十三:集合
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声明:本文是在CSDN
博主「lsqstudy」
的原创文章基础上修改的,遵循CC 4.0 BY-SA版权协议
原文链接:https://blog.csdn.net/PorkBird/article/details/113666542
前言
1.本章节的要求:
层次1:选择合适的集合类去实现数据的保存,调用其内部的相关方法。
层次2:不同的集合类底层的数据结构为何?如何实现数据的操作的:增删改查等。
01、Java 集合框架概述
1.1、集合框架与数组的对比及概述
1.集合、数组都是对多个数据进行存储操作的结构,简称Java容器。
- 说明:此时的存储,主要是指内存层面的存储,不涉及到持久化的存储(.txt,.jpg,.avi,数据库中)
2.1数组在存储多个数据方面的特点:
- 一旦初始化以后,它的长度就确定了。
- 数组一旦定义好,它的数据类型也就确定了。我们就只能操作指定类型的数据了。 比如:String[] arr;Object[] arr1;
2.2数组在存储多个数据方面的缺点:
- 一旦初始化以后,其长度就不可修改。
- 数组中提供的方法非常有限,对于添加、删除、插入数据等操作,非常不便,同时效率不高。
- 获取数组中实际元素的个数的需求,数组没有现成的属性或方法可用
- 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。
3.集合存储的优点:
- 解决数组存储数据方面的弊端。
4.集合的使用场景
1.2、集合框架涉及到的API
/**
* 一、集合框架
* |---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 -->高中讲的“集合”
* |---HashSet、LinkedHashSet、TreeSet
*
* |---Map接口:双列集合,用来存储一对(key-value)一对的数据 -->高中函数:y = f(x)
* |---HashMap、LinkedHashMap、TreeMap、Hashtable、Properties
*
*/
二、Java 集合可分为Collection
和Map
两种体系
1.Collection接口:单列数据,定义了存取一组对象的方法的集合
List
:元素有序、可重复的集合Set
:元素无序、不可重复的集合
2.Map接口:双列数据,保存具有映射关系“key-value对”的集合
3.Collection接口继承树(实线是继承关系,虚线是实现关系)
4.Map接口继承树
02、Collection接口的方法
2.0、Collection接口的概述:(重要)
-
Collection 接口是List、Set 和Queue 接口的父接口,该接口里定义的方法既可用于操作Set 集合,也可用于操作List 和Queue 集合。
-
JDK不提供此接口的任何直接实现,而是提供更具体的子接口(如:Set和List)实现。
-
在Java5 之前,Java 集合会丢失容器中所有对象的数据类型,把所有对象都当成Object 类型处理;从JDK 5.0 增加了泛型以后,Java 集合可以记住容器中对象的数据类型。
-
Collection中存储的如果是自定义类的对象,需要自定义类重写哪些方法(重要)?
-
List:equals()方法。add()不需要调用equals(),但是其他的方法,如remove(),contains()需要调用equals()
-
Set(
HashSet
、LinkedHashSet
为例):equals()
、hashCode()
(
TreeSet
为例):Comparable
:compareTo(Object obj)
Comparator
:compare(Object o1, Object o2)
-
2.1、Collection接口中的常用方法1
-
添加
- add(Object e)
- addAll(Collection coll)
-
获取有效元素的个数
- int size()
-
清空集合元素(不是把集合重新赋值为null了,只是把里面数据清空了)
- void clear()
-
判断当前集合是否为空(不是判断集合是不是null,而是判断集合当中是否有元素)
- boolean isEmpty()
-
是否包含某个元素
- boolean contains(Object obj):是通过元素的equals方法来判断是否是同一个对象
- boolean containsAll(Collection c):也是调用元素的equals方法来比较的。拿两个集合的元素挨个比较。
-
删除
- boolean remove(Object obj) :通过元素的equals方法判断是否是要删除的那个元素。只会删除找到的第一个元素
- boolean removeAll(Collection coll):取当前集合的差集
-
取两个集合的交集
- boolean retainAll(Collection c):把交集的结果存在当前集合中,不影响c
-
集合是否相等
- boolean equals(Object obj)
-
转成对象数组
- Object[] toArray()
-
获取集合对象的哈希值
- hashCode()
-
遍历
- iterator():返回迭代器对象,用于集合遍历
import org.junit.Test;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Date;
/**
* 三、Collection接口中的方法的使用
*
*/
public class CollectionTest {
@Test
public void test1(){
Collection coll = new ArrayList();
//1.1 add(Object e):将元素e添加到集合coll中
coll.add("AA");
coll.add("BB");
coll.add(123); //自动装箱
coll.add(new Date());
//2.size():获取添加的元素的个数
System.out.println(coll.size()); //4
//1.2 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");
coll.addAll(coll1);
System.out.println(coll.size()); //6
System.out.println(coll); //[AA, BB, 123, Sun Oct 31 15:58:58 CST 2021, 456, CC]
//3.clear():清空集合元素(不是把coll重新赋值为null了,只是把里面数据清空了)
coll.clear();
//4.isEmpty():判断当前集合是否为空(不是判断集合是不是null,判断集合当中是否有元素)
System.out.println(coll.isEmpty());
}
}
2.2、Collection接口中的常用方法2
1、测试类
import org.junit.Test;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.Collection;
/**
* Collection接口中声明的方法的测试
*
* 结论:
* 向Collection接口的实现类的对象中添加数据obj时,要求obj所在类要重写equals().
