• Java(集合框架01)


    Java(集合框架01)

    参考视频:511. 枚举类与注解-集合框架与项目的对比及概述(尚硅谷)

    1. 单列集合框架结构

    • 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)
        • ArrayList、LinkedList、Vector
      • Set接口:存储无序的,不可重复的数据。(高中集合)
        • HashSet、LinkedHashSet、TreeSet
    • Map接口:双列集合,用来存储一对(key-value)的数据。(高中函数y=f(x))
      • HashMap、LinkedHashMap、TreeMap、Hashtable、Properties

    • 对应图示:
      在这里插入图片描述

    2. Collection接口常用方法

    • 五个
    package com.zach.day06;
    
    import java.util.ArrayList;
    import java.util.Collection;
    import java.util.Date;
    
    public class Test01 {
        public static void main(String[] args) {
            Collection coll = new ArrayList();
    
            //add(Object e):将元素添加到集合coll中
            coll.add("AA");
            coll.add("BB");
            coll.add(11);
            coll.add(new Date());
    
            //size():获取添加的元素的个数
            System.out.println(coll.size());//4
    
            //addAll(Collection coll1):将coll1集合中的元素添加到当前的集合中
            Collection coll1 = new ArrayList();
            coll1.add(456);
            coll1.add("CC");
            coll1.addAll(coll1);
    
            System.out.println(coll.size());//6
            System.out.println(coll);
    
            //clear(): 清空集合
            coll.clear();
    
            //siEmpty(): 判断当前集合是否为空
            System.out.println(coll.isEmpty());
        }
    }
    
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    • 十个

    3. 集合元素的遍历(使用Iterator接口)

    • 推荐使用方式三
    package com.zach.day07;
    
    import java.util.ArrayList;
    import java.util.Collection;
    import java.util.Iterator;
    
    /**
     * @author : Zach
     * @date : 2022-08-19 10:10
     * @description : Iterator迭代器接口
     * @modified by : Zach
     */
    
    //集合元素的遍历操作
    public class Test01 {
        public static void main(String[] args) {
            Collection coll = new ArrayList();
            coll.add(123);
            coll.add(456);
            coll.add(new Person("Zach",18));
            coll.add(new String("sj"));
            coll.add(false);
    
            Iterator iterator = coll.iterator();
            //方式一:不用
    //        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
            while (iterator.hasNext()){
                System.out.println(iterator.next());
            }
        }
    }
    
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    4. Collection集合与数组间的转换

    5. List

    • ArrayList、LinkedList、Vector

    5.1 比较ArrayList、LinkedList、Vector三者的异同

    • 同:
      • 三个类都实现了List接口,都是List接口的实现类,
      • 三个类存储数据的特点相同:都是存储有序的,可重复的数据。
      • ArrayList和Vector底层都使用数组Object[] elementData存储数据。
    • 不同:
      • ArrayList:
        • 作为List接口的主要实现类;
        • 线程不安全,但效率高;
        • 需要线程安全时,会把数组方法放到SynchronizedList中。
      • LinkedList:
        • 底层使用双向链表存储数据,所以对于频繁地插入和删除操作,效率比ArrayList高。
        • 没有下标属性,查询数据效率低。
      • Vector:
        • 作为List接口的古老实现类;
        • 线程安全,但效率低。

    5.2 源码分析

    5.3 List接口中常用方法测试

    package com.zach.day07;
    
    import java.util.ArrayList;
    import java.util.Arrays;
    import java.util.List;
    
    /**
     * @author : Zach
     * @date : 2022-08-19 14:09
     * @description : TODO
     * @modified by : Zach
     */
    
    public class Test02 {
        public static void main(String[] args) {
            ArrayList list = new ArrayList();
            list.add(123);
            list.add(456);
            list.add("AA");
            list.add(new Person("Zach",18));
            list.add(456);
    
            System.out.println(list);
    
            //void add(int index, Object ele):在index位置插入ele元素
            list.add(1,"BB");
            System.out.println(list);
    
            //boolean 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(list1);
            System.out.println(list.size());
    
            //Object get(int index):获取指定index位置的元素
            System.out.println(list.get(0));
    
            //int indexOf(Object obj):返回obj在集合中首次出现的位置。不存在返回-1
            int index = list.indexOf(456);
            System.out.println(index);
    
