Java集合和泛型

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。

说明：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（.txt,.jpg,.avi，数据库中）

有时需要对对象进行存储，但使用Array数组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。

数组在内存存储方面的特点：
- 数组初始化以后，长度就确定了。
- 数组声明的类型，就决定了进行元素初始化时的类型
数组在存储数据方面的弊端：
- 数组初始化以后，长度就不可变了，不便于扩展
- 数组中提供的属性和方法少，不便于进行添加、删除、插入等操作，且效率不高。同时无法直接获取存储元素的个数
- 数组存储的数据是有序的、可以重复的。---->存储数据的特点单一

Java 集合可分为 Collection 和 Map 两种体系：
Collection接口：单列数据，定义了存取一组对象的方法的集合
List：元素有序、可重复的集合（动态数组）
ArrayList、LinkedList、Vector
Set：元素无序、不可重复的集合（高中的集合）
HashSet、LinkedHashSet、TreeSet
Map接口：双列数据，保存具有映射关系“key-value对”的集合（函数，一个key可以对应多个value，但一个value不可以对应多个key）

【Collection接口继承树】

【Map接口继承树】

Collection接口

概述

Collection 接口是 List、Set 和 Queue 接口的父接口，该接口里定义的方法既可用于操作 Set 集合，也可用于操作 List 和 Queue 集合。
JDK不提供此接口的任何直接实现，而是提供更具体的子接口(如：Set和List) 实现。
在 Java5 之前，Java 集合会丢失容器中所有对象的数据类型，把所有对象都当成 Object 类型处理；从 JDK 5.0 增加了泛型以后，Java 集合可以记住容器中对象的数据类型。

其中常用方法

添加

add(Object obj)：将元素添加到集合中
addAll(Collection coll)：将coll集合中的元素添加到当前的集合中

获取有效元素的个数
- int size()：获取添加的元素的个数
清空集合
- void clear()：清空集合元素
是否是空集合
- boolean isEmpty()：判断当前集合是否为空

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);//自动装箱
coll.add(new Date());

//size():获取添加的元素的个数
System.out.println(coll.size());//4

//addAll(Collection coll1):将coll1集合中的元素添加到当前的集合中
Collection coll1 = new ArrayList();
coll1.add(456);
coll1.add("CC");
coll.addAll(coll1);

System.out.println(coll.size());//6
System.out.println(coll);

//clear():清空集合元素
coll.clear();

//isEmpty():判断当前集合是否为空
System.out.println(coll.isEmpty());//true

是否包含某个元素

boolean contains(Object obj)：是通过元素的equals方法来判断是否是同一个对象
boolean containsAll(Collection c)：也是调用元素的equals方法来比较的。拿两个集合的元素挨个比较。11.2 Collection 接口方法

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().

		  Collection coll = new ArrayList();
        coll.add(123);
        coll.add(456);
//        Person p = new Person("Jerry",20);
//        coll.add(p);
        coll.add(new Person("Jerry",20));
        coll.add(new String("Tom"));
        coll.add(false);
        //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()，然后逐一与其中对象进行比较
        boolean contains = coll.contains(123);
        System.out.println(contains);//true
        System.out.println(coll.contains(new String("Tom")));//true，这里判断的是内容，equals()
//        System.out.println(coll.contains(p));//true，同理

        System.out.println(coll.contains(new Person("Jerry",20)));//false -->true

        //containsAll(Collection coll1):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(123,4567);
        System.out.println(coll.containsAll(coll1));//true

删除

boolean remove(Object obj) ：通过元素的equals方法判断是否是要删除的那个元素。只会删除找到的第一个元素
boolean removeAll(Collection coll)：取当前集合的差集

//remove(Object obj):从当前集合中移除obj元素。
Collection coll = new ArrayList();
coll.add(123);
coll.add(456);
coll.add(new Person("Jerry",20));
coll.add(new String("Tom"));
coll.add(false);

coll.remove(1234);
System.out.println(coll);   //[123, 456, Person{name='Jerry', age=20}, Tom, false]

coll.remove(new Person("Jerry",20));
System.out.println(coll);   //[123, 456, Tom, false]

//removeAll(Collection coll1):相当于差集的概念：从当前集合中移除 coll1集合当中含有的所有的元素。
Collection coll1 = Arrays.asList(123,456);
coll.removeAll(coll1);
System.out.println(coll);   //[Tom, false]

取两个集合的交集

boolean retainAll(Collection c)：把交集的结果存在当前集合中，不会改变集合c

集合是否相等

boolean equals(Object obj)

		  Collection coll = new ArrayList();
        coll.add(123);
        coll.add(456);
        coll.add(new Person("Jerry",20));
        coll.add(new String("Tom"));
        coll.add(false);