*/
public class CollectionTest {
@Test
public void test(){
Collection coll = new ArrayList();
coll.add(123);
coll.add(456);
coll.add(new String("Tom"));
coll.add(false);
coll.add(new Person("Jerry",20));
//1.contains(Object obj):判断当前集合中是否包含obj
//我们在判断时会调用obj对象所在类的equals(),obj对象是equals()的调用者,集合里面的数据是equals()的参数
boolean contains = coll.contains(123);
System.out.println(contains);//true
System.out.println(coll.contains(new String("Tom")));//true
System.out.println(coll.contains(new Person("Jerry",20)));//true
//
// //2.containsAll(Collection coll1):判断形参coll1中的所有元素是否都存在于当前集合中。
Collection coll1 = Arrays.asList(123,4567);//Arrays.asList()返回的是List,List是Collection的子接口
System.out.println(coll.containsAll(coll1));//false
}
}
2、Person类
import java.util.Objects;
public class Person {
private String name;
private int age;
public Person() {
super();
}
public Person(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
@Override
public String toString() {
return "Person{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
'}';
}
@Override
public boolean equals(Object o) {
// System.out.println("Person equals()....");
if (this == o) return true;
if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
Person person = (Person) o;
return age == person.age && Objects.equals(name, person.name);
}
}
2.3、Collection接口中的常用方法3
1、测试类
import org.junit.Test;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.Collection;
/**
* Collection接口中声明的方法的测试
*
* 结论:
* 向Collection接口的实现类的对象中添加数据obj时,要求obj所在类要重写equals().
*/
public class CollectinoTest {
@Test
public void test2(){
//3.remove(Object obj):从当前集合中移除obj元素,有返回值,如果移除成功返回true,否则false。
Collection coll = new ArrayList();
coll.add(123);
coll.add(456);
coll.add(new Person("Jerry",20));
coll.add(new String("Tom"));
coll.add(false);
coll.remove(123);
System.out.println(coll);//[456, Person{name='Jerry', age=20}, Tom, false]
coll.remove(new Person("Jerry",20));
System.out.println(coll);//[456, Tom, false]
//4. removeAll(Collection coll1):差集:从当前集合中移除coll1中所有的元素。
Collection coll1 = Arrays.asList(456, 789);
coll.removeAll(coll1);
System.out.println(coll);//[Tom, false]
}
@Test
public void test3(){
Collection coll = new ArrayList();
coll.add(123);
coll.add(456);
coll.add(new Person("Jerry",20));
coll.add(new String("Tom"));
coll.add(false);
//5.retainAll(Collection coll1):交集:获取当前集合和coll1集合的交集,并返回给当前集合
// Collection coll1 = Arrays.asList(123,456,789);
// coll.retainAll(coll1);
// System.out.println(coll);//[123, 456]
//6.equals(Object obj):要想返回true,需要当前集合和形参集合的元素都相同。
Collection coll1 = new ArrayList();//因为集合是ArrayList类型的,是有序的,所以元素顺序不对的话也不行
coll1.add(456);
coll1.add(123);
coll1.add(new Person("Jerry",20));
coll1.add(new String("Tom"));
coll1.add(false);
System.out.println(coll.equals(coll1));
}
}
2、Person类:略,和方法2中的一样
2.4、Collection接口中的常用方法4
1、测试类
import org.junit.Test;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.Collection;
import java.util.List;
/**
* Collection接口中声明的方法的测试
*
* 结论:
* 向Collection接口的实现类的对象中添加数据obj时,要求obj所在类要重写equals().
*/
public class CollectionTest {
@Test
public void test4(){
Collection coll = new ArrayList();
coll.add(123);
coll.add(456);
coll.add(new Person("Jerry",20));
coll.add(new String("Tom"));
coll.add(false);
//7.hashCode():返回当前对象的哈希值
System.out.println(coll.hashCode());//-1200490100
//8.集合 --->数组:toArray()
Object[] arr = coll.toArray();
for(int i = 0;i < arr.length;i++){
System.out.println(arr[i]);//123、456、Person{name='Jerry', age=20}、Tom、false(有换行)
}
System.out.println("*************");
//拓展:数组 --->集合:调用Arrays类的静态方法asList(T ... t) (可变形参)
List<String> list = Arrays.asList(new String[]{"AA", "BB", "CC"});
//List<String> list = Arrays.asList("AA", "BB", "CC");//开发的时候省略new String[]
System.out.println(list);//[AA, BB, CC]
List arr1 = Arrays.asList(123, 456);//开发的时候用这个
System.out.println(arr1);//[123, 456]
List arr2 = Arrays.asList(new int[]{123, 456});
System.out.println(arr2);//[[I@6fadae5d],如果用new int[],系统就会把数组整体识别为一个元素
List arr3 = Arrays.asList(new Integer[]{123, 456});
System.out.println(arr3);//[123, 456],如果用new Integer[],系统会识别数组中的每个元素
//9.iterator():返回Iterator接口的实例,用于遍历集合元素。放在IteratorTest.java中测试
}
}
2、Person类
import java.util.Objects;
public class Person {
private String name;
private int age;
public Person() {
super();
}
public Person(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
@Override
public String toString() {
return "Person{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
'}';
}
@Override
public boolean equals(Object o) {
System.out.println("Person equals()....");
if (this == o) return true;
if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
Person person = (Person) o;
return age == person.age &&
Objects.equals(name, person.name);
}
@Override
public int hashCode() {
return Objects.hash(name, age);
}
}
03、Iterator迭代器接口
