集合

集合

Java集合框架概述

  • 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

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。

Collection 接口方法

  • 添加

    • add(Object obj)
    • addAll(Collection coll)
  • 获取有效元素的个数

    • int size()
  • 清空集合

    • void clear()
  • 是否是空集合

    • boolean isEmpty()
  • 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
  • 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
  • 集合是否相等

    • boolean equals(Object obj)
  • 转成对象数组

    • Object[] toArray()
  • 获取集合对象的哈希值

    • hashCode()
  • 遍历

    • iterator():返回迭代器对象,用于集合遍历
@Test
public void teat1(){
    Collection coll=new ArrayList();
    coll.add(123);
    coll.add(456);
    coll.add(new String("tom"));
    coll.add(false);
    coll.add(new Person("wang",18));

    //1.contains(Object obj):判断当前集合中是否包含obj
    //我们判断是调用会调用obj对象所在类的equals()
    boolean contains = coll.contains(123);
    System.out.println(contains);
    System.out.println(coll.contains(new String("tom")));//true
    //Person类重写了equals()
    System.out.println(coll.contains(new Person("wang",18)));//true

    //2.containsAll(Collection coll):判断形参coll中的所有元素是否都在当前集合中
    Collection coll1 = Arrays.asList(123,456,"tom",false,new Person("wang",18));
    System.out.println(coll1.containsAll(coll));
}

@Test
public void teat2(){
    //3.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 String("tom"));
    coll.add(false);
    coll.add(new Person("wang",18));

    System.out.println(coll.remove(123));
    System.out.println(coll.remove(new Person("wang",18)));

    //4.removeAll(Collection coll):差集:从当前集合中移除coll中所有元素
    Collection coll1=Arrays.asList(123,456);
    coll.removeAll(coll1);
    System.out.println(coll);
}

@Test
public void teat3(){
    Collection coll=new ArrayList();
    coll.add(123);
    coll.add(456);
    coll.add(new String("tom"));
    coll.add(false);
    coll.add(new Person("wang",18));

    //5.retainAll(Collection coll):交集:保获取当前集合和coll1集合的交集
    //        Collection coll1=Arrays.asList(123,456,32);
    //        coll.retainAll(coll1);
    //        System.out.println(coll);

    //6.equals(Object obj):
    Collection coll2=new ArrayList();
    coll2.add(123);
    coll2.add(456);
    coll2.add(new String("tom"));
    coll2.add(false);
    coll2.add(new Person("wang",18));

    System.out.println(coll2.equals(coll));

}

@Test
public void teat4(){
    Collection coll=new ArrayList();
    coll.add(123);
    coll.add(456);
    coll.add(new String("tom"));
    coll.add(false);
    coll.add(new Person("wang",18));

    //7.hashCode():返回当前对象的哈希值
    System.out.println(coll.hashCode());

    //8.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:调用Arrays类的静态方法:asList()
    List list = Arrays.asList(new String[]{"aa", "bb", "cc"});
    System.out.println(list);

    List arr1 = Arrays.asList(new int[]{12, 23});
    System.out.println(arr1.size());//1:
    List arr2 = Arrays.asList(new Integer[]{12, 23});
    System.out.println(arr1.size());//2:

    //9.iterator():返回Iterator接口的实例,用于遍历集合元素,放在IteratorTeat.java中测试
}

Iterator迭代器接口

  • 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。

Iterator接口remove()方法

  • 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。
@Test
public void test() {
    Collection coll = new ArrayList();
    coll.add(123);
    coll.add(456);
    coll.add(new String("tom"));
    coll.add(false);
    coll.add(new Person("wang", 18));

    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());

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

    //方式三:推荐
    //hasNext():判断是否还有下一个元素
    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());
    }
}

@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("wang", 18));

    //错误方式一:
    //        Iterator iterator = coll.iterator();
    //        while((iterator.next())!= null){
    //            System.out.println(iterator.next());
    //        }

    //错误方式二:
    while (coll.iterator().hasNext()) {
        System.out.println(coll.iterator().next());
    }
}

@Test
public void test3() {
    Collection coll = new ArrayList();
    coll.add(123);
    coll.add(456);
    coll.add(new String("tom"));
    coll.add(false);
    coll.add(new Person("wang", 18));

    Iterator iterator = coll.iterator();
    while (iterator.hasNext()) {
        Object obj = iterator.next();
        if (obj.equals("tom")) {
            iterator.remove();
        }
    }
    iterator = coll.iterator();
    while (iterator.hasNext()) {
        System.out.println(iterator.next());
    }
}

foreach 循环

  • 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。
@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("wang",18));

    //for(集合内元素的类型 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);
    }

    //for(数组内元素的类型 局部变量 :数组对象)
    int[] arr = new int[]{1,2,3,4,5};
    for (int i :arr){
        System.out.println(i);
    }
}
//练习题
@Test
public void test2(){

    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]);
    }


}

List接口

  • List接口框架

    ​ |----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

    ​ |----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的源码分析:

    • 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);//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)

    • jdk 8中ArrayList的变化:

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

  • 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 item;

    ​ Node next;

    ​ Node prev;

    ​ Node(Node prev, E element, Node next) {

    ​ this.item = element;

    ​ this.next = next;

    ​ this.prev = prev;

    ​ }

    }

  • Vector的源码分析: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
 */
 @Test
 public void test1(){
     ArrayList list = new ArrayList();
     list.add(123);
     list.add(234);
     list.add("AA");
     list.add(new Person("li",12));
     list.add(234);

