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

//拓展：数组 ---> 集合：Arrays类的静态方法asList()
List<String> list = Arrays.asList(new String[]{"AA", "BB", "CC"});
System.out.println(list);

List arr1 = Arrays.asList(new int[]{123, 456});
System.out.println(arr1.size());//1

List arr2 = Arrays.asList(new Integer[]{123, 456});
System.out.println(arr2.size());//2

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

Iterator接口与foreach循环

1. 遍历Collection的两种方式

① 使用迭代器Iterator；② 使用foreach循环或（增强for循环）

2. java.utils包下定义的迭代器接口：Iterator

说明

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

迭代器模式，就是为容器而生
作用

遍历集合Collection元素
如何获取实例

coll.iterator()返回一个迭代器对象
遍历代码实现

Iterator iterator = coll.iterator();
while(iterator.hasNext()){
            //next()：①指针下移 ②将下移以后集合位置上的元素返回
            System.out.println(iterator.next());

remove()的使用

//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()
    //再调用remove()，会出现IllegalStateException
    @Test
    public void test2(){
        Collection coll = new ArrayList();

        coll.add(123);
        coll.add(456);
        coll.add(new String("Tom"));
        coll.add(false);
        coll.add(new Person("Jerry",23));

        //删除集合中"Tom"
        Iterator iterator = coll.iterator();
        while(iterator.hasNext()){
            Object obj = iterator.next();
            if("Tom".equals(obj)){
                iterator.remove();
//                iterator.remove();
            }
        }
        //遍历操作
        Iterator iterator1 = coll.iterator();
        while(iterator1.hasNext()){
            System.out.println(iterator1.next());
        }

3. JDK5新特性--增强for循环：（foreach循环）

遍历集合举例

@Test
public void test1(){
    Collection coll = new ArrayList();

    coll.add(123);
    coll.add(456);
    coll.add(new String("Tom"));
    coll.add(false);
    coll.add(new Person("Jerry",23));

    //for(集合元素的类型 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);
    }
}

遍历数组举例

@Test
    public void test3(){
        String[] arr = new String[]{"MM","MM","MM"};

        //方式一：普通for赋值
//        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
//            arr[i] = "GG";
//        }

        //方式二：增强for循环
        for(String s : arr){
            s = "GG";
        }

        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.println(arr[i]);
        }
    }

Collection子接口：List接口

1. 存储的数据特点

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

2. 常用方法（记住）

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

3. 常用实现类

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

4. 源码分析（难点）

ArrayList源码分析：

JDK7：类似于单例的饿汉式

ArrayList list = new ArrayList();//底层创建了长度是10的Object[] elementData

list.add(123);//elementData[0] = new Integer(123);

扩容：默认扩容为原来的容量的1.5倍，同时将原有数组中的数据复制到新的数组中

建议开发中使用带参的构造器--ArrayList list = new ArrayList(int capacity);
JDK8：类似于单例的懒汉式

ArrayList list = new ArrayList();//底层Object[] elementData初始化为{}，并没有创建

list.add(123);//第一次调用add()时，底层才创建了长度为10的数组，并将数据123添加到elementData

LinkedList源码分析：

LinkedList list = new LinkedList();//内部声明了Node类型的first、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的双线链表特性）

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;
         }
     }

5. 存储的元素的要求

添加的对象，所在的类要重写equals()

面试题

ArrayList、LinkedList、Vector三者的异同

同：三个类都是实现了List接口、存储数据的特点相同
异：见上（第三部分和第四部分）

Collection子接口：Set接口

1. 存储的数据特点

无序的、不可重复的数据

具体的：

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决定的
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

2. 元素添加过程（以HashSet为例）

向HashSet中添加元素a，首先调用元素a所在类的hashcode()，计算元素a的哈希值，此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

有其他元素b（或以链表形式存在的多个元素）：
- 比较元素a与元素b的哈希值：
  - 相同：调用元素a所在类的equals()，
    返回结果为true，元素a添加失败
    返回结果为false，元素a添加成功
    
    说明：对于上面的情况，元素a与已经存在指定索引置上的数据以链表的形式存在
    JDK7：元素a放在数组中，执行原来的元素
    
    JDK8：原来的元素放在数组中，指向元素a
    总结：七上八下
没有：元素a添加成功

HashSet底层：数组 + 链表

3. 常用方法

Set接口没有额外定义新的方法，使用的都是Collection中定义的方法

4. 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
  
  在添加数据的同时，每个数据还维护了两个引用，记录此数据的前一个数据和后一个数据
  优点：对于频繁的遍历操作，LinkedHashSet效率高于HashSet
TreeSet：可以按照添加对象的指定属性，进行排序

5. 存储对象所在类的要求

HashSet/LinkedHashSet

向Set（主要指：HashSet、LinkedHashSet）中添加数据，其所在类一定要重写hashCode()和equals()
重写的hashCode()和equals()尽可能保持一致：相等的对象必须具有相等的散列码

TreeSet

自然排序中，比较两个对象是否相同的标准为：compareTo()返回是否为0，0则认为是相同，不再是equals()
定制排序中，比较两个对象是否相同的标准为：compare()返回是否为0，0则认为是相同，不再是equals()