- 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。类似于“公交车上的售票员”、“火车上的乘务员”、“空姐”。
- Collection接口继承了java.lang.Iterable接口,该接口有一个iterator()方法,那么所有实现了Collection接口的集合类都有一个iterator()方法,用以返回一个实现了Iterator接口的对象。
- Iterator 仅用于遍历集合,Iterator本身并不提供承装对象的能力。如果需要创建Iterator 对象,则必须有一个被迭代的集合。
- 集合对象每次调用iterator()方法都得到一个全新的迭代器对象,默认游标都在集合的第一个元素之前。
3.1、使用Iterator遍历Collection
import day11_2.Person;//导入了上面讲的<Collection接口的方法>中的Person类
import org.junit.Test;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Iterator;
/**
* 集合元素的遍历操作,使用迭代器Iterator接口
* 1.内部的方法:hasNext()和 next()
*
*/
public class IteratorTest {
@Test
public void test(){
Collection coll = new ArrayList();
coll.add(123);
coll.add(456);
coll.add(new Person("Jerry",20));
coll.add(new String("Tom"));
coll.add(false);
Iterator iterator = coll.iterator();
//方式一:
// System.out.println(iterator.next());//123
// System.out.println(iterator.next());//456
// System.out.println(iterator.next());//Person{name='Jerry', age=20}
// System.out.println(iterator.next());//Tom
// System.out.println(iterator.next());//false
// //报异常:NoSuchElementException,没有这个元素异常
// //因为:在调用it.next()方法之前必须要调用it.hasNext()进行检测。若不检测,且下一条记录无效,直接调用it.next()会抛出NoSuchElementException异常。
// 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()){//判断集合中是否还有元素,有的话就进入while循环
System.out.println(iterator.next());
}
}
}
3.2、迭代器Iterator的执行原理
3.3、Iterator遍历集合的两种错误写法
import org.junit.Test;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Iterator;
/**
* 集合元素的遍历操作,使用迭代器Iterator接口
* 1.内部的方法:hasNext()和 next()
* 2.集合对象每次调用iterator()方法都得到一个全新的迭代器对象,默认游标都在集合的第一个元素之前。
*/
public class IteratorTest {
@Test
public void test2(){
Collection coll = new ArrayList();
coll.add(123);
coll.add(456);
coll.add(new Person("Jerry",20));
coll.add(new String("Tom"));
coll.add(false);
//错误方式一:
// Iterator iterator = coll.iterator();
// while(iterator.next() != null){
// System.out.println(iterator.next());
// }
//错误方式二:
//集合对象每次调用iterator()方法都得到一个全新的迭代器对象,默认游标都在集合的第一个元素之前。
while(coll.iterator().hasNext()){
System.out.println(coll.iterator().next());
}
}
}
3.4、Iterator迭代器remove()的使用
注意:
- Iterator可以删除集合的元素,但是是遍历过程中通过迭代器对象的remove方法,不是集合对象的remove方法。
- 如果还未调用next()或在上一次调用next方法之后已经调用了remove方法,再调用remove都会报
IllegalStateException
。
import org.junit.Test;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Iterator;
/**
* 集合元素的遍历操作,使用迭代器Iterator接口
*
* 1.内部定义了remove(),可以在遍历的时候,删除集合中的元素。此方法不同于集合直接调用remove()
*/
public class IteratorTest {
//测试Iterator中的remove()方法
@Test
public void test3(){
Collection coll = new ArrayList();
coll.add(123);
coll.add(456);
coll.add(new Person("Jerry",20));
coll.add(new String("Tom"));
coll.add(false);
//删除集合中”Tom”
//如果还未调用next()或在上一次调用 next 方法之后已经调用了 remove 方法,再调用remove都会报IllegalStateException。
Iterator iterator = coll.iterator();
while(iterator.hasNext()){
// iterator.remove(); //还未调用next(),不能直接调用remove()
Object obj = iterator.next();
if("Tom".equals(obj)){
iterator.remove();
// iterator.remove();
}
}
//遍历集合
iterator = coll.iterator();
while(iterator.hasNext()){
System.out.println(iterator.next());
}
}
}
3.5、新特性foreach循环遍历集合或数组
- Java 5.0 提供了foreach循环迭代访问Collection和数组。
- 遍历操作不需获取Collection或数组的长度,无需使用索引访问元素。
- 遍历集合的底层调用Iterator完成操作。
- foreach还可以用来遍历数组。
import day11_2.Person;
import org.junit.Test;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
/**
* jdk 5.0 新增了foreach循环,用于遍历集合、数组
*
*/
public class ForTest {
//1.使用foreach循环遍历集合
@Test
public void test(){
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),内部仍然调用了迭代器。
for(Object obj : coll){
System.out.println(obj);//遍历集合coll
}
}
//2.使用foreach循环遍历数组
@Test
public void test2(){
int[] arr = new int[]{1,2,3,4,5,6};
//for(数组元素的类型 局部变量 : 数组对象)
for(int i : arr){
System.out.println(i);//遍历数组arr
}
}
//练习题
@Test
public void test3(){
String[] arr = new String[]{"SS","KK","RR"};
// //方式一:普通for赋值
// for(int i = 0;i < arr.length;i++){
// arr[i] = "HH"; //数组中的元素修改了,因为这个是直接拿着数组中的元素修改
// }
//方式二:增强for循环
for(String s : arr){
s = "HH"; //数组中的元素没有修改,因为这个相当于把arr[i]取出来赋值给s,s修改了
}
for(int i = 0;i < arr.length;i++){
System.out.println(arr[i]);
}
}
}
04、Collection子接口之一:List接口
- 鉴于Java中数组用来存储数据的局限性,我们通常使用List替代数组
- List集合类中元素有序、且可重复,集合中的每个元素都有其对应的顺序索引。
- List容器中的元素都对应一个整数型的序号记载其在容器中的位置,可以根据序号存取容器中的元素。
- JDK API中List接口的实现类常用的有:ArrayList、LinkedList、Vector。
4.1、List接口常用实现类的对比
/**
* 1. List接口框架
*
* |----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,替换原有的数组
* |----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、删除操作,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
*
*
* 面试题:比较ArrayList、LinkedList、Vector三者的异同?
* 同:三个类都是实现了List接口,存储数据的特点相同:存储有序的、可重复的数据
* 不同:见上
*
*/
4.2、ArrayList的源码分析
- ArrayList是List 接口的典型实现类、主要实现类
- 本质上,ArrayList是对象引用的一个”变长”数组
/**
* 2.ArrayList的源码分析:
* 2.1 jdk 7情况下
* ArrayList list = new ArrayList(); //底层创建了长度是10的Object[]数组:elementData
* list.add(123); //elementData[0] = new Integer(123); 相当于这个数组角标为0的位置加了一个数据“123”
* ...
