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🔔作者简介:大家好,我是小学生!!🙈大三学生一枚,目前正在自学Java,如果大家觉得我写的还不错的话,希望大家给我点赞👍+收藏⭐+评论📢,有什么写的不对的地方还请大家多多指教🙏,共同进步。
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🌕阶段一:Java基础编程
💦目前已原创22篇🌕阶段二:数据结构与算法
🌕阶段三:操作系统
🌕阶段四:计算机网络
和List接口一样, Set接口也是Collection的子接口,因此,常用方法和Collection接口一样。
同Collection的遍历方式一样,因为Set接口是Collection接口的子接口。
HashSet实现了Set接口。
HashSet实际上是HashMap
public Hashset() {
map = new HashMap<>();
}
可以存放null值,但是只能有一个null。
HashSet不保证元素是有序的,取决于hash后,再确定索引的结果。
不能有重复元素/对象。
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@SuppressWarnings({"all"})
public class HashSetSource {
public static void main(String[] args) {
HashSet hashSet = new HashSet();
hashSet.add("java");//到此位置,第1次add分析完毕.
hashSet.add("php");//到此位置,第2次add分析完毕
hashSet.add("java");
System.out.println("set=" + hashSet);
/*
1. 执行 HashSet()
public HashSet() {
map = new HashMap<>();
}
2. 执行 add()
public boolean add(E e) {//e = "java"
return map.put(e, PRESENT)==null;//(static) PRESENT = new Object();
}
3.执行 put() , 该方法会执行 hash(key) 得到key对应的hash值 算法h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16)
public V put(K key, V value) {//key = "java" value = PRESENT 共享
return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}
4.执行 putVal
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
boolean evict) {
Node[] tab; Node p; int n, i; //定义了辅助变量
//table 就是 HashMap 的一个数组,类型是 Node[]
//if 语句表示如果当前table 是null, 或者 大小=0
//就是第一次扩容,到16个空间.
if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
n = (tab = resize()).length;
//(1)根据key,得到hash 去计算该key应该存放到table表的哪个索引位置
//并把这个位置的对象,赋给 p
//(2)判断p 是否为null
//(2.1) 如果p 为null, 表示还没有存放元素, 就创建一个Node (key="java",value=PRESENT)
//(2.2) 就放在该位置 tab[i] = newNode(hash, key, value, null)
if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
else {
//一个开发技巧提示: 在需要局部变量(辅助变量)时候,在创建
Node e; K k; //
//如果当前索引位置对应的链表的第一个元素和准备添加的key的hash值一样
//并且满足 下面两个条件之一:
//(1) 准备加入的key 和 p 指向的Node 结点的 key 是同一个对象
//(2) p 指向的Node 结点的 key 的equals() 和准备加入的key比较后相同
//就不能加入
if (p.hash == hash &&
((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
e = p;
//再判断 p 是不是一颗红黑树,
//如果是一颗红黑树,就调用 putTreeVal , 来进行添加
else if (p instanceof TreeNode)
e = ((TreeNode)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
else {//如果table对应索引位置,已经是一个链表, 就使用for循环比较
//(1) 依次和该链表的每一个元素比较后,都不相同, 则加入到该链表的最后
// 注意在把元素添加到链表后,立即判断 该链表是否已经达到8个结点
// , 就调用 treeifyBin() 对当前这个链表进行树化(转成红黑树)
// 注意,在转成红黑树时,要进行判断, 判断条件
// if (tab == null || (n = tab.length) < MIN_TREEIFY_CAPACITY(64))
// resize();
// 如果上面条件成立,先table扩容.
