11-集合
11.1 Java 集合框架概述
一方面， 面向对象语言对事物的体现都是以对象的形式，为了方便对多个对象 的操作，就要对对象进行存储。另一方面，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。这里不涉及到持久化的存储（.txt,.jpg等）。
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 集合类可以用于存储数量不等的多个对象，还可用于保存具有映射关系的 关联数组。
1.集合的使用场景
2.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
- Set：元素无序、不可重复的集合
Map接口：双列数据，保存具有映射关系“key-value对”的集合
3.Collection接口继承树
4.Map接口继承树
11.2 Collection 接口方法
Collection 接口
- 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。
1、添加
- add(Object obj)//将coll集合中的元素添加到当前的集合中
- addAll(Collection coll)
2、获取有效元素的个数
- int size()
3、清空集合
- void clear()
4、是否是空集合
- boolean isEmpty()
package 面向对象.集合.collection; import java.util.ArrayList; import java.util.Collection; import java.util.Date; import org.junit.Test; public class CollectionTest { @Test public void test1() { Collection collection = new ArrayList(); //add(Object obj)//将coll集合中的元素添加到当前的集合中 collection.add("AA"); collection.add("BB"); collection.add(2234); collection.add(new Date()); //int size() 获取有效元素的个数 System.out.println(collection.size()); //addAll(Collection coll);将另一个集合的元素添加进来 Collection c = new ArrayList(); c.add("CC"); collection.addAll(c); //添加进来后大小变成了5 System.out.println(collection.size());//5 System.out.println(collection);//[AA, BB, 2234, Thu Apr 14 21:21:22 CST 2022, CC] //clear();清空集合当中的元素，集合还在。 c.clear(); System.out.println(c);//集合现在是空的。 System.out.println(c.isEmpty());//true //isEmpty();判断当前集合是否为空 System.out.println(collection.isEmpty());//false } }
5、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。
@Test public void test1() { Collection collection = new ArrayList(); collection.add("AA"); collection.add("BB"); collection.add(2234); collection.add(new Person("Jerry",34)); collection.add(new Date()); //contains(Object obj):判断当前集合中是够包含obj //我们在判断时会调用obj对象所在类的equals() boolean contains = collection.contains(2234); System.out.println(contains); //这里new一个Person类看看是否集合是否存在,分两种情况,一种是自定义的类没有 //重写equals方法,另一种是重写了equals方法.没有重写equals方法则是按照 //object类中走的. boolean contains2 = collection.contains(new Person("Jerry",34)); System.out.println(contains2); //boolean containsAll(Collection c)：判断形参c集合中所有元素是否都存在于另一个集合中 //,如果都存在返回真,只要有一个不存在返回false // Collection collection2 = new ArrayList(); // collection2.add("AA"); //这里把上面两行都注释掉,使用另外一种添加集合的方式 //asList返回一个List集合,Arrays是数组类. Collection collection3 = Arrays.asList("AA","bb"); //collection2.add("xubo");//注释掉这一行则为真,因为元素AA存在于collection集合当中 System.out.println("containsAll()测试:"+collection.containsAll(collection3)); }
6、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
@Test public void test2() { Collection collection = new ArrayList(); collection.add("AA"); collection.add("BB"); collection.add(2234); collection.add(new Person("Jerry", 34)); collection.add(new Date()); //6.1 remove(Object obj):从当前集合中删除一个元素 //collection.remove(2234); collection.remove(22334); System.out.println(collection.remove(22334));//返回false System.out.println(collection); //6.2 removeAll(Collection coll):差集,从当前集合中移除coll中的所有元素 Collection collection2 = Arrays.asList("BB","AA"); System.out.println(collection.removeAll(collection2));//返回的就是true System.out.println(collection);//显示剩余的元素 System.out.println(collection.retainAll(collection2)); System.out.println(collection); }
7、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，不影响c
@Test public void test3() { Collection collection = new ArrayList(); collection.add("AA"); collection.add("BB"); collection.add(2234); collection.add(new Person("Jerry", 34)); collection.add(new Date()); Collection collection2 = Arrays.asList("BB","AA"); //boolean retainAll(Collection c)：把交集的结果存在当前集合中，不影响c System.out.println(collection.retainAll(collection2)); System.out.println(collection); }
