集合之Map、Collections

Map<K，V>

Map接口实现类的特点

  1. Map接口无序；

  2. Map用于保存具有单向一对一映射关系的数据：key-value（双列结构）；键值对

  3. Map中的键和值只能是引用类型；

  4. Map中的key和value可以是任何引用类型的数据，会封装到HashMap$Node对象中；

  5. Map中的key不可以重复；原因和HashSet一样，分析源码（key相同，等价于替换）

  6. Map中的value可以重复；

  7. Map中的key和value均可为null，但key只能有一个；因为不可重复

  8. 常用String类作为Map的key；

  9. 双列数据结构的顶级父类

Map的底层机制

0531韩顺平Java_Map接口特点2哔哩哔哩_bilibili

Map常用方法

  • put：添加、替换

  • remove：根据键值删除映射关系、删除指定的k-v映射

  • get：根据键值获取value

  • size：获取元素个数

  • inEmpty：判断个数是否为0，空位true，反之false

  • clear：清空

  • containsKey：查找键是否存在

Map的遍历元素方式

  • 通过键集合遍历：keySet()获取所有的键；返回一个存储所有的k的Set集合，使用增强for、迭代器遍历，通过每个k取出对应的v；

  • 通过值集合遍历：values()获取所有的值；返回一个存储所有的value的Collection集合，可以通过迭代器、增强for遍历；

  • 键值映射集合：entrySet()获取所有关系k-v；返回一个存储所有k-v的Set集合，使用迭代器、增强for取出每个k-v对象，从而得到键、值；注意：Set集合中默认Object类型，取出的元素无法得到键、值；可以在取出k-v时利用泛型指定set存储Map.Entry类型的元素，或者在遍历中把每个k-v强转为Map.Entry

Map总结

  1. Map接口的常用实现类：HashMap、Hashtable和Properties；

  2. HashMap是Map接口使用频率最高的实现类；

  3. HashMap是以key-value键值对的方式来存储数据；

  4. key不能重复，但值可以重复，允许null键和null值；

  5. 如果添加相同的key，原来对应的value会被覆盖，等同于修改；

  6. 与HashSet一样，是无序的；因为底层是以hash表的方式来存储的

  7. HashMap没有实现同步，因此线程不安全；

  • 构造方法

空参构造，默认初始容量16，默认负载因子0.75

指定初始容量的有参构造

  • 增删改查

    增：put

    删：remove；删除指定K对应的值，返回删除的值；删除指定K对应指定V的键值对，不存在或不对应返回false；

    改：replace、put、

    查：get；K值存在返回对应的值，不存在返回null；

HashMap

  • HashMap()；空参构造，默认初始容量16，默认负载因子0.75

  • 元素无序

  1. (k，v)是一个Node实现了Map.Entry<K，V>，查看HashMap的源码可以看到

  2. jdk7.0的hashmap底层实现[数组+链表]，jdk8.0底层[数组+链表+红黑树]

HashMap底层机制：

  1. HashMap底层维护了Node类型的数字table，默认为null；

  2. 默认负载因子0.75；

  3. 当添加key-value时，通过key的哈希值得到在table的索引，然后判断该索引是否有元素，如果没有元素直接添加。如果有元素，继续判断该元素的key和准备添加的key是否相等，如果相等，直接替换对应的val；如果不相等，需要判断是树结构还是链表结构，做出相应处理。如果添加时发现容量不够，则需要扩容。

  4. 第一次添加，table扩容为16，临界值为12；（16的0.75倍）；

  5. 后续扩容，为原来容量的2倍，临界值为原来临界值的2倍；

  6. 在Java 8中，如果一个链表的元素个数到达 TREEIFY_THRESHOLD（默认是8），并且table的大小>=MIN_TREEIFY_CAPACITY（默认64），就会进行树化（红黑树）；树化后，提高检索效率