// 只有上面条件不成立时,才进行转成红黑树
//(2) 依次和该链表的每一个元素比较过程中,如果有相同情况,就直接break
for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
if ((e = p.next) == null) {
p.next = newNode(hash, key, value, null);
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD(8) - 1) // -1 for 1st
treeifyBin(tab, hash);
break;
}
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
break;
p = e;
}
}
if (e != null) { // existing mapping for key
V oldValue = e.value;
if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
e.value = value;
afterNodeAccess(e);
return oldValue;
}
}
++modCount;
//size 就是我们每加入一个结点Node(k,v,h,next), size++
if (++size > threshold)
resize();//扩容
afterNodeInsertion(evict);
return null;
}
*/
}
}
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@SuppressWarnings({"all"})
public class LinkedHashSetSource {
public static void main(String[] args) {
//分析一下LinkedHashSet的底层机制
Set set = new LinkedHashSet();
set.add(new String("AA"));
set.add(456);
set.add(456);
set.add(new Customer("刘", 1001));
set.add(123);
set.add("HSP");
System.out.println("set=" + set);
//1. LinkedHashSet 加入顺序和取出元素/数据的顺序一致
//2. LinkedHashSet 底层维护的是一个LinkedHashMap(是HashMap的子类)
//3. LinkedHashSet 底层结构 (数组table+双向链表)
//4. 添加第一次时,直接将数组table扩容到 16 ,存放的结点类型是 LinkedHashMap$Entry
//5. 数组是 HashMap$Node[] 存放的元素/数据是 LinkedHashMap$Entry类型
/*
//继承关系是在内部类完成.
static class Entry extends HashMap.Node {
Entry before, after;
Entry(int hash, K key, V value, Node next) {
super(hash, key, value, next);
}
}
*/
}
}
class Customer {
private String name;
private int no;
public Customer(String name, int no) {
this.name = name;
this.no = no;
}
}
public class TreeSet_ {
public static void main(String[] args) {
//1. 当我们使用无参构造器,创建TreeSet时,仍然是无序的
//2. 希望添加的元素,按照字符串大小来排序
//3. 使用TreeSet 提供的一个构造器,可以传入一个比较器(匿名内部类)
// 并指定排序规则
//4. 简单看看源码
/*
1. 构造器把传入的比较器对象,赋给了 TreeSet的底层的 TreeMap的属性this.comparator
public TreeMap(Comparator super K> comparator) {
this.comparator = comparator;
}
2. 在 调用 treeSet.add("tom"), 在底层会执行到
if (cpr != null) {//cpr 就是我们的匿名内部类(对象)
do {
parent = t;
//动态绑定到我们的匿名内部类(对象)compare
cmp = cpr.compare(key, t.key);
if (cmp < 0)
t = t.left;
else if (cmp > 0)
t = t.right;
else //如果相等,即返回0,这个Key就没有加入
return t.setValue(value);
} while (t != null);
}
*/
// TreeSet treeSet = new TreeSet();
TreeSet treeSet = new TreeSet(new Comparator() {
@Override
public int compare(Object o1, Object o2) {
//下面 调用String的 compareTo方法进行字符串大小比较
//如果要求加入的元素,按照长度大小排序
//return ((String) o2).compareTo((String) o1);
return ((String) o1).length() - ((String) o2).length();
}
});
//添加数据.