     System.out.println(list);

     //void add(int index, Object ele):在index位置插入ele元素
     list.add(2,"bb");
     System.out.println(list);

     //addAll(int index, Collection eles):从index位置开始将eles中的所有元素添加进来
     List list1 = Arrays.asList(1, 2, 3);
     list.addAll(3,list1);
     System.out.println(list);

     //get(int index):获取指定index位置的元素
     System.out.println(list.get(5));

     //indexOf(Object obj):返回obj在集合中首次出现的位置
     System.out.println(list.indexOf("bb"));
     System.out.println(list.indexOf("aa"));//如果不存在,返回-1

     //lastIndexOf(Object obj):返回obj在当前集合中末次出现的位置
     System.out.println(list.lastIndexOf("AA"));

     //remove(int index):移除指定index位置的元素,并返回此元素
     Object obj = list.remove(3);
     System.out.println(obj);
     System.out.println(list);

     //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);

     //subList(int fromIndex, int toIndex):返回从fromIndex到toIndex位置的左毕右开区间的子集合
     System.out.println(list.subList(3, 5));
     System.out.println(list);


 }

 @Test
 public void test2(){
     ArrayList list = new ArrayList();
     list.add(123);
     list.add(234);
     list.add("AA");
     list.add(new Person("li",12));
     list.add(234);

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

Set接口

  • Set接口的框架:

    |----Collection接口:单列集合,用来存储一个一个的对象

    ​ |----Set接口:存储无序的、不可重复的数据 -->高中讲的“集合”

    ​ |----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:可以按照添加对象的指定属性,进行排序。

  • 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。

  • 要求:向Set(主要指:HashSet、LinkedHashSet)中添加的数据,其所在的类一定要重写hashCode()和equals()

  • 要求: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。

/*
一、Set:存储无序的、不可重复的数据
以HashSet为例说明:
1. 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。

2. 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。

二、添加元素的过程:以HashSet为例:
    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a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。--->情况2

    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。
    jdk 8 :原来的元素在数组中,指向元素a
    总结:七上八下

    HashSet底层:数组+链表的结构。

 */
@Test
public void teat(){
    Set set = new HashSet();
    set.add(123);
    set.add(456);
    set.add("AA");
    set.add(new User("zhao",18));
    set.add(new User("zhao",18));
    set.add("BB");

    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:对于频繁的遍历操作,LinkedHashSet效率高于HashSet
@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());
    }
}
/*
    1.向TreeSet中添加的数据,要求是相同类的对象。
    2.两种排序方式:自然排序(实现Comparable接口) 和 定制排序(Comparator)


    3.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().
    4.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().
     */
@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 User("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 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());
    }

}

@Test
public void test2(){
    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());
            }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());
    }
}

Map接口

  • 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

  • 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

Map接口的方法

  • 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
    • 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
  • 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
  • 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()

HashMap实现类

  • HashMap的底层:

    • 数组+链表 (jdk7及之前)
    • 数组+链表+红黑树 (jdk 8)
  • 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?

    • 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。

      ...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,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:

      • 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。
        • 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,此时此索引位置上的所数据改为使用红黑树存储。
  • 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:0.75
    • TREEIFY_THRESHOLD:Bucket中链表长度大于该默认值,转化为红黑树:8
    • 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。):64
    • 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

LinkedHashMap的底层实现原理(了解)

  • 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

  • 源码:

    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);

@Test
public void test(){
    Map map = new HashMap();
    //        map = new Hashtable();
    map.put(null,null);//NullPointerException
}
@Test
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);
}
/*
     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
     */
@Test
public void test3(){
    Map map = new HashMap();
    //添加
    map.put("AA",123);
    map.put("BB",123);
    map.put(34,123);
    //修改
    map.put("AA",34);

    System.out.println(map);

    Map map1 = new HashMap();
    map1.put("CC",123);
    map1.put("DD",123);

    map.putAll(map1);

    System.out.println(map);

    //remove(Object key)
    Object value = map.remove("CC");
    System.out.println(value);//123
    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
     */
@Test
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));
    //containsKey(Object key)
    boolean isExist = map.containsKey("BB");
    System.out.println(isExist);

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

    map.clear();

    System.out.println(map.isEmpty());

}
/*
 元视图操作的方法:(遍历)
 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(){
    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());
    }

    //遍历所有的value集:values()
    Collection values = map.values();
    for (Object obj : values){
        System.out.println(obj);
    }

    //遍历所有的key-value
    // 方式一:entrySet()
    Set set1 = map.entrySet();
    Iterator iterator1 = set1.iterator();
    while (iterator1.hasNext()){
        Object obj = iterator1.next();
        Map.Entry entry = (Map.Entry) obj;
        System.out.println(entry.getKey()+" "+entry.getValue());
    }
    //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。
    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。
//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
//自然排序
@Test
public void test(){
    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
@Test
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类

  • 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:常用来处理配置文件。key和value都是String类型
public static void main(String[] args) throws Exception {
    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

  • 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
  • 操作数组的工具类:Arrays

Collections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
  • 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
@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);
    System.out.println(list);

    int frequency = Collections.frequency(list, 765);
    System.out.println(frequency);

    /*
        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 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);

    List dest = Arrays.asList(new Object[list.size()]);
    System.out.println(dest.size());
    Collections.copy(dest,list);

    System.out.println(dest);
}
posted @ 2021-10-10 17:10  奋斗的小青年2333  阅读(50)  评论(0)    收藏  举报