        //retainAll(Collection coll1):相当于交集：获取当前集合和coll1集合的交集，并返回给当前集合
//        Collection coll1 = Arrays.asList(123,456,789);
//        coll.retainAll(coll1);    //这里会对coll进行修改，取了两个集合的交集
//        System.out.println(coll); //123,456

        //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(123);
        coll1.add(new Person("Jerry",20));
        coll1.add(new String("Tom"));
        coll1.add(false);

        System.out.println(coll.equals(coll1)); //false

转成对象数组

Object[] toArray()

获取集合对象的哈希值

hashCode()

拓展：数组 --->集合:调用Arrays类的静态方法asList()

Collection coll = new ArrayList();
coll.add(123);
coll.add(456);
coll.add(new Person("Jerry",20));
coll.add(new String("Tom"));
coll.add(false);

//7.toArray()：集合 ---> 数组
Object[] arr = coll.toArray();
for(int i = 0;i < arr.length;i++){
    System.out.println(arr[i]);
}

//8.拓展：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 arr1 = Arrays.asList(new int[]{123, 456});
        System.out.println(arr1.size());//1，一个对象

        List arr2 = Arrays.asList(new Integer[]{123, 456});
        System.out.println(arr2.size());//2，这里是包装类中的两个元素了

遍历

iterator()：返回iterator器对象，用于集合遍历
在iterator接口中详解

Iterator迭代器接口

概述

迭代器Iterator接口：主要用于Collection集合元素的遍历操作

Collection接口继承了java.lang.Iterable接口，该接口有一个iterator()方法。
那么所有实现了Collection接口的集合类都有一个iterator()方法，用以返回一个实现了 Iterator接口的对象。
Iterator 仅用于遍历集合，Iterator 本身并不提供承装对象的能力。
如果需要创建 Iterator 对象，则必须有一个被迭代的集合。
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（相当于链表的头结点）。

Iterator接口中的方法

next()：①指针下移 ②将下移以后集合位置上的元素作为方法的返回值返回
hasNext()：判断是否还有下一个元素，有true，没有false
remove()：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()（本身就没东西删）
在上一次调用 next 方法之后已经调用了 remove 方法再调用remove（同一个删两遍）
会报IllegalStateException异常。

【遍历：】

    public void test1(){
        Collection coll = new ArrayList();
        coll.add(123);
        coll.add(456);
        coll.add(new Person("Jerry",20));
        coll.add(new String("Tom"));
        coll.add(false);

        Iterator iterator = coll.iterator();
        //方式一：一个一个硬遍历
//        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：NoSuchElementException（超出了，找不到）
//        System.out.println(iterator.next());

        //方式二：不推荐
//        for(int i = 0;i < coll.size();i++){
//            System.out.println(iterator.next());
//        }

        //方式三：推荐
        while(iterator.hasNext()){
            //next():
            System.out.println(iterator.next());
        }

    }

【一些错误形式：】

    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){	//这里会导致每次跳一个再输出一个
//            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（相当于多次创建了匿名对象），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());	//死循环，每次输出第一个元素
        }

【移除元素：】

    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();
				//不断地往下找，直到找到了Tom,就进行删除
            Object obj = iterator.next();
            if("Tom".equals(obj)){
                iterator.remove();
//                iterator.remove();
            }

        }
        //遍历集合看还有没有Tom
        iterator = coll.iterator();
        while (iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }
}

Collection子接口一：List

概述

鉴于Java中数组用来存储数据的局限性，我们通常使用List（动态数组）替代数组
List集合类中元素有序、且可重复，集合中的每个元素都有其对应的顺序索引。

常用实现类

ArrayList、LinkedList和Vector。

ArrayList：

概述：
作为List接口的主要实现类；线程不安全，效率高；
底层使用Object[] elementData存储

源码分析：

jdk 7情况下
 ArrayList list = new ArrayList();
    底层创建了长度是10的Object[]数组elementData
 list.add(123);
    底层是elementData[0] = new Integer(123);
 如果某一次的添加导致底层elementData数组容量不够，则扩容。
 默认情况下，扩容为原来的容量的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)
     避免扩容多次，影响效率
jdk 8中ArrayList的变化：
 ArrayList list = new ArrayList();//底层Object[] elementData初始化为{}。此时长度为0
 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]
 后续的添加和扩容操作与jdk 7 无异。
小结：
jdk7中的ArrayList的对象的创建类似于单例的饿汉式
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