8、集合是否相等
- boolean equals(Object obj)
- 注意这个equals方法的使用必须两个集合一样才能返回true，包括是不是有序的，【这两个集合都是有序的】如果两个集合无序的分别放入相同的元素，那么返回的也是false。
@Test public void test4() { Collection collection = new ArrayList(); collection.add("AA"); collection.add("BB"); // collection.add(2234); // collection.add(new Person("Jerry", 34)); // collection.add(new Date()); //boolean equals(Object obj) //Collection collection2 = Arrays.asList("BB","AA"); //添加元素时顺序也需要是有序的,因为我们使用的ArrayList() Collection collection2 = Arrays.asList("AA","BB"); boolean equals = collection.equals(collection2); System.out.println(equals); }
9、集合转成对象数组(集合转换成数组)
- Object[] toArray()
@Test public void test5() { Collection collection = new ArrayList(); collection.add("aa"); collection.add(1234); //集合转数组//注意这里类型转换成的是Object,这样子统一,因为不知道集合里面是什么类型的 Object[] array = collection.toArray(); for (int i = 0; i < array.length; i++) { System.out.println(array[i]); } //数组转集合 List<String> asList = Arrays.asList(new String[] {"BB","AA"}); System.out.println(asList);//这里自动调用该类中的toString()方法 }
10、获取集合对象的哈希值
- int hashCode()
@Test public void test5() { Collection collection = new ArrayList(); collection.add("aa"); collection.add(1234); //集合转数组:toArray(); //注意这里类型返回的是Object,这样子统一,因为不知道集合里面是什么类型的 Object[] array = collection.toArray(); for (int i = 0; i < array.length; i++) { System.out.println(array[i]); } //数组转集合 :调用Arrays类的静态方法asList()方法 List<String> asList = Arrays.asList(new String[] {"BB","AA"}); System.out.println(asList);//这里自动调用该类中的toString()方法 //注意这里有一个小细节点 //如果我们数组是基本数据类型的话, List<int[]> asList2 = Arrays.asList(new int [] {123,433}); System.out.println(asList2);//这里会当成一个元素 List asList3 = Arrays.asList(new Integer [] {123,433}); System.out.println(asList3);//需要写成包装类的Integer才可以识别是两个元素 List asList4 = Arrays.asList(123,433);//或者直接写数字就好了. System.out.println(asList4); }
11、遍历
- iterator()：返回迭代器对象，用于集合遍历
这里添加一个小插曲：
Arrays类
数组的工具类java.util.Arrays
- 由于数组对象本身并没有什么方法可以供我们调用，但API中提供了一个工具类Arrays供我们使用，从而可以对数据对象进行一些基本的操作。
- 查看JDK帮助文档。
- Arrays类中的方法都是static修饰的静态方法，在使用的时候可以直接使用类名进行调用，而“不用”使用对象来调用（注意：是“不用”而不是“不能”）
- 具有以下常用功能：
1、给数组赋值：fill方法
2、对数组排序：通过sort方法，按升序
3、比较数组：通过equals方法比较数组中元素值是否相等
4、查找数组元素：通过binarySearch方法能对排序好的数组进行二分查找法操作。
11.3 Iterator迭代器接口
1.使用 Iterator 接口遍历集合元素
Iterator对象称为迭代器(设计模式的一种)，主要用于遍历 Collection 集合中的元素。
GOF给迭代器模式的定义为：提供一种方法访问一个容器(container)对象中各个元 素，而又不需暴露该对象的内部细节。迭代器模式，就是为容器而生。类似于“公 交车上的售票员”、“火车上的乘务员”、“空姐”。
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。
package 面向对象.集合; import java.util.ArrayList; import java.util.Collection; import java.util.Iterator; import org.junit.Test; /* * 集合元素的遍历操作.使用Iterator接口 * 内部的方法: * boolean hasNext();判断有没有下一个元素. * E next();//返回下一个元素 * * * */ public class IteratorTest { @Test public void test1() { Collection collection = new ArrayList(); collection.add(123); collection.add("3232"); collection.add(new String("饿了")); collection.add('e'); Iterator iterator = collection.iterator(); //方式一:如何优化方式一 // System.out.println(iterator.next());//该方法的作用就是返回下一个迭代器中的元素 // System.out.println(iterator.next()); // System.out.println(iterator.next()); // System.out.println(iterator.next()); // //java.util.NoSuchElementException // System.out.println(iterator.next()); //方式二:最好的方式是使用循环的方式,当然不推荐使用for循环的方式,因为下方的方式才是最标准的方式. while (iterator.hasNext()) {//该方法是检测有没有下一个元素,防止出现异常 Object next = iterator.next();//注意返回是一个object类型的,如果想得到自己想要的,需要进行转换 System.out.println(next); } } }
注意这里next()方法的作用:1是指针下移,2然后才是将指针指向位置的元素返回.如果在没有调用next()方法之前是不能调用下面讲的remove()方法的,因为指针没有下移,你删除谁?