* list.add(11);//如果此次的添加导致底层elementData数组容量不够,则扩容。
* 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。
*
* 结论:建议开发中使用带参的构造器:ArrayList list = new ArrayList(int capacity)
*
* 2.2 jdk 8中ArrayList的变化:
* ArrayList list = new ArrayList();//底层Object[] elementData初始化为{},并没有创建长度为10的数组
*
* 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]
* ...
* 后续的添加和扩容操作与jdk 7 无异。
*
* 2.3 小结:jdk7中的ArrayList的对象的创建类似于单例的饿汉式,而jdk8中的ArrayList的对象
* 的创建类似于单例的懒汉式,延迟了数组的创建,节省内存。
*
*/
4.3、LinkedList的源码分析
- 对于频繁的插入或删除元素的操作,建议使用LinkedList类,效率较高
- LinkedList:双向链表,内部没有声明数组,而是定义了Node类型的first和last,用于记录首末元素。同时,定义内部类Node,作为LinkedList中保存数据的基本结构。
/**
* 3.LinkedList的源码分析:
* LinkedList list = new LinkedList(); 内部声明了Node类型的first和last属性,默认值为null
* list.add(123);//将123封装到Node中,创建了Node对象。
*
* 其中,Node定义为:体现了LinkedList的双向链表的说法
* private static class Node<E> {
* E item;
* Node<E> next;
* Node<E> prev;
*
* Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
* this.item = element;
* this.next = next; //next变量记录下一个元素的位置
* this.prev = prev; //prev变量记录前一个元素的位置
* }
* }
*/
4.4、Vector的源码分析
- Vector 是一个古老的集合,JDK1.0就有了。大多数操作与ArrayList相同,区别之处在于Vector是线程安全的。
- 在各种list中,最好把ArrayList作为缺省选择。当插入、删除频繁时,使用LinkedList;Vector总是比ArrayList慢,所以尽量避免使用。
/**
* 4.Vector的源码分析: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。
*/
4.5、List接口中的常用方法
List除了从Collection集合继承的方法外,List 集合里添加了一些根据索引来操作集合元素的方法。
- 1.add(int index, Object ele):在index位置插入ele元素
- 2.boolean addAll(int index, Collection eles):从index位置开始将eles中的所有元素添加进来
- 3.Object get(int index):获取指定index位置的元素
- 4.int indexOf(Object obj):返回obj在集合中首次出现的位置
- 5.int lastIndexOf(Object obj):返回obj在当前集合中末次出现的位置
- 6.Object remove(int index):移除指定index位置的元素,并返回此元素
- 7.Object set(int index, Object ele):设置指定index位置的元素为ele
- 8.List subList(int fromIndex, int toIndex):返回从fromIndex到toIndex位置的子集合
import day11_2.Person;
import org.junit.Test;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
/**
* 5.List接口的常用方法
*/
public class ListTest {
/**
*
* 1. add(int index, Object ele):在index位置插入ele元素
* 2.boolean addAll(int index, Collection eles):从index位置开始将eles中的所有元素添加进来
* 3.Object get(int index):获取指定index位置的元素
*
* 4.int indexOf(Object obj):返回obj在集合中首次出现的位置
* 5.int lastIndexOf(Object obj):返回obj在当前集合中末次出现的位置
* 6.Object remove(int index):移除指定index位置的元素,并返回此元素
* 7.Object set(int index, Object ele):设置指定index位置的元素为ele
* 8.List subList(int fromIndex, int toIndex):返回从fromIndex到toIndex位置的子集合
*
* 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().集合里面元素的个数
* 遍历:① Iterator迭代器方式
* ② 增强for循环
* ③ 普通的循环
*
*/
@Test
public void test(){
ArrayList list = new ArrayList();
list.add(123);
list.add(456);
list.add("AA");
list.add(new Person("Tom",12));
list.add(456);
System.out.println(list); //[123, 456, AA, Person{name='Tom', age=12}, 456]
//1.void add(int index, Object ele):在index位置插入ele元素
list.add(1,"BB");
System.out.println(list); //[123, BB, 456, AA, Person{name='Tom', age=12}, 456]
//2.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);
// list.add(list1); //add()是把list1整体当成一个元素添加到了list中
System.out.println(list.size()); //9
//3.Object get(int index):获取指定index位置的元素
System.out.println(list.get(2));//456
}
@Test
public void tets2(){
ArrayList list = new ArrayList();
list.add(123);
list.add(456);
list.add("AA");
list.add(new Person("Tom",12));
list.add(456);
//4.int indexOf(Object obj):返回obj在集合中首次出现的位置。如果不存在,返回-1.
int index = list.indexOf(456);
System.out.println(index); //1
//5.int lastIndexOf(Object obj):返回obj在当前集合中末次出现的位置。如果不存在,返回-1.
System.out.println(list.lastIndexOf(456)); //4
//6.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); //123
System.out.println(list); //[456, AA, Person{name='Tom', age=12}, 456]
//7.Object set(int index, Object ele):设置指定index位置的元素为ele
list.set(1,"CC");
System.out.println(list);//[456, CC, Person{name='Tom', age=12}, 456]
//8.List subList(int fromIndex, int toIndex):返回从fromIndex到toIndex位置的左闭右开区间的子集合
List subList = list.subList(2, 4);
System.out.println(subList); //[Person{name='Tom', age=12}, 456]
System.out.println(list); //[456, CC, Person{name='Tom', age=12}, 456],本身的list没有变化
}
@Test
public void test3(){
ArrayList list = new ArrayList();
list.add(123);
list.add(456);
list.add("AA");
//方式一:Iterator迭代器方式
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));
}
}
}
4.6、List的一个面试小题
1、面试题1
请问ArrayList/LinkedList/Vector的异同?谈谈你的理解?ArrayList底层是什么?扩容机制?Vector和ArrayList的最大区别?
/**
* 请问ArrayList/LinkedList/Vector的异同?谈谈你的理解?
* ArrayList底层是什么?扩容机制?Vector和ArrayList的最大区别?