LinkedList：

概述：
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

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。

Vector：

概述：
作为List接口的古老实现类；线程安全，效率低；底层使用Object[] elementData存储

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，默认扩容为原来的数组长度的2倍。

List接口中的常用方法

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
int indexOf(Object obj):返回obj在集合中首次出现的位置
int lastIndexOf(Object obj):返回obj在当前集合中末次出现的位置
Object remove(int index):移除指定index位置的元素，并返回此元素
Object set(int index, Object 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

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

【常用方法：】

	public void test1(){
        ArrayList list = new ArrayList();
        list.add(123);
        list.add(456);
        list.add("AA");
        list.add(new Person("Tom",12));
        list.add(456);

        System.out.println(list);

        //void add(int index, Object ele):在index位置插入ele元素
        list.add(1,"BB");
        System.out.println(list);

        //boolean addAll(int index, Collection eles):从index位置开始将eles集合元素添加进来
        List list1 = Arrays.asList(1, 2, 3);
        list.addAll(list1);
//        list.add(list1);//看成了一个整体进行添加，加了之后是7个
        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
    }


	public void test2(){
        ArrayList list = new ArrayList();
        list.add(123);
        list.add(456);
        list.add("AA");
        list.add(new Person("Tom",12));
        list.add(456);
        //int indexOf(Object obj):返回obj在集合中首次出现的位置。如果不存在，返回-1.
        int index = list.indexOf(4567);	//-1
        System.out.println(index);

        //int lastIndexOf(Object 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.
        System.out.println(list.lastIndexOf(456));	//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);	//删除123后剩下的元素

        //Object set(int index, Object ele):设置指定index位置的元素为ele
        list.set(1,"CC");
        System.out.println(list);	//将AA 改成了CC

        //List subList(int fromIndex, int toIndex):返回从fromIndex到toIndex位置的  左闭右开  区间的子集合
        List subList = list.subList(2, 4);
        System.out.println(subList);
        //本身的list没有发生改变
        System.out.println(list);


    }

【遍历：】

    public void test3(){
        ArrayList list = new ArrayList();
        list.add(123);
        list.add(456);
        list.add("AA");

        //方式一：Iterator迭代器方式
        Iterator iterator = list.iterator();
        while(iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }

        System.out.println("***************");

        //方式二：增强for循环
        for(Object obj : list){
            System.out.println(obj);
        }

        System.out.println("***************");

        //方式三：普通for循环
        for(int i = 0;i < list.size();i++){
            System.out.println(list.get(i));
        }
    }

【练习：】

public void testListRemove() {
        List list = new ArrayList();
        list.add(1);
        list.add(2);
        list.add(3);
        updateList(list);
        System.out.println(list);//
    }

    private void updateList(List list) {
//        list.remove(2);   这里删除的话，删除的是 索引位置2，也就是删去了3
        list.remove(new Integer(2));    //这里删除的是 对象，也就是删去了对应的值2
    }

Collection子接口二：Set

概述

存储无序的、不可重复的数据（高中讲的“集合”）

（以HashSet为例说明）
- 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
  而是根据数据的哈希值进行添加。
- 不可重复性：相同的元素只能添加一个。
  保证添加的元素按照equals()判断时，不能返回true
Set接口是Collection的子接口，set接口没有提供额外的方法
使用的都是Collection中声明过的方法
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

常用实现类：

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,对于频繁的遍历操作，LinkedHashSet效率高于HashSet.
TreeSet：使用二叉树（红黑树）存储
可以按照添加对象的指定属性，进行排序。

（HashSet、LinkedHashSet）添加数据

如何实现 !不重复性!

向HashSet、LinkedHashSet中添加的数据：(本质上是HashMap)

添加数据时，自定义的类一定要重写hashCode()和equals()
可参考https://blog.csdn.net/applek_Case/article/details/78726820
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
重写两个方法的小技巧：对象中用作 equals() 方法比较的 Field，都应该用来计算 hashCode 值。

详解：（以HashSet为例）

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，根据哈希值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有元素：
1）如果此位置上没有其他元素，则元素a添加成功。
2）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：
①如果hash值不相同，则元素a添加成功。
②如果hash值相同，进而需要调用元素a所在类的equals()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。

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。（新的在老的前）
jdk 8 :原来的元素在数组中，指向元素a（新的在老的后）
(记忆：七上八下)
HashSet底层：数组+链表的结构
【HashSet的使用：】

	public void test1(){
        Set set = new HashSet();
        set.add(456);
        set.add(123);
        set.add(123);
        set.add("AA");
        set.add("CC");
        set.add(new User("Tom",12));
        set.add(new User("Tom",12));
        set.add(129);

        Iterator iterator = set.iterator();
        while(iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }

【LinkedHashSet的使用：】

    //LinkedHashSet作为HashSet的子类，在添加数据的同时，每个数据还增加了两个引用，记录数据前一个和后一个数据。通过这个指针域可以保证按照插入的顺序遍历。
    //优点：对于频繁的遍历操作，LinkedHashSet效率高于HashSet
	//LinkedHashSet 数组+双向链表
    @Test
    public void test2(){
        Set set = new LinkedHashSet();
        set.add(456);
        set.add(123);
        set.add(123);
        set.add("AA");
        set.add("CC");
        set.add(new User("Tom",12));
        set.add(new User("Tom",12));
        set.add(129);

        Iterator iterator = set.iterator();
        while(iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }

TreeSet

TreeSet 是 SortedSet 接口的实现类
TreeSet 可以按照添加对象的指定属性，确保集合元素处于排序状态（二叉排序树）
TreeSet底层使用红黑树结构存储数据
向TreeSet中添加的数据，要求是相同类的对象。
两种排序方式: 1.自然排序（实现Comparable接口）
比较两个对象是否相同的标准为：
compareTo()返回0。不再是equals()
2.定制排序（Comparator）
比较两个对象是否相同的标准为：
compare()返回0.不再是equals().

【自然排序：】

创建TreeSet对象时没有传参数

    public void test1(){
        TreeSet set = new TreeSet();

        //失败：不能添加不同类的对象
//        set.add(123);
//        set.add(456);
//        set.add("AA");
//        set.add(new User("Tom",12));

            //举例一： 添加之后自动按从小到大排序
//        set.add(34);
//        set.add(-34);
//        set.add(43);
//        set.add(11);
//        set.add(8);

        //举例二：
        set.add(new User("Tom",12));
        set.add(new User("Jerry",32));
        set.add(new User("Jim",2));
        set.add(new User("Mike",65));
        set.add(new User("Jack",33));
        set.add(new User("Jack",56));


        Iterator iterator = set.iterator();
        while(iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }

    }
//自定义类User
public class User implements Comparable{
    private String name;
    private int age;

    public User() {
    }

    public User(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
    
！！！
    //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);//这里调用的是String中的compareTo，不是递归
            if(compare != 0){
            	 //名字不相同，直接排序
                return compare;
            }else{
            	//名字相通，对年龄进行排序
                return Integer.compare(this.age,user.age);
            }
        }else{
            throw new RuntimeException("输入的类型不匹配");
        }

    }
}

【定制排序：】

创建对象的时候传了参数

    public void test2(){
       //匿名内部实现类Comparator 的 非匿名对象com
        Comparator com = new Comparator() {
            //按照年龄从小到大排列
            @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());	//调用了Integer中的compare
                }else{
                    throw new RuntimeException("输入的数据类型不匹配");
                }
            }
        };

        TreeSet set = new TreeSet(com);
        set.add(new User("Tom",12));
        set.add(new User("Jerry",32));
        set.add(new User("Jim",2));
        set.add(new User("Mike",65));
        set.add(new User("Mary",33));
        set.add(new User("Jack",33));
        set.add(new User("Jack",56));


        Iterator iterator = set.iterator();
        while(iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }

练习

【在List内去除重复数字值：】

public static List duplicateList(List list) {
    HashSet set = new HashSet();
    set.addAll(list);
    return new ArrayList(set);
}
@Test
public void test2(){
   //数字直接用即可，如果是自定义的类的话，要重写hashcode()和equals()方法
    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);
    }
}

【自定义类的对象添加：】

public class CollectionTest {
    public void test1(){
        Collection coll = new ArrayList();

        coll.add(123);
        coll.add(456);
        coll.add(343);
        coll.add(343);

        coll.forEach(System.out::println);
    }

    public void test3(){
        HashSet set = new HashSet();

        //Person重写了hashcode()和equals()
        Person p1 = new Person(1001,"AA");
        Person p2 = new Person(1002,"BB");

        set.add(p1);    //这里添加时的哈希值时由属性值1001和AA一起确定的
        set.add(p2);
        System.out.println(set);

        p1.name = "CC"; //这里把AA改成了CC，但是p1的哈希值没变（还是由1001和AA所确定）
        set.remove(p1); //这里remove的p1时要找的时由1001和CC确定的，但是并没有找到，所以啥都没删
        System.out.println(set);
            //[Person{id=1002, name='BB'}, Person{id=1001, name='AA'}]
            //[Person{id=1002, name='BB'}, Person{id=1001, name='CC'}]
        set.add(new Person(1001,"CC")); //在这里用1001和CC算哈希值，然后再算索引值存储
        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'}]
        set.add(new Person(1001,"AA")); //这里哈希值一样，索引也一样，但是到调用equals时，比较发现现有的是CC，要加是AA，并不相等，所以可以添加
        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