错误一的方式不仅是跳着输出的,还可能报NoSuchElementException异常,因为一旦集合元素是奇数位的话,当最后一个元素判断它不是空的时候,会接着再往下走,就会报这样的错误.
错误的集合遍历写法:
2.Iterator接口remove()方法
@Test public void test2() { Collection collection = new ArrayList(); collection.add("aa"); collection.add("ac"); collection.add("af"); Iterator iterator = collection.iterator(); while (iterator.hasNext()) { Object object = (Object) iterator.next(); System.out.println(object); //删除集合中的元素 if ("ac".equals(object)) { iterator.remove(); } } System.out.println("删除元素之后重新遍历集合看是否存在"); //注意如果想再次使用迭代器需要重新生成,因为上一个迭代器指针已经到集合的尾部了. Iterator iterator2 = collection.iterator(); while(iterator2.hasNext()) { Object hasNext = iterator2.next(); System.out.println(hasNext); } }
注意：
Iterator可以删除集合的元素，但是是遍历过程中通过迭代器对象的remove方 法，不是集合对象的remove方法。
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。如果这句话不理解去上面看next()方法的作用.
3.使用 foreach 循环遍历集合元素
Java 5.0 提供了 foreach 循环迭代访问 Collection和数组。
遍历操作不需获取Collection或数组的长度，无需使用索引访问元素。
遍历集合的底层调用Iterator完成操作。
foreach还可以用来遍历数组。
注意：增强for循环中里面如果要对要遍历的集合或者数据进行重新赋值等操作时，是不会改变集合或者元素的内容的，因为我们是重新拿新的变量来接收的，如果涉及到for循环遍历输出并且还想对立面的内容进行修改时，不要使用增强for循环。
@Test public void test() { Collection collection = new ArrayList(); collection.add(123); collection.add("3232"); collection.add(new String("饿了")); collection.add('e'); //增加for循环括号里面冒号右边是集合或者数组变量 //冒号左边就是一个个遍历出来的单个元素 //输出的时候或者for循环里面可以进行转换操作 //for (集合元素的类型 局部变量[也就是单个元素] : 集合 ) //注意增强for循环内部其实原理就是执行的迭代器Iterator for (Object object : collection) { System.out.println(object); } }
使用普通for循环的方式遍历集合
@Test public void test3() { List collection = new ArrayList(); collection.add(123); collection.add("3232"); collection.add(new String("饿了")); collection.add('e'); //通过普通for循环遍历集合 for (int i = 0; i < collection.size(); i++) { System.out.println(collection.get(i)); } }
练习题的结果跟下面演示是差不多的.
//练习题: @Test public void test4() { String[] a = new String[] {"BB","AA","CC"}; //第一种情况:使用普通for循环的方式遍历 // for (int i = 0; i < a.length; i++) { // a[i] = "GG"; // } //第二种情况:使用增强for循环的方式遍历 for (String string : a) { string = "MM"; } //前后两种情况分别输出:我们输出看一下 //第一种情况下是改变了数组a的,但是使用增强for的方式没有改变,因为我们 //是重新有一个String类型的变量. for (int i = 0; i < a.length; i++) { System.out.println(a[i]); } }
11.4 Collection子接口之一：List接口
1.List接口概述
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。
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。
JDK API中List接口的实现类常用的有：ArrayList、LinkedList和Vector。
2.List接口方法
List除了从Collection集合继承的方法外，List 集合里添加了一些根据索引来 操作集合元素的方法。
- 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,找不到则返回-1
- 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[左闭右开]
@Test public void test1() { List collection = new ArrayList(); collection.add(123); collection.add("3232"); collection.add(new String("饿了")); collection.add('e'); System.out.println(collection); // void add(int index, Object ele):在index位置插入ele元素 collection.add(1,"波多"); System.out.println(collection); // 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 List asList = Arrays.asList(1,2,3,4); collection.addAll(asList); System.out.println(collection); System.out.println(collection.size()); //如果把asList当成一个元素添加进去了 collection.add(asList); System.out.println(collection); System.out.println(collection.size()); // int indexOf(Object obj):返回obj在集合中首次出现的位置,找不到则返回-1 System.out.println(collection.indexOf("yejieyi")); // int lastIndexOf(Object obj):返回obj在当前集合中末次出现的位置 System.out.println(collection.lastIndexOf("波多")); // Object remove(int index):移除指定index位置的元素，并返回此元素 System.out.println("删除位置元素为:"+collection.remove(0)); System.out.println("删除元素后的集合为:"+collection); // Object set(int index, Object ele):设置指定index位置的元素为ele System.out.println(collection.set(1, "白石")); System.out.println(collection); // List subList(int fromIndex, int toIndex):返回从fromIndex到toIndex 位置的子集合 System.out.println(collection.subList(1, 3)); System.out.println(collection); }
总结:常用方法
3.List实现类之一：ArrayList
ArrayList 是 List 接口的典型实现类、主要实现类
本质上，ArrayList是对象引用的一个”变长”数组
ArrayList的JDK1.8之前与之后的实现区别？
- JDK1.7：ArrayList像饿汉式，直接创建一个初始容量为10的数组
- JDK1.8：ArrayList像懒汉式，一开始创建一个长度为0的数组，当添加第一个元 素时再创建一个始容量为10的数组
Arrays.asList(…) 方法返回的 List 集合，既不是 ArrayList 实例，也不是 Vector 实例。 Arrays.asList(…) 返回值是一个固定长度的 List 集合
下面list.add(1)以包装类的形式,是Integer类型的.考察remove里面是索引地址值还是object类型的(是不是一个对象).