0537韩顺平Java_HMap源码解读哔哩哔哩_bilibili

HashMap扩容树化触发

0538韩顺平Java_HMap扩容树化触发哔哩哔哩_bilibili

LinkedHashMap

  • 特点：

    1. 它是HashMap的子类，继承了其特性

    2. 底层采用的是哈希表+链表结构，能够包装存入的元素是有序的

    3. 允许null值存在

    4. 需要进行容器初始化

    5. 需要动态扩容

Hashtable

基本介绍

  1. 存放的元素是键值对：k-v

  2. Hashtable的键和值都不能为null；否则会抛出空指针异常；

  3. Hashtable使用方法和HashMap基本一样；

  4. Hashtable是线程安全的（synchronized），HashMap线程不安全的；

Hashtable底层机制

  1. 底层有一个数组Hashtable$Entry[]， 初始化大小为11；

  2. 初始临界值 threshold 8 = 11 * 0.75；扩容后，临界值 = 新容量*0.75，取整

  3. 扩容：当count >= threshold时，就进行扩容，新容量 = 老容量*2+1；

0540韩顺平Java_Hashtable扩容哔哩哔哩_bilibili

 版本线程安全（同步）效率允许null键和null值
HashMap 1.2 不安全 高 可以
Hashtable 1.0 安全 较低 不可以

Properties

基本介绍

  1. Properties类继承自Hashtable类并且实现了Map接口，也是一种键值对的形式来保存数据；

  2. 使用特点和Hashtable类似，键和值都不能为空，无序；

  3. Properties还可以用于从xxx.properties文件中，加载数据到Properties类对象，并进行读取和修改

  4. 说明：工作中，xxx.properties文件通常作为配置文件，这个知识点在IO流中体现；

常用方法

  • get(k)；通过k键获取v值

  • remove(k)；通过k键删除键值对

  • put(k，v)；通过k键修改v值

集合实现类的选择

根据业务操作特点，结合集合实现类的特性进行选择：

  • 先判断存储的类型：一组对象[单列]或一组键值对[双列]

  • 一组对象[单列]：选择Collection接口的实现子类

    • 允许重复：List

      • 增删多：LinkedList [底层维护了一个双向链表]

      • 改查多：ArrayList [底层维护了Object类型的可变数组]

    • 不允许重复：Set

      • 无序：HashSet，[底层是HashMap，维护了一个哈希表，即（数组+链表+红黑树）]

      • 排序：TreeSet

      • 插入与取出顺序一致：LinkedHashSet，维护了数组+双向链表；

  • 一组键值对[双列]：Map的实现子类

    • 键无序：HashMap，[底层是哈希表，即jdk7：数组+链表，jdk8：数组+链表+红黑树]

    • 键排序：TreeMap

    • 键插入与取出顺序一致：LinkedHashMap，

    • 读取文件：Properties

TreeSet与TreeMap

TreeSet

  • 实现了Set接口、SortedSet接口（保证集合带有排序特性）；

  • TreeSet的底层还是TreeMap；

  • 默认输出顺序遵循字典排序；英文符号>数字>大写字母>小写字母>中文>中文符号;

  • 存储元素为自定义类，必须实现comparable接口，重写compare方法；

  • TreeSet的一个构造器可以传入一个比较器compare（匿名内部类），并指定排序规则；

    • 构造器把传入的比较器对象，赋给了TreeSet的底层TreeMap的属性this.comparator；

    • 调用add()方法添加时，同样会调用比较器，添加重复元素则添加失败；

0543韩顺平Java_TreeSet源码解读哔哩哔哩_bilibili

TreeSet treeSet = new TreeSet(new Comparator(){
            @Override
            public int compare(Object o1, Object o2) {
                //调用String的compareTo的方法进行字符串大小比较
                //可以通过调换(String)o1与(String)o2，进行反序排列
                //return ((String)o1).compareTo((String)o2);//按字符串顺序比较
                return ((String)o1).length() - ((String)o2).length();//按字符串长度比较
            }
        });

TreeMap

  • 实现了Map、SortedMap接口，带有排序的特性；

  • 底层结构是红黑树；

  • 不需要容器初始化，不需要扩容；

  • 不允许存放null键和null值；

0544韩顺平Java_TreeMap源码解读哔哩哔哩_bilibili

Collections工具类

工具类介绍

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

  2. 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；

  • 排序操作(部分，类图中可查看全部)（均为static方法）

    1. reverse(List)：反转List中元素的顺序

    2. shuffle（List）：对List集合元素进行随机排序//可用于抽奖打乱

    3. sort（List）：根据元素的自然顺序对List集合元素进行升序排序

    4. sort（List，Comparator）：根据指定的Comparator产生的顺序对List集合元素进行排序

    5. swap（List，int i，int j）：将List集合中的i处元素和j处元素进行交换；j不能集合索引越界

重写compare方法，运用sort方法对集合进行指定规则排序

Collections.sort(list, new Comparator() {//按字符串长度升序排序
            @Override
            public int compare(Object o1, Object o2) {
                if (o1 instanceof String && o2 instanceof String){
                    return ((String)o1).length()-((String)o2).length();
                }else return 0;
            }
        });

  • 查找、替换(部分)

    1. Object max（Collection）：根据元素的自然顺序，返回集合中最大元素；

    2. Object max（Collection，Comparator）：根据Comparator指定规则返回集合中最大的元素；

    3. Object min（Collection）：最小元素；

    4. Object min（Collection ， Comparator）：返回指定规则排序后的最小元素；

    5. int frequency（Collection ， Object）：返回集合中指定元素出现的次数是；

    6. void copy （List dest ， List scr）：将scr中的内容复制到dest中；

      • 为了完整复制scr，需要先给dest赋值，大小和scr.size()一样，否则会报索引越界异常

        for(int i = 0;i < scr.size(); i++){

        dest.add("")}

    7. boolean replaceAll（List list，Object oldVal ， Object newVal）：使用newVal替换List对象所有oldVal；

posted @ 2022-08-19 09:45  大嘟肚  阅读(49)  评论(0)    收藏  举报