Collection集合类（Java）

Collection集合体系

 

 

 

 

1，Collection集合分为两大类List集合和Set集合

List系列集合特点: 有序，可重复，有索引

　　ArrayList：有序，可重复，有索引。

　　LinkedList：有序，可重复，有索引。

（1）List集合

　　List集合因为支持索引，所以多了很多与索引相关的方法，当然，Collection的功能List也都继承了

 

 

 

List集合的基本操作：

package com.itheima.yaoyao;
​
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.ListIterator;
​
public class ListDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> arrayList = new ArrayList<>();
        arrayList.add("张小花");
        arrayList.add("牛爱花");
        arrayList.add("李大花");
​
        //list的remove方法·根据索引下标来删除元素
        arrayList.remove(0);
        System.out.println("===============");
​
        //set方法修改(同样根据索引下标)；
        arrayList.set(0,"王小花");
        System.out.println("===============");
        //get方法获取指定索引下标元素
        arrayList.get(0);
        System.out.println("===============");
​
        //遍历List集合中的元素
​
        //1,for循环遍历
        for (int i = 0; i < arrayList.size(); i++) {
            String s = arrayList.get(i);
            System.out.println(s);
        }
​
        System.out.println("===============");
        //2，增强for
        for (String s : arrayList) {
            System.out.println(s);
        }
​
​
        System.out.println("===============");
        //3,迭代器
        Iterator<String> iterator = arrayList.iterator();
        while (iterator.hasNext()){
            String next = iterator.next();
            System.out.println(next);
        }
        System.out.println("===============");
        //4,迭代器【List列表版list特有】
        ListIterator<String> stringListIterator = arrayList.listIterator();
        while (stringListIterator.hasNext()){
            String next = stringListIterator.next();
            System.out.println(next);
        }
        //5，lambda(forEach)表达式循环
        arrayList.forEach(System.out::println);
​
    }
}

 

1，ArrayList集合的底层原理

• 基于数组实现的

（1）ArrayList的特点

　　查询速度快（注意：是根据索引查询数据快）:查询数据通过地址值和索引定位，查询任意数据耗时相同。

　　删除效率低：可能需要把后面很多的数据进行前移。

　　添加效率极低：可能需要把后面很多的数据后移，再添加元素；或者也可能需要进行数组的扩容。

（2）底层原理

　　①利用无参构造器创建的集合，会在底层创建一个默认长度为0的数组

　　②添加第一个元素时，底层会创建一个新的长度为10的数组

　　③存满时，会扩容1.5倍

　　④如果一次添加多个元素，1.5倍还放不下，则新创建数组的长度以实际为准

（3）适用场景

• ArrayList适合：根据索引查询数据，比如根据随机索引取数据（高效）！或者数据量不是很大时！

• ArrayList不适合：数据量大的同时又要频繁的经行增删操作

2，LinkedList集合的底层原理

•  基于双链表实现的

 

 

 

 

 

 

 

（1）LinkedList新增了很多首位操作的特有方法

 

 

 

（2）适用场景

　　LinkedList集合适合需要频繁操作首尾元素的场景，比如栈和队列

（2）Set集合

　　set系列的集合特点：不重复，无索引；

• HashSet：无序，不重复，无索引。

• LinkedHashSet：有序，不重复，无索引。

• TreeSet：可排序，不重复，无索引。

 

 

 

1，HashSet集合

注意：在正式了解HashSet集合的底层原理前，我们需要先搞清楚一个前置知识：哈希值！

• 就是一个int类型的数值，Java中每个对象都有一个哈希值。

• Java中的所有对象，都可以调用Obejct类提供的hashCode方法，返回该对象自己的哈希值。

对象哈希值的特点

• 同一个对象多次调用hashCode()方法返回的哈希值是相同的。

• 不同的对象，它们的哈希值一般不相同，但也有可能会相同(哈希碰撞)。

HashSet集合的底层原理

• 基于哈希表实现。

• 哈希表是一种增删改查数据，性能都较好的数据结构

哈希表

• lJDK8之前，哈希表 = 数组+链表

• lJDK8开始，哈希表 = *数组+链表+红黑树

 

 

哈希表扩容问题

JDK8开始，当链表长度超过8，且数组长度>=64时，自动将链表转成红黑树

 

 

红黑树

 

 