区分List中remove()方法是要删除索引位置的值还是直接删除指定的某个元素.尤其是要注意基本数据类型.
4.List实现类之二：LinkedList
对于频繁的插入或删除元素的操作，建议使用LinkedList类，效率较高
新增方法：
- void addFirst(Object obj)
- void addLast(Object obj)
- Object getFirst()
- Object getLast()
- Object removeFirst()
- Object removeLast()
LinkedList：双向链表，内部没有声明数组，而是定义了Node类型的first和last， 用于记录首末元素。同时，定义内部类Node，作为LinkedList中保存数据的基 本结构。Node除了保存数据，还定义了两个变量：
- prev变量记录前一个元素的位置
- next变量记录下一个元素的位置
5.List 实现类之三：Vector
Vector 是一个古老的集合，JDK1.0就有了。大多数操作与ArrayList 相同，区别之处在于Vector是线程安全的。
在各种list中，最好把ArrayList作为缺省选择。当插入、删除频繁时， 使用LinkedList；Vector总是比ArrayList慢，所以尽量避免使用。
新增方法：
- void addElement(Object obj)
- void insertElementAt(Object obj,int index)
- void setElementAt(Object obj,int index)
- void removeElement(Object obj)
- void removeAllElements()
面试题:ArrayList/LinkedList/Vector的异同?
11.5 Collection子接口之二：Set接口
1.Set 接口概述
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接口的框架
set集合存储无序性,不可重复性.
HashSet集合添加元素的过程
Set集合使用的注意点,包括自定义类.
直接使用快捷方式添加hashcode和equals方法.
2.Set实现类之一：HashSet
HashSet 是 Set 接口的典型实现，大多数时候使用 Set 集合时都使用这个实现类。
HashSet 按 Hash 算法来存储集合中的元素，因此具有很好的存取、查找、删除 性能。 HashSet 具有以下特点：
- 不能保证元素的排列顺序
- HashSet 不是线程安全的
- 集合元素可以是 null
HashSet 集合判断两个元素相等的标准：两个对象通过 hashCode() 方法比较相 等，并且两个对象的 equals() 方法返回值也相等。
对于存放在Set容器中的对象，对应的类一定要重写equals()和hashCode(Object obj)方法，以实现对象相等规则。即：“相等的对象必须具有相等的散列码”。
向HashSet中添加元素的过程：
当向 HashSet 集合中存入一个元素时，HashSet 会调用该对象的 hashCode() 方法 来得到该对象的 hashCode 值，然后根据 hashCode 值，通过某种散列函数决定该对象 在 HashSet 底层数组中的存储位置。（这个散列函数会与底层数组的长度相计算得到在 数组中的下标，并且这种散列函数计算还尽可能保证能均匀存储元素，越是散列分布， 该散列函数设计的越好）
如果两个元素的hashCode()值相等，会再继续调用equals方法，如果equals方法结果 为true，添加失败；如果为false，那么会保存该元素，但是该数组的位置已经有元素了， 那么会通过链表的方式继续链接。
如果两个元素的 equals() 方法返回 true，但它们的 hashCode() 返回值不相 等，hashSet 将会把它们存储在不同的位置，但依然可以添加成功。
3.重写 hashCode() 方法的基本原则
在程序运行时，同一个对象多次调用 hashCode() 方法应该返回相同的值。
当两个对象的 equals() 方法比较返回 true 时，这两个对象的 hashCode() 方法的返回值也应相等。
对象中用作 equals() 方法比较的 Field，都应该用来计算 hashCode 值。
4.重写 equals() 方法的基本原则
以自定义的Customer类为例，何时需要重写equals()？
当一个类有自己特有的“逻辑相等”概念,当改写equals()的时候，总是 要改写hashCode()，根据一个类的equals方法（改写后），两个截然不 同的实例有可能在逻辑上是相等的，但是，根据Object.hashCode()方法， 它们仅仅是两个对象。
因此，违反了“相等的对象必须具有相等的散列码”。
结论：复写equals方法的时候一般都需要同时复写hashCode方法。通常参与计算hashCode的对象的属性也应该参与到equals()中进行计算。
5.Eclipse/IDEA工具里hashCode()的重写
以Eclipse/IDEA为例，在自定义类中可以调用工具自动重写equals和hashCode。 问题：为什么用Eclipse/IDEA复写hashCode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)
6.Set实现类之二：LinkedHashSet
LinkedHashSet 是 HashSet 的子类
LinkedHashSet 根据元素的 hashCode 值来决定元素的存储位置， 但它同时使用双向链表维护元素的次序，这使得元素看起来是以插入 顺序保存的。
LinkedHashSet插入性能略低于 HashSet，但在迭代访问 Set 里的全 部元素时有很好的性能。
LinkedHashSet 不允许集合元素重复。
7.Set实现类之三：TreeSet
