Java集合

什么是集合？

• Java的集合类是java.util包中的重要内容，它允许以各种方式将元素分组，并定义了各种使这些元素更容易操作的方法

集合与数组的区别

• 数组长度是固定的，集合长度是动态扩展的
• 数组只能存储相同类型的数据，集合可以存储不同数据类型的数据
• 数组可以存储基本类型的数据，也可以是引用类型，而集合只能是引用类型

应用场景

1. 无法预测存储数据的数量
2. 同时存储具有一对一关系的数据
3. 需要进行数据的增删
4. 数据重复，可以直接使用集合 Set完成

集合中接口和类的特点

Collection

• ​ 主要用于存储类的对象
• Collection 有三个子接口
  • list(有序可重复)
  • Queue(有序可重复)
  • set(无序可重复)
• List接口主要实现类包括ArrayList和LinkedList 同时实现了Queue接口
  • ArrayList的底层实现了数组，因此内存中是连续存储的。查询速度快，但增加和删除速度慢
  • LinkedList底层是居于双向链表的，增加和删除速度快，查询速度慢
• Set接口的主要实现类有HashSet和TreeSet
  • HashSet是基于哈希表实现的，数组是无序的，HashSet元素可以是null，但是只能有一个null
  • TreeSet基于二叉树实现的，可以实现数据的自动排序，确保集合元素处于排序状态，不允许放入空值
  • HashSet性能优于TreeSet,一般情况建议使用HashSet,如果需要使用排序功能，建议使用TreeSet

Map

• 用于存储键值对的数据
• Map的主要实现类包括HashMap和TreeMap，其中HashMap基于哈希表实现，TreeMap基于红黑树实现。
• HashMap适用于在Map中插入、删除和定位元素
• TreeMap适用于按自然顺序或自定义顺序对键值进行遍历
• HashMap比TreeMap性能好，所以HashMap使用更多一些，如果需要对数据进行排序可以使用TreeMap

集合框架的体系结构

1. Collection (类的对象)
   1. List(有序，可重复)
      1. ArrayList
      2. LinkedList
   2. Queue(有序，可重复)
      1. LinkedList
   3. Set(无序，不可重复)
      1. HashSet
2. Map(键值对)
   1. HashMap<key,value>

List(列表)

• list是元素有序并且可以重复的集合，称之为序列
• LIst可以精确的控制每个元素的插入位置或删除某个位置的元素
• List的主要实现类：ArrayLIst 、LinkedList

ArrayList

• ArrayList 底层是有数组实现的
• 动态增长，以满足应用程序的需求
• 在列表尾部插入活删除数据非常有效
• 更适合查找和更新元素
• ArrayList中的元素 是可以为null

Set

• set 是元素无序并且不可重复的集合
• HashSet
  • HashSet是Set的一个重要实现类，称为哈希集
  • HashSet中的元素无序并且不可重复
  • HashSet中只允许一个Null 元素
  • 有良好的存取和查找性能
• Iterator(迭代器)
  • Iterator 接口可以以统一的方式对各种集合元素进行遍历
  • hasNext()方法检测集合中是否还有下一个元素
  • next()方法返回集合中的下一个元素

hashCode 与 equals 方法的用法

• hashCode()方法用于给对象返回hash code值，equals()方法用于判断其他对象与该对象是否相等。HashSet中是不允许添加重复元素的，当调用add()方法向HashSet中添加元素时，这就用到了hashCode()和equals()方法。在添加数据时，会调用hashCode()方法得到hash code值，通过这个值可以找到数据存储位置，在该区域存储的数据的hashCode值都是相等的。如果该区域已经有数据了，就继续调用equals()方法判断数据是否相等，如果相等就说明数据重复了，就不能再添加了。如果不相等，就找到一个位置进行存储。
• 这些是基于哈希算法完成的，它使得添加数据的效率得到了提升。假设此时Set集合中已经有100个元素，那么如果想添加第101个元素，如果此时没有使用哈希算法，就需要调用equals()方法将第101个元素与前100个元素依次进行比较，如果元素更多，比较所耗费的时间就越长。
• 如果两个对象相等，那么他们的hashCode值一定相等。反之，如果两个对象的hashCode值相等，那么这两个对象不一定相等，还需要使用equals()方法进行判断。
• 如果不重写hashCode()方法，默认每个对象的hashCode()值都不一样，所以该类的每个对象都不会相等。

Map

• Map中的数据是以键值对（key-value）的形式存储的
• Key-value 是以 entry 类型的对象实例存在的
• 可以通过key快速查到 value
• 一个映射不能包含重复的键
• 每个键最多只能有一个值

HashMap

• 基于哈希表的map接口实现

• 允许使用 null值和null键

• key值不允许重复

• HashMap 中的Entry 对象是无序排列的

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