概述

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 ---> 要求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 --->要求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

常用实现类

（SortedMap是子接口）

    *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
    底层：		数组+链表  （jdk7及之前）
    					数组+链表+红黑树 （jdk 8）
     *         *LinkedHashMap*:保证在遍历map元素时，可以按照添加的顺序实现遍历。（含双向链表）
     *         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类的底层实现原理

（以jdk7为例说明）

HashMap map = new HashMap():

在实例化以后，底层创建了长度是16的一维数组Entry[] table。

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**
                         调用key1所在类的equals(key2)方法，进行比较：
                          *                      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（覆盖）。
                                                  *

 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，扩容。
 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：

 1. new HashMap():底层没有创建一个长度为16的数组

 2. jdk 8底层的数组是：Node[],而非Entry[]

 3. 首次调用put()方法时，底层创建长度为16的数组

 4. jdk7底层结构只有：数组+链表。
     jdk8中底层结构：数组+链表+红黑树。
     -   形成链表时，七上八下（jdk7:新的元素指向旧的元素。
                  								  jdk8：旧的元素指向新的元素）
     -   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
             此索引位置上的所数据改为使用红黑树存储。

【测试HashMap和Hashtable的null值】

	public void test1(){
        Map map = new HashMap();	//健壮性更好
		//map = new Hashtable();
        map.put(null,123);
        }

LinkedHashMap类的底层实现原理

   public void test2(){
      Map map = new HashMap();
      map = new LinkedHashMap();
      map.put(123,"AA");
      map.put(345,"BB");
      map.put(12,"CC");
    	System.out.println(map);
      //可以按照添加的属性怒遍历
}

Map接口的常用方法

总结：常用方法：

添加：put(Object key,Object value)
删除：remove(Object key)
修改：put(Object key,Object value)
查询：get(Object key)
长度：size()
遍历：keySet() / values() / entrySet()

添加、删除、修改操作：

Object put(Object key,Object 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
Object remove(Object key)：移除指定key的key-value对，并返回value
void clear()：清空当前map中的所有数据，对象仍然存在

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

元素查询的操作：

Object get(Object key)：获取指定key对应的value
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(Object obj)：判断当前map和参数对象obj是否相等

public void test4(){
        Map map = new HashMap();
        map.put("AA",123);
        map.put(45,123);
        map.put("BB",56);
        // Object get(Object key)
        System.out.println(map.get(45));	//123
        //containsKey(Object key)
        boolean isExist = map.containsKey("BB");
        System.out.println(isExist);	//true

        isExist = map.containsValue(123);
        System.out.println(isExist);	//true

        map.clear();
        System.out.println(map.isEmpty());	//true

    }

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

    
public class MapTest {
    public void test5(){
        Map map = new HashMap();
        map.put("AA",123);
        map.put(45,1234);
        map.put("BB",56);

        //遍历所有的key集：keySet()
        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：values()
        Collection values = map.values();
        for(Object obj : values){
            System.out.println(obj);
        }
        System.out.println();
        
        
        //遍历所有的key-value
        
        //方式一：entrySet()
        Set entrySet = map.entrySet();
        Iterator iterator1 = entrySet.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 keySet = map.keySet();
        Iterator iterator2 = keySet.iterator();
        while(iterator2.hasNext()){
            Object key = iterator2.next();
            Object value = map.get(key);
            System.out.println(key + "=====" + value);
        }
    }

TreeMap实现类

TreeMap存储 Key-Value 对时，需要根据 key-value 对进行排序。
向TreeMap中添加key-value，要求key必须是由同一个类创建的对象
TreeMap 可以保证所有的 Key-Value 对处于有序状态。
TreeSet底层使用红黑树结构存储数据
TreeMap 的 Key 的排序：
- 自然排序：TreeMap 的所有的 Key 必须实现 Comparable 接口，而且所有的 Key 应该是同一个类的对象，否则将会抛出 ClasssCastException
- 定制排序：创建 TreeMap 时，传入一个 Comparator 对象，该对象负责对 TreeMap 中的所有 key 进行排序。此时不需要 Map 的 Key 实现 Comparable 接口
TreeMap判断两个key相等的标准：
两个key通过compareTo()方法或
compare()方法返回0。

【自然排序: 】

public void test1(){
    TreeMap map = new TreeMap();
    User u1 = new User("Tom",23);
    User u2 = new User("Jerry",32);
    User u3 = new User("Jack",20);
    User u4 = new User("Rose",18);

    map.put(u1,98);
    map.put(u2,89);
    map.put(u3,76);
    map.put(u4,100);