TreeSet 是 SortedSet 接口的实现类，TreeSet 可以确保集合元素处于排序状态。
TreeSet底层使用红黑树结构存储数据
新增的方法如下： (了解)
- Comparator comparator()
- Object first()
- Object last()
- Object lower(Object e)
- Object higher(Object e)
- SortedSet subSet(fromElement, toElement)
- SortedSet headSet(toElement)
- SortedSet tailSet(fromElement)
TreeSet 两种排序方法：自然排序和定制排序。默认情况下，TreeSet 采用自然排序。
TreeSet和后面要讲的TreeMap 采用红黑树的存储结构
特点：有序，查询速度比List快 
再具体就不说了，可以参看http://www.cnblogs.com/yangecnu/p/Introduce-Red-Black-Tree.html， 对红黑树的讲解写得不错。
8.排 序—自然排序
自然排序：TreeSet 会调用集合元素的 compareTo(Object obj) 方法来比较元 素之间的大小关系，然后将集合元素按升序(默认情况)排列
如果试图把一个对象添加到 TreeSet 时，则该对象的类必须实现 Comparable 接口。
- 实现 Comparable 的类必须实现 compareTo(Object obj) 方法，两个对象即通过 compareTo(Object obj) 方法的返回值来比较大小。
Comparable 的典型实现：
- BigDecimal、BigInteger 以及所有的数值型对应的包装类：按它们对应的数值大小 进行比较
- Character：按字符的 unicode值来进行比较
- Boolean：true 对应的包装类实例大于 false 对应的包装类实例
- String：按字符串中字符的 unicode 值进行比较
- Date、Time：后边的时间、日期比前面的时间、日期大
向 TreeSet 中添加元素时，只有第一个元素无须比较compareTo()方法，后面添 加的所有元素都会调用compareTo()方法进行比较。
因为只有相同类的两个实例才会比较大小，所以向 TreeSet 中添加的应该是同 一个类的对象。
对于 TreeSet 集合而言，它判断两个对象是否相等的唯一标准是：两个对象通 过 compareTo(Object obj) 方法比较返回值。
当需要把一个对象放入 TreeSet 中，重写该对象对应的 equals() 方法时，应保 证该方法与 compareTo(Object obj) 方法有一致的结果：如果两个对象通过 equals() 方法比较返回 true，则通过 compareTo(Object obj) 方法比较应返回 0。 否则，让人难以理解。
9.排 序—定制排序
TreeSet的自然排序要求元素所属的类实现Comparable接口，如果元素所属的类没 有实现Comparable接口，或不希望按照升序(默认情况)的方式排列元素或希望按照 其它属性大小进行排序，则考虑使用定制排序。定制排序，通过Comparator接口来 实现。需要重写compare(T o1,T o2)方法。
利用int compare(T o1,T o2)方法，比较o1和o2的大小：如果方法返回正整数，则表 示o1大于o2；如果返回0，表示相等；返回负整数，表示o1小于o2。
要实现定制排序，需要将实现Comparator接口的实例作为形参传递给TreeSet的构 造器。
此时，仍然只能向TreeSet中添加类型相同的对象。否则发生ClassCastException异 常。
使用定制排序判断两个元素相等的标准是：通过Comparator比较两个元素返回了0。
面试题:深入理解hashset底层原理
实际操作去感受:
package 面向对象.集合.Collection.set集合; /* * 面试题: * */ import java.util.HashSet; import org.junit.Test; public class 深入理解HashSet底层实现原理 { @Test public void hashsetTest() { 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);//set集合添加数据是根据hashcode值来算出 //存放位置,所以无序性说的就是存放位置时候不是从头到尾这样放的,注意第一次放的时候 //是按照上面new出来的属性值算出的hashcode算出的位置 p1.name= "cc";//这里只是改变了p1的属性值. set.remove(p1);//删除的时候是索引位置,移除的时候现在p1是1001,cc,删除的时候会先去看看有没有这个值,set集合是按照hashcode值,那么就会按照p1属性现在的值去 //计算hashcode值来找这个位置上的元素,显然是没有的,因为 现在1001,cc.现在的位置 //是根据1001.AAhashcod值算出的位置. System.out.println(set);//所以现在set集合里面还是两个,因为remove()删除并没有找到这个位置上的元素. set.add(new Person (1001,"cc"));//这个时候再向里面添加元素的时候. //就会按照1001.cc 去计算hashcode值然后寻找位置有没有元素,如果没有则添加 System.out.println(set); set.add(new Person(1001,"AA"));//这里还会添加进去吗,会的, //因为添加的时候虽然hashcode值是一样的,位置上面是有元素了,但还是会进一步比较 //equals()方法,如果不一样,则会形成链表添加进去. System.out.println(set); } }
11-6 Map接口
Map接口继承树
map集合简介:都有哪些
