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JAVA集合

窗口隐藏工具 • 2022-12-17 • 随笔 • 阅读 36

JAVA集合,第1张

JAVA集合 JAVA集合概述

注：宋红康笔记整理（自用）

数组与集合都是对多个数据进行存储 *** 作的结构，简称Java容器。

数组存储的特点：

  • 一旦初始化以后，其长度就确定了。
  • 数组一旦定义好，其元素的类型也就确定了。我们也就只能 *** 作指定类型的数据了。

数组存储的缺点：

  • 要在初始化时确定长度。
  • 提供的方法有限（许多常用的方法需要自己手动实现），添加、删除、插入数据等 *** 作，非常不便，同时效率不高。
  • 数组存储数据的特点：有序、可重复。对于无序、不可重复的需求，不能满足。

使用集合存储可以解决使用数组的种种缺点。

一、Collection接口

Collection接口：单列集合，用来存储一个一个的对象

继承树：

List接口：存储序的、可重复的数据。 类似于“动态”数组

  • ArrayList
  • linkedList
  • Vector

Set接口：存储无序的、不可重复的数据 类似于高中讲的“集合”

  • HashSet
  • linkedHashSet
  • TreeSet

Queue接口：队列（数据结构）

Collection接口常用方法：
  • boolean add(Object obj)：添加一个元素（再末尾追加）
  • boolean addAll(Collection coll)：向当前集合中添加另一个集合中所有的元素
  • int size()：查看集合长度
  • boolean isEmpty()：查看集合是否为空（size==0）
  • void clear()：从此集合中删除所有元素
  • boolean contains(Object obj):查看集合是否包含obj
  • boolean containsAll(Collection coll)查看集合是否包含coll中的所有元素，是的话返回true
  • boolean remove(Object obj)：从集合中删除指定元素
  • boolean removeAll(Collection coll)：从集合中删除与coll中重合的元素（交集）。
  • boolean retainsAll(Collection coll)：仅保留此集合中包含在coll集合中的元素(差集).
  • boolean equals(Object obj)：将指定的对象与此集合进行比较以获得相等性。
  • int hasCode():返回此集合的哈希码值。
  • object[] toArray():返回一个包含此集合中所有元素的数组。
  • Iterator iterator():返回此集合中的元素的迭代器。

补充：数组转换集合:调用Arrays类的静态方法asList(T … t)

List 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());

List arr2 = Arrays.asList(new Integer[]{123, 456});
System.out.println(arr2.size());
遍历Collection的两种方式： 1.使用迭代器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。
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。

遍历的代码实现：

Iterator iterator = coll.iterator();
//hasNext():判断是否还下一个元素
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());
}

图示：

2.使用foreach循环

jdk5.0新特性–增强for循环：(foreach循环)

代码实现：

public void test1(){
    Collection coll = new ArrayList();
    coll.add(123);
    coll.add(456);
    coll.add(new Person("Jerry",20));
    coll.add(new String("Tom"));
    coll.add(false)
    //for(集合元素的类型 局部变量 : 集合对象)

for(Object obj : coll){
    System.out.println(obj);
}
}

说明：内部仍然调用了迭代器（封装了迭代器 *** 作）。

List接口

存储有序的、可重复的数据。 可以理解为动态数组

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

常用实现类：

List接口

  • 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 *** 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
源码分析： ArrayList的底层实现：

jdk 7情况下

  1. ArrayList list = new ArrayList();//底层创建了长度是10的Object[]数组elementData
  2. list.add(123);//elementData[0] = new Integer(123);
  3. …
  4. list.add(11);//如果此次的添加导致底层elementData数组容量不够，则扩容。
  5. 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。
  6. 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：

  1. ArrayList list = new ArrayList();//底层Object[] elementData初始化为{}.并没创建长度为10的数组
  2. 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]
  3. …
  4. 后续的添加和扩容 *** 作与jdk 7 无异。
linkedList的底层实现：

  1. linkedList list = new linkedList(); 内部声明了Node类型的first和last属性，默认值为null

  2. list.add(123);//将123封装到Node中，创建了Node对象。

  3. 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的底层实现:

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。

​

Set接口：

存储无序的、不可重复的数据 可以理解为高中讲的“集合”

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：相同的元素不能重复添加，只能添加一个。
常用方法：

Set接口中没额外定义新的方法，使用的都是Collection中声明过的方法。

常用实现类：

Set接口：

  • 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，记录此数据前一个数据和后一个数据。
    对于频繁的遍历 *** 作，linkedHashSet效率高于HashSet.
  • TreeSet：可以照添加对象的指定属性，进行排序。

对于存储对象所在类的要求：

HashSet和linkedHashSet:

  • 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()
  • 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

TreeSet:

  1. 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().
  2. 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().

TreeSet的使用：

  1. 向TreeSet中添加的数据，要求是相同类的对象（因为需要排序）。
  2. 两种排序方式：自然排序实现Comparable接口 和 定制排序（Comparator）

自然排序：

   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());
        }

    }

定制排序：

 public void test2(){
        Comparator com = new Comparator() {
            //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());
        }
    }
HashSet的存储过程：

二、Map接口

Map接口:双列集合，存储key-value对的数据

继承树：

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，可以照添加的顺序实现遍历。

原因：在原的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 *** 作，此类执行效率高于HashMap。

TreeMap:保证照添加的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

注：HashMap的底层：数组+链表（jdk7及之前) 数组+链表+红黑树 （jdk 8)

对Map存储结构的理解：
  • Map中的key:无序的、不可重复的，使用Set存储所的➡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存储所的entry

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在jdk7中存储过程（重难点）

注：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，并将原的数据复制过来。

HashMap在jdk8中相较于jdk7在底层实现方面的不同

  • new HashMap():底层没创建一个长度为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：数组+链表。jdk8中底层结构：数组+链表+红黑树。

    ①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）
    ②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底层典型属性的属性的说明
  • DEFAULT_INITIAL_CAPACITY : HashMap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*填充因子：16 * 0.75 => 12
  • TREEIFY_THRESHOLD：Bucket中链表长度大于该默认值，转化为红黑树: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，因为linkedHashMap继承于HashMap.
区别就在于：linkedHashMap内部提供了Entry，替换HashMap中的Node.

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
因为要照key进行排序：自然排序 、定制排序

使用Properties读取配置文件

Properties:常用来处理配置文件。key和value都是String类型

    public static void main(String[] args)  {
    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();
        }

    }
}

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原文地址: https://outofmemory.cn/zaji/5683126.html

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