    Set entrySet = map.entrySet();
    Iterator iterator1 = entrySet.iterator();
    while (iterator1.hasNext()){
        Object obj = iterator1.next();
        Map.Entry entry = (Map.Entry) obj;
        System.out.println(entry.getKey() + "---->" + entry.getValue());

    }
}

【定制排序: 】

public void test2(){


    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("Jack",20);
    User u4 = new User("Rose",18);

    map.put(u1,98);
    map.put(u2,89);
    map.put(u3,76);
    map.put(u4,100);

    Set entrySet = map.entrySet();
    Iterator iterator1 = entrySet.iterator();
    while (iterator1.hasNext()){
        Object obj = iterator1.next();
        Map.Entry entry = (Map.Entry) obj;
        System.out.println(entry.getKey() + "---->" + entry.getValue());

    }
}

Properties实现类

Properties 类是 Hashtable 的子类，该对象用于处理属性文件
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 {

    //Properties:常用来处理配置文件。key和value都是String类型
    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) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if(fis != null){
                try {
                    fis.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
        }

    }
}

Collections工具类

概述

Collections 是一个操作 Set、List 和 Map 等集合的工具类

（操作数组的工具类：Arrays）

Collections 中提供了一系列静态的方法对集合元素进行排序、查询和修改等操作，还提供了对集合对象设置不可变、对集合对象实现同步控制等方法

常用方法

排序操作：（均为static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

public void test1(){
        List list = new ArrayList();
        list.add(123);
        list.add(43);
        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);
        

    }

查找、替换
- 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

public void test2(){
        List list = new ArrayList();
        list.add(123);
        list.add(43);
        list.add(765);
        list.add(-97);
        list.add(0);

   	
   	  int frequency = Collections.frequency(list, 123);
        System.out.println(list);
        System.out.println(frequency);
   
        //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);
    }

同步控制
- 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);

泛型

概述

所谓泛型，就是允许在定义类、接口时
通过一个标识
表示类中某个属性的类型或某个方法的返回值及参数类型。
这个类型参数将在使用时（例如，继承或实现这个接口，用这个类型声明变量、创建对象时）确定（即传入实际的类型参数，也称为类型实参）。
从JDK1.5以后，Java引入了“参数化类型（Parameterized type）”的概念，允许我们在创建集合时再指定集合元素的类型，正如：List，这表明该List只能保存字符串类型的对象。

没有泛型的影响

没有泛型

有泛型

    //在集合中不使用泛型：
    public void test1(){
        ArrayList list = new ArrayList();
        //需求：存放学生的成绩
        list.add(78);
        list.add(76);
        list.add(89);
        list.add(88);
        //问题一：类型不安全
//        list.add("Tom");

        for(Object score : list){
            //问题二：强转时，可能出现ClassCastException
            int stuScore = (Integer) score;

            System.out.println(stuScore);
        }
    }

在集合中使用泛型

在集合中使用泛型：

① 集合接口或集合类在jdk5.0时都修改为带泛型的结构。

② 在实例化集合类时，可以指明具体的泛型类型

③ 指明完以后，在集合类或接口中凡是定义类或接口时，内部结构（比如：方法、构造器、属性等）使用到类的泛型的位置，都指定为实例化的泛型类型。

比如：add(E e) --->实例化以后：add(Integer e)

④ 注意点：泛型的类型必须是类，不能是基本数据类型。
需要用到基本数据类型的位置，拿包装类替换

⑤ 如果实例化时，没有用泛型
默认类型为java.lang.Object类型。

    //以ArrayList为例
    public void test2(){
       ArrayList<Integer> list =  new ArrayList<Integer>();

        list.add(78);
        list.add(87);
        list.add(99);
        list.add(65);
        //编译时，就会进行类型检查，保证数据的安全
//        list.add("Tom");

        //遍历方式一：
//        for(Integer score : list){
//            //避免了强转操作
//            int stuScore = score;
//
//            System.out.println(stuScore);
//
//        }
        
        //遍历方式二：
        Iterator<Integer> iterator = list.iterator();
        while(iterator.hasNext()){
            int stuScore = iterator.next();
            System.out.println(stuScore);
        }

    }


    //以HashMap为例
    public void test3(){
//        Map<String,Integer> map = new HashMap<String,Integer>();
        //jdk7新特性：类型推断
        Map<String,Integer> map = new HashMap<>();

        map.put("Tom",87);
        map.put("Jerry",87);
        map.put("Jack",67);