            //int lastIndexOf(Object obj):返回obj在集合中末次出现的位置。不存在返回-1
            System.out.println(list.lastIndexOf(456));
    
            //Object remove(int index):移除指定index位置的元素,并返回此元素
            Object obj = list.remove(0);
            System.out.println(obj);
            System.out.println(list);
    
            //Object set(int index,Object ele):设置指定index位置的元素为ele
            list.set(0,"CC");
            System.out.println(list);
    
            //List sublist(int fromIndex,int toIndex):返回从fromIndex到toIndex位置的子集合(左闭右开)
            List subList = list.subList(2, 5);
            System.out.println(subList);
            System.out.println(list);
    
        }
    }
    
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    5.4 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:
      • Iterator迭代器方式
      • 增强for循环
      • 普通的循环

    • 遍历(三种)
    package com.zach.day07;
    
    import java.util.ArrayList;
    import java.util.Iterator;
    
    /**
     * @author : Zach
     * @date : 2022-08-19 14:34
     * @description : TODO
     * @modified by : Zach
     */
    
    public class Test03 {
        public static void main(String[] args) {
            ArrayList list = new ArrayList();
            list.add(123);
            list.add(456);
            list.add("AA");
    
            //方式一:Iterator迭代器
            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for循环
            for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
                System.out.println(list.get(i));
            }
    
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    }
    
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    6. Set

    • HashSet、LinkedHashSet、TreeSet

    6.1 分析

    • HashSet:
      • 作为Set接口的主要实现类;
      • 线程是不安全的;
      • 可以存储null值。
    • LinkedHashSet: 是HashSet的子类
      • 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: (红黑二叉树)
      • 可以按照添加对象的指定属性,进行排序。
      • 所以数据必须是同一个类创建的。

    6.2 HashSet

    package com.zach.day07;
    
    import java.util.HashSet;
    import java.util.Iterator;
    import java.util.Set;
    
    /**
     * @author : Zach
     * @date : 2022-08-19 14:54
     * @description : TODO
     * @modified by : Zach
     */
    
    //Set:存储无序的,不可重复的数据
        //1.无序性:不是随机性。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(哈希值),不能返回true,即相同元素只能添加一个。
    
    //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(或者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3
    
        //对于添加成功的情况2和3而言:元素a与已经存在指定索引位置上的数据以链表的方式存储。
            //JDK7:元素a放到数组中,指向原来的元素。
            //JDK8:原来的元素在数据中,指向元素a。
            //总结:七上八下。
    //HashSet底层:数组+链表的结构。
    public class Test04 {
        public static void main(String[] args) {
            Set set = new HashSet();
            set.add(123);
            set.add(456);
            set.add("AA");
            set.add("BB");
            set.add(new Person("Zach",18));
            set.add(789);
    
            Iterator iterator = set.iterator();
            while (iterator.hasNext()) {
                System.out.println(iterator.next());
            }
    
        }
    }
    
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    6.3 LinkedHashSet

    package com.zach.day08;
    
    import com.zach.day07.Person;
    
    import java.util.Iterator;
    import java.util.LinkedHashSet;
    import java.util.Set;
    
    /**
     * @author : Zach
     * @date : 2022-08-20 07:38
     * @description : TODO
     * @modified by : Zach
     */
    
    //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。
    public class Test01 {
        public static void main(String[] args) {
            Set set = new LinkedHashSet();
            set.add(123);
            set.add(456);
            set.add("AA");
            set.add("BB");
            set.add(new Person("Zach",18));
            set.add(789);
    
            Iterator iterator = set.iterator();
            while (iterator.hasNext()) {
                System.out.println(iterator.next());
            }
    
        }
    }
    
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    6.5 TreeSet

    package com.zach.day08;
    
    import lombok.AllArgsConstructor;
    import lombok.Data;
    import lombok.NoArgsConstructor;
    
    @Data
    @AllArgsConstructor
    @NoArgsConstructor
    public class User implements Comparable{
        private String name;
        private int age;
    
        //按照姓名从大到小排序,年龄从小到大排序。
        @Override
        public int compareTo(Object o) {
            if (o instanceof User){
                User user = (User) o;
    //            return -this.name.compareTo(user.name);
                int compare = -this.name.compareTo(user.name);
                if (compare != 0){
                    return compare;
                }else {
                    return Integer.compare(this.age,user.age);
                }
            }else {
                throw new RuntimeException("输入的类型不匹配");
            }
        }
    }
    
