集合中的元素都是entry
? ? ? ? ? ? ?Map.Entry entry = (Map.Entry) obj;
? ? ? ? ? ? ?System.out.println(entry.getKey() + "------------>" + entry.getValue());
? ? ? ?  }
? ?  }
?}
? //按照姓名从大到小排列,年龄从小到大排列
? ? ?@Override
? ? ?public int compareTo(Object o) {
? ? ? ? ?if(o instanceof User){
? ? ? ? ? ? ?User user = (User)o;
? ? ? ? ? // ? return -this.name.compareTo(user.name);
? ? ? ? ? ? ?int compare = -this.name.compareTo(user.name);
? ? ? ? ? ? ?if(compare != 0){
? ? ? ? ? ? ? ? ?return compare;
? ? ? ? ? ?  }else{
? ? ? ? ? ? ? ? ?return Integer.compare(this.age,user.age);
? ? ? ? ? ?  }
? ? ? ?  }else{
? ? ? ? ? ? ?throw new RuntimeException("输入的类型不匹配");
? ? ? ?  }

Hashtable的子类properties

key和value都是String类型
Properties类是Hashtable 的子类，该对象用于处理属性文件
由于属性文件里的 key、value都是字符串类型，所以 Properties里的key和 value都是字符串类型
存取数据时，建议使用setProperty(String key,String value)方法和getProperty(String key)方法

?public class propertiesTest {
? ? ?public static void main(String[] args) {
? ? ? ? ?FileInputStream fis = null;
? ? ? ? ?try {
? ? ? ? ? ? ?Properties pros = new Properties();
? ? ? ? ? ? ?fis = new FileInputStream("jdbc.properties");
? ? ? ? ? ? ?pros.load(fis);//加载流对应的文件
? ? ? ? ? ? ?String name = pros.getProperty("name");
? ? ? ? ? ? ?String password = pros.getProperty("password");
??
? ? ? ? ? ? ?System.out.println("name:" + name + ",password:" + password);
? ? ? ?  } catch (IOException e) {
? ? ? ? ? ? ?throw new RuntimeException(e);
? ? ? ?  } finally {
? ? ? ? ? ? ?if(fis != null){
? ? ? ? ? ? ? ? ?try {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?fis.close();
? ? ? ? ? ? ? ?  } catch (IOException e) {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?throw new RuntimeException(e);
? ? ? ? ? ? ? ?  }
? ? ? ? ? ?  }
??
? ? ? ?  }
? ?  }
?}

collections工具类

Collections:操作Collection、Map的工具类

方法:

reverse(List)：反转 List 中元素的顺序 shuffle(List)：对 List 集合元素进行随机排序 sort(List)：根据元素的自然顺序对指定 List 集合元素按升序排序 sort(List，Comparator)：根据指定的 Comparator 产生的顺序对 List 集合元素进行排序 swap(List，int， int)：将指定 list 集合中的 i 处元素和 j 处元素进行交换

Object max(Collection)：根据元素的自然顺序，返回给定集合中的最大元素 Object max(Collection，Comparator)：根据 Comparator 指定的顺序，返回给定集合中的最大元素 Object min(Collection) Object min(Collection，Comparator) int frequency(Collection，Object)：返回指定集合中指定元素的出现次数 void copy(List dest,List src)：将src中的内容复制到dest中 boolean replaceAll(List list，Object oldVal，Object newVal)：使用新值替换 List 对象的所有旧值

Collections 类中提供了多个 synchronizedXxx() 方法，该方法可使将指定集合包装成线程同步的集合，从而可以解决多线程并发访问集合时的线程安全问题

所以不用Hashtable而用hashMap，用ArrayList不用Vector

@Test
? ? ?public void test2(){
? ? ? ? ?List list = new ArrayList();
? ? ? ? ?list.add(123);
? ? ? ? ?list.add(43);
? ? ? ? ?list.add(765);
? ? ? ? ?list.add(-97);
? ? ? ? ?list.add(0);
??
? ? ? ? ?//报异常：IndexOutOfBoundsException("Source does not fit in dest")
?// ? ? ?  List dest = new ArrayList();
?// ? ? ?  Collections.copy(dest,list);
? ? ? ? ?//正确的：
? ? ? ? ?List dest = Arrays.asList(new Object[list.size()]);
? ? ? ? ?System.out.println(dest.size());//list.size();
? ? ? ? ?Collections.copy(dest,list);
??
? ? ? ? ?System.out.println(dest);
??
??
? ? ? ? ?/*
? ? ? ? ?Collections 类中提供了多个 synchronizedXxx() 方法，
? ? ? ? ?该方法可使将指定集合包装成线程同步的集合，从而可以解决
? ? ? ? ?多线程并发访问集合时的线程安全问题
??
? ? ? ? ? */
? ? ? ? ?//返回的list1即为线程安全的List
? ? ? ? ?List list1 = Collections.synchronizedList(list);
??
??
? ?  }
??
? ? ?@Test
? ? ?public void test1(){
? ? ? ? ?List list = new ArrayList();
? ? ? ? ?list.add(123);
? ? ? ? ?list.add(43);
? ? ? ? ?list.add(765);
? ? ? ? ?list.add(765);
? ? ? ? ?list.add(765);
? ? ? ? ?list.add(-97);
? ? ? ? ?list.add(0);
??
? ? ? ? ?System.out.println(list);
??
?// ? ? ?  Collections.reverse(list);
?// ? ? ?  Collections.shuffle(list);
?// ? ? ?  Collections.sort(list);
?// ? ? ?  Collections.swap(list,1,2);
? ? ? ? ?int frequency = Collections.frequency(list, 123);
??
? ? ? ? ?System.out.println(list);
? ? ? ? ?System.out.println(frequency);
??
? ?  }

文章来源:https://blog.csdn.net/m0_59740242/article/details/134975437
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