treeSet.add("jack");
treeSet.add("tom");//3
treeSet.add("sp");
treeSet.add("a");
treeSet.add("abc");//3
System.out.println("treeSet=" + treeSet);
}
}
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public class MapSource_ {
public static void main(String[] args) {
Map map = new HashMap();
map.put("no1", "韩顺平");//k-v
map.put("no2", "张无忌");//k-v
map.put(new Car(), new Person());//k-v
//1. k-v 最后是 HashMap$Node node = newNode(hash, key, value, null)
//2. k-v 为了方便程序员的遍历,还会 创建 EntrySet 集合 ,该集合存放的元素的类型 Entry, 而一个Entry
// 对象就有k,v EntrySet> 即: transient Set> entrySet;
//3. entrySet 中, 定义的类型是 Map.Entry ,但是实际上存放的还是 HashMap$Node
// 这时因为 static class Node implements Map.Entry
//4. 当把 HashMap$Node 对象 存放到 entrySet 就方便我们的遍历, 因为 Map.Entry 提供了重要方法
// K getKey(); V getValue();
Set set = map.entrySet();
System.out.println(set.getClass());// HashMap$EntrySet
for (Object obj : set) {
//System.out.println(obj.getClass()); //HashMap$Node
//为了从 HashMap$Node 取出k-v
//1. 先做一个向下转型
Map.Entry entry = (Map.Entry) obj;
System.out.println(entry.getKey() + "-" + entry.getValue() );
}
Set set1 = map.keySet();
System.out.println(set1.getClass());
Collection values = map.values();
System.out.println(values.getClass());
}
}
Map接口的常用实现类:HashMap、Hashtable和Properties。
HashMap是 Map接口使用频率最高的实现类。
HashMap是以 key-val对的方式来存储数据(HashMap$Node类型)。
key不能重复,但是值可以重复,允许使用null键和null值。
如果添加相同的key,则会覆盖原来的key-val ,等同于修改.(key不会替换,val会替换)。
与HashSet一样,不保证映射的顺序,因为底层是以hash表的方式来存储的.(jdk8的hashMap底层数组+链表+红黑树)。
HashMap没有实现同步,因此是线程不安全的,方法没有做同步互斥的操作,没有synchronized。
扩容机制[和HashSet相同]
版本 | 线程安全(同步) | 效率 | 允许null键null值 | |
---|---|---|---|---|
HashMap | 1.2 | 不安全 | 高 | 允许 |
HashTable | 1.0 | 安全 | 低 | 不允许 |
public class TreeMap_ {
public static void main(String[] args) {
//使用默认的构造器,创建TreeMap, 是无序的(也没有排序)
/*
按照传入的 k(String) 的大小进行排序
*/
// TreeMap treeMap = new TreeMap();
TreeMap treeMap = new TreeMap(new Comparator() {
@Override
public int compare(Object o1, Object o2) {
//按照传入的 k(String) 的大小进行排序
//按照K(String) 的长度大小排序
//return ((String) o2).compareTo((String) o1);
return ((String) o2).length() - ((String) o1).length();
}
});
treeMap.put("jack", "杰克");
treeMap.put("tom", "汤姆");
treeMap.put("kristina", "克瑞斯提诺");
treeMap.put("smith", "斯密斯");
treeMap.put("hsp", "京津冀");//加入不了k的长度相同
System.out.println("treemap=" + treeMap);
/*
1. 构造器. 把传入的实现了 Comparator接口的匿名内部类(对象),传给给TreeMap的comparator
public TreeMap(Comparator super K> comparator) {
this.comparator = comparator;
}
2. 调用put方法
2.1 第一次添加, 把k-v 封装到 Entry对象,放入root
Entry t = root;
if (t == null) {
compare(key, key); // type (and possibly null) check
root = new Entry<>(key, value, null);
size = 1;
modCount++;
return null;
}
2.2 以后添加
Comparator super K> cpr = comparator;
if (cpr != null) {
do { //遍历所有的key , 给当前key找到适当位置
parent = t;
cmp = cpr.compare(key, t.key);//动态绑定到我们的匿名内部类的compare
if (cmp < 0)
t = t.left;
else if (cmp > 0)
t = t.right;
else //如果遍历过程中,发现准备添加Key 和当前已有的Key 相等,就不添加
return t.setValue(value);
} while (t != null);
}
*/
}
}
public class Properties_ {
public static void main(String[] args) {
//1. Properties 继承 Hashtable
//2. 可以通过 k-v 存放数据,当然key 和 value 不能为 null
//增加
Properties properties = new Properties();
//properties.put(null, "abc");//抛出 空指针异常
//properties.put("abc", null); //抛出 空指针异常
properties.put("john", 100);//k-v
properties.put("lucy", 100);
properties.put("lic", 100);
properties.put("lic", 88);//如果有相同的key , value被替换
System.out.println("properties=" + properties);
//通过k 获取对应值
System.out.println(properties.get("lic"));//88
//删除
properties.remove("lic");
System.out.println("properties=" + properties);
//修改
properties.put("john", "约翰");
System.out.println("properties=" + properties);
}
}
在开发中,选择什么集合实现类,主要取决于业务操作特点,然后根据集合实现类特性进行选择,分析如下:
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]:Collection接口
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
插入和取出顺序一致:LinkedHashSet,维护数组+双向链表
一组键值对[双列]:Map
键无序:HashMap [底层是:哈希表 jdk7:数组+链表,jdk8:数组+链表+红黑树]
键排序:TreeMap
键插入和取出顺序一致:LinkedHashMap
读取文件:Properties
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public class Collections_ {
public static void main(String[] args) {
//创建ArrayList 集合,用于测试.