//        map.put(123,"ABC");已经用泛型规定了类型，这里无法加入
        
        //泛型的嵌套
        //这里规定Set的类型要是Entry（结点）是Map的内部接口，然后再规定Entry的键值对类型
        Set<Map.Entry<String,Integer>> entry = map.entrySet();
        Iterator<Map.Entry<String, Integer>> iterator = entry.iterator();

        while(iterator.hasNext()){
            Map.Entry<String, Integer> e = iterator.next();
            String key = e.getKey();
            Integer value = e.getValue();
            System.out.println(key + "----" + value);
        }

    }


}

自定义泛型结构（泛型类、泛型接口、泛型方法）

泛型类、泛型接口

泛型类可能有多个参数，此时应将多个参数一起放在尖括号内。
比如： <E1,E2,E3>
泛型类的构造器如下：public GenericClass(){}。
而下面是错误的：public GenericClass(){}
实例化后，操作原来泛型位置的结构必须与指定的泛型类型一致。
泛型不同的引用不能相互赋值。

尽管在编译时ArrayList和ArrayList是两种类型，但是，在运行时只有一个ArrayList被加载到JVM中。
泛型如果不指定，将被擦除，泛型对应的类型均按照Object处理，但不等价于Object。经验：泛型要使用一路都用。要不用，一路都不要用。
如果泛型结构是一个接口或抽象类，则不可创建泛型类的对象。
jdk1.7，泛型的简化操作：ArrayList flist = new ArrayList<>();
泛型的指定中不能使用基本数据类型，可以使用包装类替换。
在类/接口上声明的泛型，在本类或本接口中即代表某种类型，可以作为非静态属性的类型、非静态方法的参数类型、非静态方法的返回值类型。但在静态方法中不能使用类的泛型。
异常类不能是泛型的
不能使用new E[]。但是可以：E[] elements = (E[])new Object[capacity]; 参考：ArrayList源码中声明：Object[] elementData，而非泛型参数类型数组。
父类有泛型，子类可以选择保留泛型也可以选择指定泛型类型：
- 子类不保留父类的泛型：按需实现
  没有类型擦除
  具体类型
- 子类保留父类的泛型：泛型子类
  全部保留
  部分保留
- 结论：子类必须是“富二代”，子类除了指定或保留父类的泛型
  还可以增加自己的泛型

泛型方法

方法，也可以被泛型化，不管此时定义在其中的类是不是泛型类。
在泛型方法中可以定义泛型参数，此时，参数的类型就是传入数据的类型。

泛型方法的格式：
[访问权限] <泛型> 返回类型方法名([泛型标识参数名称]) 抛出的异常

【自定义泛型类】

public class Order<T> {

    String orderName;
    int orderId;

    //类的内部结构就可以使用类的泛型
    T orderT;	//声明T类型的实例变量orderT

    public Order(){
        //编译不通过
//        T[] arr = new T[10];
        //编译通过
        T[] arr = (T[]) new Object[10];
    }

    
    public Order(String orderName,int orderId,T orderT){
        this.orderName = orderName;
        this.orderId = orderId;
        this.orderT = orderT;
    }

    //如下的三个方法都不是泛型方法
    public T getOrderT(){
        return orderT;
    }

    public void setOrderT(T orderT){
        this.orderT = orderT;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Order{" +
                "orderName='" + orderName + '\'' +
                ", orderId=" + orderId +
                ", orderT=" + orderT +
                '}';
    }
    //静态方法中不能使用类的泛型。
//    public static void show(T orderT){
//        System.out.println(orderT);
//    }

    public void show(){
        //编译不通过
//        try{
//
//
//        }catch(T t){
//
//        }

    }

    
    
    //自定义泛型方法：
	//在方法中出现了泛型的结构，泛型参数与类的泛型参数没有任何关系。
    //换句话说，泛型方法所属的类是不是泛型类都没有关系。
    //泛型方法，可以声明为静态的。原因：泛型参数是在调用方法时确定的。并非在实例化类时确定。
    public static <E>  List<E> copyFromArrayToList(E[] arr){

        ArrayList<E> list = new ArrayList<>();

        for(E e : arr){
            list.add(e);
        }
        return list;

    }
}

【测试自定义泛型：】

    public void test1(){
        //如果定义了泛型类，实例化没有指明类的泛型，则认为此泛型类型为Object类型
        //要求：如果大家定义了类是带泛型的，建议在实例化时要指明类的泛型。
        Order order = new Order();
        order.setOrderT(123);
        order.setOrderT("ABC");

        //建议：实例化时指明类的泛型
        Order<String> order1 = new Order<String>("orderAA",1001,"order:AA");

        order1.setOrderT("AA:hello");

    }

    public void test2(){
        SubOrder sub1 = new SubOrder();
        //由于子类在继承带泛型的父类时，指明了泛型类型。
		//则实例化子类对象时，不再需要指明泛型。
        sub1.setOrderT(1122);