*
* ArrayList和LinkedList的异同二者都线程不安全,相对线程安全的Vector,执行效率高。
* 此外,ArrayList是实现了基于动态数组的数据结构,LinkedList基于链表的数据结构。
* 对于随机访问get和set,ArrayList觉得优于LinkedList,因为LinkedList要移动指针。
* 对于新增和删除操作add(特指插入)和remove,LinkedList比较占优势,因为ArrayList要移动数据。
*
* ArrayList和Vector的区别Vector和ArrayList几乎是完全相同的,
* 唯一的区别在于Vector是同步类(synchronized),属于强同步类。
* 因此开销就比ArrayList要大,访问要慢。正常情况下,
* 大多数的Java程序员使用ArrayList而不是Vector,
* 因为同步完全可以由程序员自己来控制。Vector每次扩容请求其大小的2倍空间,
* 而ArrayList是1.5倍。Vector还有一个子类Stack。
*/
2、面试题2
import org.junit.Test;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class ListEver {
/**
* 区分List中 remove(int index)和 remove(Object obj)
*/
@Test
public void testListRemove() {
List list = new ArrayList();
list.add(1);
list.add(2);
list.add(3);
updateList(list);
System.out.println(list);//[1, 2]
}
private void updateList(List list) {
list.remove(2); //删除的是索引为2的数据
// list.remove(new Integer(2)); //删除的是“2”这个数据
}
}
05、Collection子接口之二:Set接口
Set接口:存储无序的、不可重复的数据 -->高中讲的“集合”
- Set接口是Collection的子接口, Set接口中没有定义额外的方法,使用的都是Collection中声明过的方法。
- Set 集合不允许包含相同的元素,如果试把两个相同的元素加入同一个Set 集合中,则添加操作失败。
- Set 判断两个对象是否相同不是使用
==
运算符,而是根据equals()
方法
5.1、Set接口实现类的对比
/**
* 1.Set接口的框架:
* |----Collection接口:单列集合,用来存储一个一个的对象
* |----Set接口:存储无序的、不可重复的数据 -->高中讲的“集合”
* |----HashSet:作为Set接口的主要实现类;线程不安全的;可以存储null值;
* HashSet底层:数组+链表的结构。(前提:jdk7)
* |----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
* 对于频繁的遍历操作,LinkedHashSet效率高于HashSet.
* |----TreeSet:可以按照 添加对象的指定属性 进行排序。底层使用红黑树结构存储数据.
*/
5.2、Set的无序性与不可重复性的理解
1、测试类
import org.junit.Test;
import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;
import java.util.Set;
/**
*
* 1.Set接口中没有定义额外的方法,使用的都是Collection中声明过的方法。
*
*/
public class SetTest {
/**
* 一、Set:存储无序的、不可重复的数据
*
* 以HashSet为例说明:
* 1.无序性:不等于随机性。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。通俗的讲就是:添加元素的时候存放的位置不是像数组一样一个挨着一个存放的。
*
* 2.不可重复性:保证添加的元素按照equals()判断时,不能返回true。即:相同的元素只能添加一个。
*
*
*/
@Test
public void test(){
Set set = new HashSet();
set.add(123);
set.add(456);
set.add("AA");
set.add("CC");
set.add(new User("Tom",12));
set.add(new User("Tom",12));
set.add(129);
Iterator iterator = set.iterator();
while(iterator.hasNext()){
System.out.println(iterator.next());
}
}
}
2、User类
public class User{
private String name;
private int age;
public User() {
}
public User(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
@Override
public String toString() {
return "User{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
'}';
}
@Override
public boolean equals(Object o) {
// System.out.println("User equals()....");
if (this == o) return true;
if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
User user = (User) o;
if (age != user.age) return false;
return name != null ? name.equals(user.name) : user.name == null;
}
@Override
public int hashCode() {
int result = name != null ? name.hashCode() : 0;
result = 31 * result + age;
return result;
}
}
5.3、HashSet
中元素的添加过程
1.HashSet是Set 接口的典型实现,大多数时候使用Set 集合时都使用这个实现类。
2.HashSet按Hash 算法来存储集合中的元素,因此具有很好的存取、查找、删除性能。
3.HashSet具有以下特点:
- 不能保证元素的排列顺序
- HashSet不是线程安全的
- 集合元素可以是null
4.HashSet 集合判断两个元素相等的标准:两个对象通过hashCode() 方法比较相等,并且两个对象的equals()方法返回值也相等。
5.对于存放在Set(主要指:HashSet、LinkedHashSet)容器中的对象,其所在类一定要重写equals() 和 hashCode(Object obj)方法,而且重写的两个方法尽可能保持一致性(在equals()
里和hashCode
里面用到的属性相同)。即:“相等的对象必须具有相等的散列码”。
/**
* 一、Set:存储无序的、不可重复的数据
* 1.无序性:不等于随机性。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,不能返回true.即:相同的元素只能添加一个。
*
* 二、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所在类的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(即为: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和情况3而言:元素a 与已经存在指定索引位置上数据以链表的方式存储。
* jdk 7 :元素a放到数组中,指向原来的元素。
* jdk 8 :原来的元素在数组中,指向元素a
* 总结:七上八下
*
* HashSet底层:数组+链表的结构。(前提:jdk7)
*
*/
5.4、关于hashCode()和equals()的重写
一般都使用编译软件自动重写。(下面的内容了解一下)
1.重写hashCode() 方法的基本原则
- 在程序运行时,同一个对象多次调用
hashCode()
方法应该返回相同的值。 - 当两个对象的
equals()
方法比较返回true
时,这两个对象的hashCode()
方法的返回值也应相等。 - 对象中用作
equals()
方法比较的Field
,都应该用来计算hashCode
值。(在equals()
里和hashCode
里面用到的属性相同)
2.重写equals() 方法的基本原则
以自定义的Customer类为例,何时需要重写equals()?