HashSet集合去重

HashSet集合默认不能对内容一样的两个不同对象去重复

如果希望Set集合认为2个内容相同的对象是重复的应该怎么办？

重写对象的**hashCode和equals方法。**

2，LinkedHashSet集合

 

 

LinkedHashSet集合的特点和原理是怎么样的？

• 有序，不重复，无索引。

• 底层基于哈希表，使用双链表记录添加数据。

3，TreeSet集合

TreeSet集合的特点：

• 可排序，不重复，无索引

• 底层基于红黑树实现排序，增删改查性能较好

   

TreeSet集合对自定义的对象的排序：

• 类实现Comparable接口，重写比较规则。

• 集合构造器中定义Comparator比较器对象，重写比较规则

   

任务

请为TreeSet提供一个比较器，使得TreeSet的元素能够按照如下规则进行排序。

• 优先按照对象的年龄age进行排序（由小到大）。

• 如果年龄相同，则按照对象的分数score进行排序（由大到小）。

  创建一个Student对象类 

Set<Student> students = new TreeSet<>(new Comparator<Student>() {
    @Override
    public int compare(Student t0, Student t1) {
       int result = t0.getAge() - t1.getAge();
       int result1 =  ((int) (t1.getScore() - t0.getScore()));
        if (result == 0 ) {
            if (result1 == 0) {
                result1 = t0.equals(t1)?0:1;
            }
            return result1;
        }
        return result;
    }
});
​
students.add(new Student("张三", 18, 80));
students.add(new Student("李四", 20, 90));
students.add(new Student("王五", 20, 100));
students.add(new Student("王五", 20, 100));
students.add(new Student("赵六", 22, 70));
students.add(new Student("孙七", 22, 60));
​
students.forEach(System.out::println);

 

集合条目的删除

边循环边删除集合中的元素，会导致循环出错ConcurrentModificationException。我们可以通过迭代器或是倒序循环的方式来解决这个问题。

任务

• 请在removeByIterator使用迭代器方式删除集合中包含key的元素。

• 请在removeByReverseFor使用倒序for循环删除集合中包含key的元素

public static void main(String[] args) {
​
    List<String> names = new ArrayList<>();
    
    names.add("张顺");
    names.add("公孙胜");
    names.add("张清");
    names.add("张横");
    names.add("阮小二");
    names.add("阮小七");
    names.add("卢俊义");
    names.add("阮小五");
    names.add("宋江");
    names.add("宋万");
    
    removeByIterator(names, "张");
    System.out.println(names);
    
    removeByReverseFor(names, "阮");
    System.out.println(names);
    
    // Collection还提供了removeIf方法，可以使用Lambda表达式来删除元素
    // 内部使用了Iterator实现
    names.removeIf(name -> name.contains("宋"));
    System.out.println(names);
}
​
// 通过迭代器删除集合中包含key的元素
public static void removeByIterator(List<String> names, String key) {
    Iterator <String>iterator = names.iterator();
    while (iterator.hasNext()){
        if (iterator.next().contains(key)){
            iterator.remove();
        }
​
}
​
​
}
​
// 通过倒序for循环删除集合中包含key的元素
public static void removeByReverseFor(List<String> names, String key) {
    for (int i = names.size() - 1; i >= 0; i--) {
        if (names.contains(key)) {
            names.remove(i);
        }
    }
}

 

Collection集合体系的总结

 

 

1. 如果希望记住元素的添加顺序，需要存储重复的元素，又要频繁的根据索引查询数据？

   用ArrayList集合（有序、可重复、有索引），底层基于数组的。（常用）

    

2. 如果希望记住元素的添加顺序，且增删首尾数据的情况较多？

   用LinkedList集合（有序、可重复、有索引），底层基于双链表实现的。

    

3. 如果不在意元素顺序，也没有重复元素需要存储，只希望增删改查都快？

   用HashSet集合（无序，不重复，无索引），底层基于哈希表实现的。 （常用）

    

4. 如果希望记住元素的添加顺序，也没有重复元素需要存储，且希望增删改查都快？

   用LinkedHashSet集合（有序，不重复，无索引）， 底层基于哈希表和双链表。

     

5.  如果要对元素进行排序，也没有重复元素需要存储？且希望增删改查都快？

   用TreeSet集合，基于红黑树实现。