map结构的理解
HashMap的底层实现原理?一jdk7为例说明:
jdk8相较于jdk7在底层实现方面的不同.
画个简图表示一下:
1.Map接口概述
Map与Collection并列存在。用于保存具有映射关系的数据:key-value
Map 中的 key 和 value 都可以是任何引用类型的数据
Map 中的 key 用Set来存放，不允许重复，即同一个 Map 对象所对应 的类，须重写hashCode()和equals()方法
常用String类作为Map的“键”
key 和 value 之间存在单向一对一关系，即通过指定的 key 总能找到 唯一的、确定的 value
Map接口的常用实现类：HashMap、TreeMap、LinkedHashMap和 Properties。其中，
HashMap是 Map 接口使用频率最高的实现类
2.Map接口：常用方法
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，这里修改只的是当key已经存在时继续put同样的key,value会替换掉之前的值.
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,如果要删除的key不存在就会返回null.
void clear()：清空当前map中的所有数据,map不是null注意.此时输出的map是一个{},里面没有值而已.
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
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
entrySet集合中的元素都是entry,一个个key-value组成一个set集合.
如何得到每一个entry中的key和value值呢,使用entry接口中的getKey()和getValue()方法.
Map map = new HashMap(); //map.put(..,..)省略 System.out.println("map的所有key:"); Set keys = map.keySet();// HashSet for (Object key : keys) { System.out.println(key + "->" + map.get(key)); } System.out.println("map的所有的value："); Collection values = map.values(); Iterator iter = values.iterator(); while (iter.hasNext()) { System.out.println(iter.next()); } System.out.println("map所有的映射关系："); // 映射关系的类型是Map.Entry类型，它是Map接口的内部接口 Set mappings = map.entrySet(); for (Object mapping : mappings) { Map.Entry entry = (Map.Entry) mapping; System.out.println("key是：" + entry.getKey() + "，value是：" + entry.getValue()); }
3.Map实现类之一：HashMap
HashMap是 Map 接口使用频率最高的实现类。
允许使用null键和null值，与HashSet一样，不保证映射的顺序。
所有的key构成的集合是Set:无序的、不可重复的。所以，key所在的类要重写： equals()和hashCode()
所有的value构成的集合是Collection:无序的、可以重复的。所以，value所在的类 要重写：equals()
一个key-value构成一个entry
所有的entry构成的集合是Set:无序的、不可重复的
HashMap 判断两个 key 相等的标准是：两个 key 通过 equals() 方法返回 true， hashCode 值也相等。
HashMap 判断两个 value相等的标准是：两个 value 通过 equals() 方法返回 true。
4.HashMap的存储结构
JDK 7及以前版本：HashMap是数组+链表结构(即为链地址法)
JDK 8版本发布以后：HashMap是数组+链表+红黑树实现。
5.HashMap源码中的重要常量
DEFAULT_INITIAL_CAPACITY : HashMap的默认容量，16
MAXIMUM_CAPACITY ： HashMap的最大支持容量，2^30
DEFAULT_LOAD_FACTOR：HashMap的默认加载因子
TREEIFY_THRESHOLD：Bucket中链表长度大于该默认值，转化为红黑树 UNTREEIFY_THRESHOLD：Bucket中红黑树存储的Node小于该默认值，转化为链表 MIN_TREEIFY_CAPACITY：桶中的Node被树化时最小的hash表容量。（当桶中Node的 数量大到需要变红黑树时，若hash表容量小于MIN_TREEIFY_CAPACITY时，此时应执行 resize扩容操作这个MIN_TREEIFY_CAPACITY的值至少是TREEIFY_THRESHOLD的4 倍。）
table：存储元素的数组，总是2的n次幂
entrySet：存储具体元素的集
size：HashMap中存储的键值对的数量
modCount：HashMap扩容和结构改变的次数。
threshold：扩容的临界值，=容量*填充因子
loadFactor：填充因子
6.HashMap的存储结构：JDK 1.8之前
HashMap的内部存储结构其实是数组和链表的结合。当实例化一个HashMap时， 系统会创建一个长度为Capacity的Entry数组，这个长度在哈希表中被称为容量 (Capacity)，在这个数组中可以存放元素的位置我们称之为“桶”(bucket)，每个 bucket都有自己的索引，系统可以根据索引快速的查找bucket中的元素。