- 当一个类有自己特有的“逻辑相等”概念,当改写equals()的时候,总是要改写hashCode(),根据一个类的equals方法(改写后),两个截然不同的实例有可能在逻辑上是相等的,但是,根据Object.hashCode()方法,它们仅仅是两个对象。
- 因此,违反了“相等的对象必须具有相等的散列码”。
- 结论:复写equals方法的时候一般都需要同时复写hashCode方法。通常参与计算hashCode的对象的属性也应该参与到equals()中进行计算。
3.Eclipse/IDEA工具里hashCode()的重写
以Eclipse/IDEA为例,在自定义类中可以调用工具自动重写equals和hashCode。问题:为什么用Eclipse/IDEA复写hashCode方法,有31这个数字?
- 选择系数的时候要选择尽量大的系数。因为如果计算出来的hash地址越大,所谓的“冲突”就越少,查找起来效率也会提高。(减少冲突)
- 并且31只占用5bits,相乘造成数据溢出的概率较小。
- 31可以由i*31== (i<<5)-1来表示,现在很多虚拟机里面都有做相关优化。(提高算法效率)
- 31是一个素数,素数作用就是如果我用一个数字来乘以这个素数,那么最终出来的结果只能被素数本身和被乘数还有1来整除!(减少冲突)
5.5、LinkedHashSet
的使用
- 1.
LinkedHashSet
是HashSet
的子类 - 2.
LinkedHashSet
根据元素的hashCode
值来决定元素的存储位置,但它同时使用双向链表维护元素的次序,这使得元素看起来是以插入顺序保存的。 - 3.
LinkedHashSet
插入性能略低于HashSet
,但在迭代访问Set 里的全部元素时有很好的性能。 - 4.
LinkedHashSet
不允许集合元素重复。
1、测试类
import org.junit.Test;
import java.util.Iterator;
import java.util.LinkedHashSet;
import java.util.Set;
public class SetTest {
/**
* 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
*/
@Test
public void test2(){
Set set = new LinkedHashSet();
set.add(456);
set.add(123);
set.add(123);
set.add("AA");
set.add("CC");
set.add(new User("Tom",12));
set.add(new User("Tom",12));
set.add(129);
Iterator iterator = set.iterator();
while(iterator.hasNext()){
System.out.println(iterator.next());
}
}
}
2、User类
public class User{
private String name;
private int age;
public User() {
}
public User(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
@Override
public String toString() {
return "User{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
'}';
}
@Override
public boolean equals(Object o) {
System.out.println("User equals()....");
if (this == o) return true;
if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
User user = (User) o;
if (age != user.age) return false;
return name != null ? name.equals(user.name) : user.name == null;
}
@Override
public int hashCode() { //return name.hashCode() + age;
int result = name != null ? name.hashCode() : 0;
result = 31 * result + age;
return result;
}
}
5.6、TreeSet的自然排序
1.TreeSet是SortedSet接口的实现类,TreeSet可以确保集合元素处于排序状态。
2.TreeSet底层使用红黑树结构存储数据
3.新增的方法如下:(了解)
- Comparator comparator()
- Object first()
- Object last()
- Object lower(Object e)
- Object higher(Object e)
- SortedSet subSet(fromElement, toElement)
- SortedSet headSet(toElement)
- SortedSet tailSet(fromElement)
4.TreeSet两种排序方法:自然排序(实现Comparable接口)和定制排序(Comparator)。默认情况下,TreeSet采用自然排序。
1、测试类
import org.junit.Test;
import java.util.Iterator;
import java.util.TreeSet;
/**
* 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 TreeSetTest {
@Test
public void test() {
TreeSet set = new TreeSet();
//失败:不能添加不同类的对象
// set.add(123);
// 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());
}
}
}
2、User类
public class User implements Comparable{
private String name;
private int age;
public User() {
}
public User(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
@Override
public String toString() {
return "User{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
'}';
}
@Override
public boolean equals(Object o) {
// System.out.println("User equals()....");
if (this == o) return true;
if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
User user = (User) o;
if (age != user.age) return false;
return name != null ? name.equals(user.name) : user.name == null;
}
@Override
public int hashCode() {
int result = name != null ? name.hashCode() : 0;
result = 31 * result + age;
return result;
}
//按照姓名从大到小排序,年龄从小到大排列
@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");
}
}
}
5.7、TreeSet的定制排序
- TreeSet的自然排序要求元素所属的类实现Comparable接口,如果元素所属的类没有实现Comparable接口,或不希望按照升序(默认情况)的方式排列元素或希望按照其它属性大小进行排序,则考虑使用定制排序。定制排序,通过Comparator接口来实现。需要重写compare(T o1,T o2)方法。
- 利用int compare(T o1,T o2)方法,比较o1和o2的大小:如果方法返回正整数,则表示o1大于o2;如果返回0,表示相等;返回负整数,表示o1小于o2。
- 要实现定制排序,需要将实现Comparator接口的实例作为形参传递给TreeSet的构造器。
- 此时,仍然只能向元素相等的标准是:通过Comparator比较两个元素返回了0。
1、测试类
import org.junit.Test;
import java.util.Comparator;
import java.util.Iterator;
import java.util.TreeSet;
/**
* 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 TreeSetTest {
@Test
public void tets2(){
Comparator com = new Comparator() {
//按照年龄从小到大排列(年龄一样的话,后添加的就添加不上)
@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");
}
}
};
//在本例中,在User类中也写了自然排序,如果没有参数com就按照自然排序,有参数就按照定制排序
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));//添加不上,年龄一样,后添加的就加不上
set.add(new User("Jack",56));
Iterator iterator = set.iterator();
while(iterator.hasNext()){
System.out.println(iterator.next());
}
}
}
2、User类:同上
5.8、TreeSet的课后练习
1、MyDate类
/**
* MyDate类包含:
* private成员变量year,month,day;并为每一个属性定义getter, setter 方法;
*/
public class MyDate implements Comparable{
private int year;
private int month;
private int day;
public int getYear() {
return year;
}
public void setYear(int year) {
this.year = year;
}
public int getMonth() {
return month;
}
public void setMonth(int month) {
this.month = month;
}
public int getDay() {
return day;
}
public void setDay(int day) {
this.day = day;
}
public MyDate() {
}
public MyDate(int year, int month, int day) {
this.year = year;
this.month = month;
this.day = day;
}
@Override
public String toString() {
return "MyDate{" +
"year=" + year +
", month=" + month +
", day=" + day +
'}';
}
@Override
public int compareTo(Object o) {
if(o instanceof MyDate){
MyDate m = (MyDate)o;
//比较年
int minusYear = this.getYear() - m.getYear();
if(minusYear != 0){
return minusYear;
}
//比较月
int minusMonth = this.getMonth() - m.getMonth();
if(minusMonth != 0){
return minusMonth;