        SubOrder1<String> sub2 = new SubOrder1<>();
        sub2.setOrderT("order2...");
    }

    public void test3(){

        ArrayList<String> list1 = null;
        ArrayList<Integer> list2 = new ArrayList<Integer>();
        //泛型不同的引用不能相互赋值。
//        list1 = list2;

        Person p1 = null;
        Person p2 = null;
        p1 = p2;


    }

    //测试泛型方法
    public void test4(){
        Order<String> order = new Order<>();
        Integer[] arr = new Integer[]{1,2,3,4};
        //泛型方法在调用时，指明泛型参数的类型，Integer   
        List<Integer> list = order.copyFromArrayToList(arr);

        System.out.println(list);
    }

泛型在继承上的体现

泛型在继承方面的体现

虽然类A是类B的父类，
但是G 和G二者不具备子父类关系，二者是并列关系。

补充：类A是类B的父类，A 是 B 的父类

public void test1(){ Object obj = null; String str = null; obj = str; Object[] arr1 = null; String[] arr2 = null; arr1 = arr2; List<Object> list1 = null; List<String> list2 = new ArrayList<String>(); //此时的list1和list2的类型不具有子父类关系 //即 List<Object> 与 List<String> 不具有子父类关系 //编译不通过 // list1 = list2; /* 反证法：假设list1 = list2; list1.add(123);导致混入非String的数据。出错。 */ show(list1); show1(list2); } public void show1(List<String> list){ } public void show(List<Object> list){ } public void test2(){ //子父关系的类、接口都可以 AbstractList<String> list1 = null; List<String> list2 = null; ArrayList<String> list3 = null; list1 = list3; list2 = list3; List<String> list4 = new ArrayList<>(); }

通配符的使用
通配符：?
类A是类B的父类，G 和G是没有关系的
二者共同的父类是：G<?>

public void test3(){ List<Object> list1 = null; List<String> list2 = null; List<?> list = null; list = list1; list = list2; //编译通过 // print(list1); // print(list2); List<String> list3 = new ArrayList<>(); list3.add("AA"); list3.add("BB"); list3.add("CC"); list = list3; //添加(写入)：对于List<?>就不能向其内部添加数据。 //除了添加null之外。 // list.add("DD"); // list.add('?'); list.add(null); //获取(读取)：允许读取数据，读取的数据类型为Object。 Object o = list.get(0); System.out.println(o); } public void print(List<?> list){ Iterator<?> iterator = list.iterator(); while(iterator.hasNext()){ Object obj = iterator.next(); System.out.println(obj); } }

有限制条件的通配符的使用：
? extends A: 类似 <=
G<? extends A> 可以作为G 和G的父类
其中B是A的子类
? super A: 类似 >=
G<? super A> 可以作为G和G的父类
其中B是A的父类

public void test4(){ List<? extends Person> list1 = null; List<? super Person> list2 = null; List<Student> list3 = new ArrayList<Student>(); List<Person> list4 = new ArrayList<Person>(); List<Object> list5 = new ArrayList<Object>(); list1 = list3; list1 = list4; // list1 = list5; // list2 = list3; list2 = list4; list2 = list5; //读取数据： list1 = list3; Object p = list1.get(0); //多态 Person p = list1.get(0); //编译不通过 //Student s = list1.get(0); list2 = list4; Object obj = list2.get(0); ////编译不通过 // Person obj = list2.get(0); //写入数据： //编译不通过 // list1.add(new Student()); //编译通过 list2.add(new Person()); list2.add(new Student()); }

泛型真的晕，笔记弄得也不是很清楚，还是挺模糊的

2021年2月20日20点27分

posted @ 2021-02-20 20:29 feifan666 阅读(83) 评论(0) 编辑收藏举报

会员力量，点亮园子希望

刷新页面返回顶部

Java集合和泛型

Java集合框架概述

Collection接口

概述

其中常用方法

Iterator迭代器接口

概述

Iterator接口中的方法

Collection子接口一：List

概述

常用实现类

List接口中的常用方法

Collection子接口二：Set

概述

常用实现类：

（HashSet、LinkedHashSet）添加数据

TreeSet

练习

Map接口

概述

常用实现类

HashMap类的底层实现原理

LinkedHashMap类的底层实现原理

Map接口的常用方法

TreeMap实现类

Properties实现类

Collections工具类

概述

常用方法

泛型

概述

没有泛型的 影响

在集合中使用泛型

自定义泛型结构（泛型类、泛型接口、泛型方法）

泛型在继承上的体现

通配符的使用

公告

没有泛型的影响