每个bucket中存储一个元素，即一个Entry对象，但每一个Entry对象可以带一个引 用变量，用于指向下一个元素，因此，在一个桶中，就有可能生成一个Entry链。 而且新添加的元素作为链表的head。
添加元素的过程：
向HashMap中添加entry1(key，value)，需要首先计算entry1中key的哈希值(根据 key所在类的hashCode()计算得到)，此哈希值经过处理以后，得到在底层Entry[]数 组中要存储的位置i。如果位置i上没有元素，则entry1直接添加成功。如果位置i上 已经存在entry2(或还有链表存在的entry3，entry4)，则需要通过循环的方法，依次 比较entry1中key和其他的entry。如果彼此hash值不同，则直接添加成功。如果 hash值不同，继续比较二者是否equals。如果返回值为true，则使用entry1的value 去替换equals为true的entry的value。如果遍历一遍以后，发现所有的equals返回都 为false,则entry1仍可添加成功。entry1指向原有的entry元素。
HashMap的扩容
当HashMap中的元素越来越多的时候，hash冲突的几率也就越来越高，因为数组的 长度是固定的。所以为了提高查询的效率，就要对HashMap的数组进行扩容，而在 HashMap数组扩容之后，最消耗性能的点就出现了：原数组中的数据必须重新计算 其在新数组中的位置，并放进去，这就是resize。
那么HashMap什么时候进行扩容呢？
当HashMap中的元素个数超过数组大小(数组总大小length,不是数组中个数 size)*loadFactor 时 ， 就 会 进 行 数 组 扩 容 ， loadFactor 的默认 值 (DEFAULT_LOAD_FACTOR)为0.75，这是一个折中的取值。也就是说，默认情况 下，数组大小(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)为16，那么当HashMap中元素个数 超过16*0.75=12（这个值就是代码中的threshold值，也叫做临界值）的时候，就把 数组的大小扩展为 2*16=32，即扩大一倍，然后重新计算每个元素在数组中的位置， 而这是一个非常消耗性能的操作，所以如果我们已经预知HashMap中元素的个数， 那么预设元素的个数能够有效的提高HashMap的性能。
7.HashMap的存储结构：JDK 1.8
HashMap的内部存储结构其实是数组+链表+树的结合。当实例化一个 HashMap时，会初始化initialCapacity和loadFactor，在put第一对映射关系 时，系统会创建一个长度为initialCapacity的Node数组，这个长度在哈希表 中被称为容量(Capacity)，在这个数组中可以存放元素的位置我们称之为 “桶”(bucket)，每个bucket都有自己的索引，系统可以根据索引快速的查 找bucket中的元素。
每个bucket中存储一个元素，即一个Node对象，但每一个Node对象可以带 一个引用变量next，用于指向下一个元素，因此，在一个桶中，就有可能 生成一个Node链。也可能是一个一个TreeNode对象，每一个TreeNode对象 可以有两个叶子结点left和right，因此，在一个桶中，就有可能生成一个 TreeNode树。而新添加的元素作为链表的last，或树的叶子结点。
那么HashMap什么时候进行扩容和树形化呢？
当HashMap中的元素个数超过数组大小(数组总大小length,不是数组中个数 size)*loadFactor 时 ， 就会进行数组扩容 ， loadFactor 的默认 值 (DEFAULT_LOAD_FACTOR)为0.75，这是一个折中的取值。也就是说，默认 情况下，数组大小(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)为16，那么当HashMap中 元素个数超过16*0.75=12（这个值就是代码中的threshold值，也叫做临界值） 的时候，就把数组的大小扩展为 2*16=32，即扩大一倍，然后重新计算每个元 素在数组中的位置，而这是一个非常消耗性能的操作，所以如果我们已经预知 HashMap中元素的个数，那么预设元素的个数能够有效的提高HashMap的性能。
当HashMap中的其中一个链的对象个数如果达到了8个，此时如果capacity没有 达到64，那么HashMap会先扩容解决，如果已经达到了64，那么这个链会变成 树，结点类型由Node变成TreeNode类型。当然，如果当映射关系被移除后， 下次resize方法时判断树的结点个数低于6个，也会把树再转为链表。
关于映射关系的key是否可以修改？answer：不要修改
映射关系存储到HashMap中会存储key的hash值，这样就不用在每次查找时重新计算 每一个Entry或Node（TreeNode）的hash值了，因此如果已经put到Map中的映射关 系，再修改key的属性，而这个属性又参与hashcode值的计算，那么会导致匹配不上。
总结：JDK1.8相较于之前的变化：
1.HashMap map = new HashMap();//默认情况下，先不创建长度为16的数组
2.当首次调用map.put()时，再创建长度为16的数组
3.数组为Node类型，在jdk7中称为Entry类型
4.形成链表结构时，新添加的key-value对在链表的尾部（七上八下）
5.当数组指定索引位置的链表长度>8时，且map中的数组的长度> 64时，此索引位置 上的所有key-value对使用红黑树进行存储。
8.Map实现类之二：LinkedHashMap
LinkedHashMap 是 HashMap 的子类
在HashMap存储结构的基础上，使用了一对双向链表来记录添加 元素的顺序
与LinkedHashSet类似，LinkedHashMap 可以维护 Map 的迭代 顺序：迭代顺序与 Key-Value 对的插入顺序一致