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    package com.zach.day08;
    
    import java.util.Comparator;
    import java.util.Iterator;
    import java.util.TreeSet;
    
    /**
     * @author : Zach
     * @date : 2022-08-20 10:14
     * @description : TODO
     * @modified by : Zach
     */
    
    //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().
    public class Test02 {
        public static void main(String[] args) {
            TreeSet set = new TreeSet();
    
            //示例一:
    //        set.add(34);
    //        set.add(-34);
    //        set.add(43);
    //        set.add(11);
    //        set.add(8);
    
            //示例二;
            set.add(new User("Zach",18));
            set.add(new User("Zachsj",180));
            set.add(new User("SJ",1));
            set.add(new User("JayChou",28));
            set.add(new User("JayChou",38));
            set.add(new User("Chou",38));
    
    
            Iterator iterator = set.iterator();
            while (iterator.hasNext()) {
                System.out.println(iterator.next());
            }
    
            System.out.println("********** **********");
            treeSet2();
        }
    
        public static void treeSet2(){
            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 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("Zach",18));
            set.add(new User("Zachsj",1800));
            set.add(new User("SJ",10));
            set.add(new User("JayChou",28));
            set.add(new User("JayChou",38));
    
            Iterator iterator = set.iterator();
            while (iterator.hasNext()) {
                System.out.println(iterator.next());
            }
        }
    }
    
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    7. Map

    • HashMap、LinkedHashMap、TreeMap、Hashtable、Properties

    7.1 HashMap

    package com.zach.day08.map;
    
    import org.junit.Test;
    
    import java.util.HashMap;
    import java.util.Map;
    
    /**
     * @author : Zach
     * @date : 2022-08-20 11:55
     * @description : TODO
     * @modified by : Zach
     */
    
    //一、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,但效率高;可存储null值的key、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HashMao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,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,但效率低;不能存储null值的key、value
            //Properties:常用来处理配置文件。key和value都是String类型。
    
        //HashMap底层:
            //数组+链表     (JDK7及以前)
            //数组+链表+红黑树(JDK8)
    
    //二、Map结构的理解:
        //Map中的key:是无序的,且不可重复的,使用Set存储所有的key。
            //(key所在的类要重写equals()和hashCode()方法,以HashMao为例)
        //Map中的value:是无序的,但可重复的,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:是无序的,不可重复的,使用Set存储所有的entry
    
    
    //三、HashMp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。
            //...可能己经执行过多次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):
                    //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,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:
            //1. new HashMap():底层没有创建一个长度为16的数组
            //2. JDK8底层的数组是:Node[],而非Entry[]
            //3. 首次调用put()方法时,底层创建长度为16的数组(类似ArrayList在7和8的区别)
            //4. JDK7底层结构只有:数组+链表。JDK8中底层结构: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。
    public class MapTest {
    
        @Test
        public void test1(){
            Map map = new HashMap();
    
            map.put(null,123);
            System.out.println(map);
        }
    }
    
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    • 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,但效率高;可存储null值的key、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HashMao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,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,但效率低;不能存储null值的key、value
        • Properties:常用来处理配置文件。key和value都是String类型。

    • HashMap底层:
      • 数组+链表 (JDK7及以前)
      • 数组+链表+红黑树(JDK8)

    • Map结构的理解:
      • Map中的key:是无序的,且不可重复的,使用Set存储所有的key。
        • (key所在的类要重写equals()和hashCode()方法,以HashMao为例)
      • Map中的value:是无序的,但可重复的,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:是无序的,不可重复的,使用Set存储所有的entry

    • HashMp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。
      • …可能己经执行过多次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):
          • 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
      • JDK8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(类似ArrayList在7和8的区别)
      • JDK7底层结构只有:数组+链表。JDK8中底层结构: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。

    7.2 LinkedHashMap

    • 底层原理(了解)

    7.3 TreeMap

    7.4 Hashtable

    7.5 Properties

     
     

    —————— THE END ——————
     
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  • 原文地址:https://blog.csdn.net/Zachsj/article/details/126404120