6. TreeSet的使用

使用说明

向TreeSet中添加的数据，要求是相同类的对象
两种排列方式：自然排序（实现Comparable接口）和定制排序（实现Comparator接口）

常用的排序方式

自然排序

@Test
    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 Person("Tom",12));

        //举例一
//        set.add(34);
//        set.add(-34);
//        set.add(43);
//        set.add(11);
//        set.add(8);

        //举例二
        set.add(new Person("Tom", 10));
        set.add(new Person("Jerry", 32));
        set.add(new Person("Jim", 22));
        set.add(new Person("Mike", 62));
        set.add(new Person("Jack", 18));
        set.add(new Person("Jack", 56));

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

/*

//按照姓名字母从小到大排序，年龄从小到大排序
    @Override
    public int compareTo(Object o) {
        if(o instanceof Person){
            Person person = (Person) o;
//            return this.name.compareTo(person.name);
            int compare = this.name.compareTo(person.name);
            if(compare != 0){
                return compare;
            }else{
                return Integer.compare(this.age,person.age);
            }
        }else{
            throw new RuntimeException("类型不一致");
        }
    }

*/

定制排序

@Test
public void test2() {
    Comparator com = new Comparator() {
        //按照年龄从小到大排序
        @Override
        public int compare(Object o1, Object o2) {
            if (o1 instanceof Person && o2 instanceof Person) {
                Person p1 = (Person) o1;
                Person p2 = (Person) o2;
                return Integer.compare(p1.getAge(), p2.getAge());
            } else {
                throw new RuntimeException("类型不一致");
            }
        }
    };

    TreeSet set = new TreeSet(com);

    set.add(new Person("Tom", 10));
    set.add(new Person("Jerry", 32));
    set.add(new Person("Mary", 22));
    set.add(new Person("Jim", 22));
    set.add(new Person("Mike", 62));
    set.add(new Person("Jack", 18));
    set.add(new Person("Jack", 56));

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

}

Map接口

1. 常用实现类结构

Map：双列数据，存储key-value对的数据

HashMap：作为Map的主要实现类，线程不安全的，效率高；可存储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，指向前一个元素和后一个元素
  
  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

2. 存储结构的理解

Map中的key：无序的、不可重复的，使用Set存储所有的key --->key所在的类需要重写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所在类要重写equals()

一个键值对：key-value构成一个Entry对象
Map中的entry：无序的、不可重复的，使用Set存储所有的key

3. 常用方法

总结：

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

4. 内存结构说明

HashMap在JDK7中实现原理

HashMap map = new HashMap();

实例化之后，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的哈希值，此哈希值经过某种算法计算之后，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（以链表的形式存在）），比较key1和已经存在的一个或多个哈希值

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，继续调用key1所在类的equals()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

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形式存储

在不断的添加过程中，当超出临界值（且要存放的位置非空）默认扩容方式为：扩容为原来容量的2倍
JDK8中的不同
1. new HashMap()：底层没有直接创建一个长度为16的数组
2. JDK8底层的数组：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：数组+链表；JDK8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

HashMap底层典型属性的说明

DEFAULT_INITIAL_CAPACITY：HashMapHashMap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 * 加载因子，16 * 0.75 = 12

 TREEIFY_THRESHOLD：Bucket中链表长度大于该默认值，转换为红黑树，8

 MIN_TREEIFY_CAPACITY：桶中的Node被树化时最小的hash表容量，64

LinkedHashMap的底层实现原理（了解）

LinkedHashMap底层使用的结构与HashMap相同，区别在于：LinkedHashMap中的内部类Entry替换了HashMap的内部类Node

static class Entry<K,V> extends HashMap,Node<K,V>{
    Entry<K,V> before, after;//能够记录添加的元素的先后顺序
    Entry(int hash, K key, V value, Node<K,V> next){
        super(hash, key, value, next);
    }
}

5. TreeMap的使用

向TreeMap中添加key-value，要求key必须是由同一个类创建的对象，按照key进行排序：自然排序、定制排序

6. Collections工具类

作用

操作Collection和Map的工具类
常用方法

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, Object)
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
面试题

Collections和Collection的区别

posted on 2021-02-02 14:05 来点番茄酱阅读(74) 评论(0) 收藏举报

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Java集合

数组与集合

1. 集合与数组存储数据概述

2. 数组存储的特点

3. 数组存储的弊端

4. 集合存储的优点

Collection接口

1. 单列集合框架结构

2. Collection接口的常用方法

3. Collection集合与数组间的转换

Iterator接口与foreach循环

1. 遍历Collection的两种方式

2. java.utils包下定义的迭代器接口：Iterator

3. JDK5新特性--增强for循环：（foreach循环）

Collection子接口：List接口

1. 存储的数据特点

2. 常用方法（记住）

3. 常用实现类

4. 源码分析（难点）

5. 存储的元素的要求

面试题

Collection子接口：Set接口

1. 存储的数据特点

2. 元素添加过程（以HashSet为例）

3. 常用方法

4. 常用实现类

5. 存储对象所在类的要求

6. TreeSet的使用

Map接口

1. 常用实现类结构

2. 存储结构的理解

3. 常用方法

4. 内存结构说明

5. TreeMap的使用

6. Collections工具类