List list = new ArrayList();
list.add("tom");
list.add("smith");
list.add("king");
list.add("milan");
list.add("tom");
// reverse(List):反转 List 中元素的顺序
Collections.reverse(list);
System.out.println("list=" + list);
// shuffle(List):对 List 集合元素进行随机排序
// for (int i = 0; i < 5; i++) {
// Collections.shuffle(list);
// System.out.println("list=" + list);
// }
// sort(List):根据元素的自然顺序对指定 List 集合元素按升序排序
Collections.sort(list);
System.out.println("自然排序后");
System.out.println("list=" + list);
// sort(List,Comparator):根据指定的 Comparator 产生的顺序对 List 集合元素进行排序
//我们希望按照 字符串的长度大小排序
Collections.sort(list, new Comparator() {
@Override
public int compare(Object o1, Object o2) {
//可以加入校验代码.
return ((String) o2).length() - ((String) o1).length();
}
});
System.out.println("字符串长度大小排序=" + list);
// 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
//比如
Collections.swap(list, 0, 1);
System.out.println("交换后的情况");
System.out.println("list=" + list);
//Object max(Collection):根据元素的自然顺序,返回给定集合中的最大元素
System.out.println("自然顺序最大元素=" + Collections.max(list));
//Object max(Collection,Comparator):根据 Comparator 指定的顺序,返回给定集合中的最大元素
//比如,我们要返回长度最大的元素
Object maxObject = Collections.max(list, new Comparator() {
@Override
public int compare(Object o1, Object o2) {
return ((String)o1).length() - ((String)o2).length();
}
});
System.out.println("长度最大的元素=" + maxObject);
//Object min(Collection)
//Object min(Collection,Comparator)
//上面的两个方法,参考max即可
//int frequency(Collection,Object):返回指定集合中指定元素的出现次数
System.out.println("tom出现的次数=" + Collections.frequency(list, "tom"));
//void copy(List dest,List src):将src中的内容复制到dest中
ArrayList dest = new ArrayList();
//为了完成一个完整拷贝,我们需要先给dest 赋值,大小和list.size()一样
for(int i = 0; i < list.size(); i++) {
dest.add("");
}
//拷贝
Collections.copy(dest, list);
System.out.println("dest=" + dest);
//boolean replaceAll(List list,Object oldVal,Object newVal):使用新值替换 List 对象的所有旧值
//如果list中,有tom 就替换成 汤姆
Collections.replaceAll(list, "tom", "汤姆");
System.out.println("list替换后=" + list);
}
}
HashSet的去重机制
hashCode() + equals() ,底层先通过存入对象,进行运算得到一个hash值,通过hash值得到对应的索引,如果发现table索引所在的位置,没有数据,就直接存放,如果有数据,就进行equals比较[遍历比较],如果比较不相同,就加入,否则就不加入。
TreeSet的去重机制
如果你传入了一个Comparator匿名对象,就使用实现的compare去重,如果方法返回0,就认为是相同的元素/数据,就不添加,如果你没有传入一个Comparator匿名对象,则以你添加的对象实现的Compareable接口的compareTo去重。
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-BFiTZ74Z-1661136945922)(C:\Users\w’y’x\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220809174323819.png)]