}
//比较日
return this.getDay() - m.getDay();
}
throw new RuntimeException("传入的数据类型不一致!");
}
}
2、Employee类
/**
* 定义一个Employee类。
* 该类包含:private成员变量name,age,birthday,
* 其中birthday 为MyDate 类的对象;
* 并为每一个属性定义getter, setter 方法;
* 并重写toString 方法输出name, age, birthday
*/
public class Employee implements Comparable{
private String name;
private int age;
private MyDate birthday;
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
public MyDate getBirthday() {
return birthday;
}
public void setBirthday(MyDate birthday) {
this.birthday = birthday;
}
public Employee() {
}
public Employee(String name, int age, MyDate birthday) {
this.name = name;
this.age = age;
this.birthday = birthday;
}
@Override
public String toString() {
return "Employee{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
", birthday=" + birthday +
'}';
}
//按name排序,从小到大
@Override
public int compareTo(Object o){
if(o instanceof Employee){
Employee e = (Employee)o;
return this.name.compareTo(e.name);
}
throw new RuntimeException("传入的数据类型不一致");
}
}
3、测试类
import org.junit.Test;
import java.util.Comparator;
import java.util.Iterator;
import java.util.TreeSet;
/**
* 创建该类的5 个对象,并把这些对象放入TreeSet 集合中
* (下一章:TreeSet 需使用泛型来定义)分别按以下两种方式
* 对集合中的元素进行排序,并遍历输出:
*
* 1). 使Employee 实现Comparable 接口,并按name 排序
* 2). 创建TreeSet 时传入Comparator对象,按生日日期的先后排序。
*/
public class EmployeeTest {
//问题二:按生日日期的先后排序
@Test
public void test2(){
TreeSet set = new TreeSet(new Comparator() {
@Override
public int compare(Object o1, Object o2) {
if(o1 instanceof Employee && o2 instanceof Employee){
Employee e1 = (Employee)o1;
Employee e2 = (Employee)o2;
MyDate b1 = e1.getBirthday();
MyDate b2 = e2.getBirthday();
//方式一:
// //比较年
// int minusYear = b1.getYear() - b2.getYear();
// if(minusYear != 0){
// return minusYear;
// }
//
// //比较月
// int minusMonth = b1.getMonth() - b2.getMonth();
// if(minusMonth != 0){
// return minusMonth;
// }
//
// //比较日
// return b1.getDay() - b2.getDay();
//方式二:
return b1.compareTo(b2);
}
throw new RuntimeException("传入的数据类型不一致!");
}
});
Employee e1 = new Employee("wangxianzhi",41,new MyDate(334,5,4));
Employee e2 = new Employee("simaqian",43,new MyDate(-145,7,12));
Employee e3 = new Employee("yanzhenqin",44,new MyDate(709,5,9));
Employee e4 = new Employee("zhangqian",51,new MyDate(-179,8,12));
Employee e5 = new Employee("quyuan",21,new MyDate(-340,12,4));
set.add(e1);
set.add(e2);
set.add(e3);
set.add(e4);
set.add(e5);
Iterator iterator = set.iterator();
while (iterator.hasNext()){
System.out.println(iterator.next());
}
}
//问题一:使用自然排序
@Test
public void test(){
TreeSet set = new TreeSet();
Employee e1 = new Employee("wangxianzhi",41,new MyDate(334,5,4));
Employee e2 = new Employee("simaqian",43,new MyDate(-145,7,12));
Employee e3 = new Employee("yanzhenqin",44,new MyDate(709,5,9));
Employee e4 = new Employee("zhangqian",51,new MyDate(-179,8,12));
Employee e5 = new Employee("quyuan",21,new MyDate(-340,12,4));
set.add(e1);
set.add(e2);
set.add(e3);
set.add(e4);
set.add(e5);
Iterator iterator = set.iterator();
while (iterator.hasNext()){
System.out.println(iterator.next());
}
}
}
5.9、Set课后两道面试题
1.练习1:在List内去除重复数字值,要求尽量简单
import org.junit.Test;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.HashSet;
import java.util.List;
public class CollectionTest {
//练习:在List内去除重复数字值,要求尽量简单
public static List duplicateList(List list) {
HashSet set = new HashSet();
set.addAll(list);
return new ArrayList(set);
}
@Test
public void test2(){
List list = new ArrayList();
list.add(new Integer(1));
list.add(new Integer(2));
list.add(new Integer(2));
list.add(new Integer(4));
list.add(new Integer(4));
List list2 = duplicateList(list);
for (Object integer : list2) {
System.out.println(integer);
}
}
}
2.练习2(非常经典)
import org.junit.Test;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.HashSet;
import java.util.List;
public class CollectionTest {
@Test
public void test3(){
HashSet set = new HashSet();
Person p1 = new Person(1001,"AA");
Person p2 = new Person(1002,"BB");
set.add(p1);
set.add(p2);
System.out.println(set); //[Person{id=1002, name='BB'}, Person{id=1001, name='AA'}]
p1.name = "CC"; //Person{id=1001, name='AA'} 属性name改变了,但是哈希值1没有变
set.remove(p1); //移除的时候先找Person{id=1001, name='CC'}的哈希值(和哈希值1不一样),所以就找不到
System.out.println(set); //[Person{id=1002, name='BB'}, Person{id=1001, name='CC'}]
set.add(new Person(1001,"CC"));
System.out.println(set); //[Person{id=1002, name='BB'}, Person{id=1001, name='CC'}, Person{id=1001, name='CC'}]
set.add(new Person(1001,"AA"));
System.out.println(set); //加入成功了,里面有4个值
}
}
Person类
public class Person {
int id;
String name;
public Person(int id, String name) {
this.id = id;
this.name = name;
}
public Person() {
}
@Override
public String toString() {
return "Person{" +
"id=" + id +
", name='" + name + '\'' +
'}';
}
@Override
public boolean equals(Object o) {
if (this == o) return true;
if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
Person person = (Person) o;
if (id != person.id) return false;
return name != null ? name.equals(person.name) : person.name == null;
}
@Override
public int hashCode() {
int result = id;
result = 31 * result + (name != null ? name.hashCode() : 0);
return result;
}
}
06、Map接口
6.1、Map接口及其多个实现类的对比
/**
* 一、Map的实现类的结构:
* |----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,效率高;可以存储null的key和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。
* 对于频繁的遍历操作,LinkedHashMap执行效率高于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,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.