HashMap中的内部类：Node
static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> { final int hash; final K key; V value; Node<K,V> next; }
LinkedHashMap中的内部类：Entry
static class Entry<K,V> extends HashMap.Node<K,V> { Entry<K,V> before, after; Entry(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) { super(hash, key, value, next); } }
9.Map实现类之三：TreeMap
TreeMap存储 Key-Value 对时，需要根据 key-value 对进行排序。
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 者compare()方法返回0。
10.Map实现类之四：Hashtable
Hashtable是个古老的 Map 实现类，JDK1.0就提供了。不同于HashMap， Hashtable是线程安全的。
Hashtable实现原理和HashMap相同，功能相同。底层都使用哈希表结构，查询 速度快，很多情况下可以互用。
与HashMap不同，Hashtable 不允许使用 null 作为 key 和 value
与HashMap一样，Hashtable 也不能保证其中 Key-Value 对的顺序
Hashtable判断两个key相等、两个value相等的标准，与HashMap一致。
11.Map实现类之五：Properties
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
Properties pros = new Properties(); pros.load(new FileInputStream("jdbc.properties")); String user = pros.getProperty("user"); System.out.println(user);
下面演示一下代码
package 面向对象.集合; import java.io.FileInputStream; import java.io.IOException; import java.util.Properties; public class PropetiesTest { public static void main(String[] args) { FileInputStream fis = null; try { Properties pos = new Properties(); fis = new FileInputStream("C:\\Users\\10515\\Desktop\\javaCode\\code\\Contacts\\src\\面向对象\\集合\\jdbc.properties"); pos.load(fis);//加载流对应的文件 String nameString = pos.getProperty("name"); String ageString = pos.getProperty("age"); System.out.println("name="+nameString+",age="+ageString); } catch (Exception e) { // TODO: handle exception e.printStackTrace(); } finally { // TODO: handle finally clause if (fis!=null) { try { fis.close(); } catch (IOException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } } } } }
代码中 关于jdbc.properties文件,关于FileInputStream读取文件的位置分为绝对路径和相对路径,到学习流的时候再详细学习,注意我上面写的是绝对路径.
这里是我两次补充的内容:FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream("./jdbc.properties"); 文件前面加./直接就可以访问到这个文件.
name=tom
age=12
11-7 Collections工具类
操作数组的工具类：Arrays
Collections 是一个操作 Set、List 和 Map 等集合的工具类
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
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
1.Collections常用方法
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
2.Collections常用方法：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
只需要把list放入到上面对应的方法中就可以了.
3.补充：Enumeration
Enumeration 接口是 Iterator 迭代器的 “古老版本”
Enumeration stringEnum = new StringTokenizer("a-b*c-d-e-g", "-"); while(stringEnum.hasMoreElements()){ Object obj = stringEnum.nextElement(); System.out.println(obj); }
浙公网安备 33010602011771号