*
*
* HashMap的底层:数组+链表 (jdk7及之前)
* 数组+链表+红黑树 (jdk 8)
*
* 面试题:
* 1. HashMap的底层实现原理?
* 2. HashMap 和 Hashtable的异同?
* 3. CurrentHashMap 与 Hashtable的异同?(暂时不讲)
*
*/
public class MapTest {
@Test
public void test(){
Map map = new HashMap();
// map = new Hashtable(); //NullPointerException
map.put(null,null); //没有报错
}
}
6.2、Map中存储的key-value的特点
- Map与Collection并列存在。用于保存具有映射关系的数据:key-value
- Map中的key和value都可以是任何引用类型的数据
- 常用String类作为Map的“键”
- key和value之间存在单向一对一关系,即通过指定的key总能找到唯一的、确定的value
/**
* 二、Map结构的理解:
* 1.Map中的key:无序的、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().(以HashMap为例)
* 2.Map中的value:无序的、可重复的,使用Collection存储所有的value --->value所在的类要重写equals().
* 3.一个键值对:key-value构成了一个Entry对象.
* 4.Map中的entry:无序的、不可重复的,使用Set存储所有的entry
*
*/
6.3、HashMap
的底层实现原理
1.HashMap 概述
-
HashMap
判断两个key相等的标准是:两个key通过equals()方法返回true,hashCode
值也相等。 -
HashMap
判断两个value相等的标准是:两个value 通过equals()方法返回true。 -
JDK 7
及以前版本:HashMap
是数组+链表结构(即为链地址法) -
JDK 8
版本发布以后:HashMap
是数组+链表+红黑树实现。
2.HashMap
源码中的重要常量
/*
* 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
*/
3.HashMap在JDK7中的底层实现原理
/*
* 三、HashMap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。
* ...可能已经执行过多次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)方法,比较:
* 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,就扩容。
* 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。
*
*/
/**
* HashMap的扩容
* 当HashMap中的元素越来越多的时候,hash冲突的几率也就越来越高,
* 因为数组的长度是固定的。所以为了提高查询的效率,
* 就要对HashMap的数组进行扩容,而在HashMap数组扩容之后,
* 最消耗性能的点就出现了:原数组中的数据必须重新计算其在新数组中的位置,
* 并放进去,这就是resize。
*
* 那么HashMap什么时候进行扩容呢?
* 当HashMap中的元素个数超过数组大小(数组总大小length,
* 不是数组中个数size)*loadFactor时,就 会 进 行 数 组 扩 容,
* loadFactor的默认值(DEFAULT_LOAD_FACTOR)为0.75,这是一个折中的取值。
* 也就是说,默认情况下,数组大小(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)为16,
* 那么当HashMap中元素个数超过16*0.75=12(这个值就是代码中的threshold值,
* 也叫做临界值)的时候,就把数组的大小扩展为2*16=32,即扩大一倍,
* 然后重新计算每个元素在数组中的位置,而这是一个非常消耗性能的操作,
* 所以如果我们已经预知HashMap中元素的个数,
* 那么预设元素的个数能够有效的提高HashMap的性能。
*/
4.HashMap在JDK8中的底层实现原理
/* 总结:
* 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.jdk 8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
* 4.jdk7底层结构只有:数组+链表。jdk8底层结构:数组+链表+红黑树。
* 4.1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)
* 4.2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。
*/
6.4、LinkedHashMap的底层实现原理(了解)
- LinkedHashMap是HashMap的子类
- 在HashMap存储结构的基础上,使用了一对双向链表来记录添加元素的顺序
- 与LinkedHashSet类似,LinkedHashMap可以维护Map 的迭代顺序:迭代顺序与Key-Value 对的插入顺序一致
/*
* 四、LinkedHashMap的底层实现原理(了解)
* 源码:
* static class Entry<K,V> extends HashMap.Node<K,V> {
* Entry<K,V> before, after; //能够记录添加的元素的先后顺序
* Entry(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {
* super(hash, key, value, next);
* }
* }
*/
import org.junit.Test;
import java.util.HashMap;
import java.util.LinkedHashMap;
import java.util.Map;
public class MapTest {
@Test
public void test2(){
Map map = new HashMap();
map = new LinkedHashMap();
map.put(123,"AA");
map.put(345,"BB");
map.put(12,"CC");
System.out.println(map); //{123=AA, 345=BB, 12=CC}
}
}
6.5、Map中的常用方法
import org.junit.Test;
import java.util.*;
/**
* 五、Map中定义的方法:
* (1)添加、删除、修改操作:
* Object put(Object key,Object value):将指定key-value添加到(或修改)当前map对象中
* void putAll(Map m):将m中的所有key-value对存放到当前map中
* Object remove(Object key):移除指定key的key-value对,并返回value
* void clear():清空当前map中的所有数据
* (2)元素查询的操作:
* Object get(Object key):获取指定key对应的value
* boolean containsKey(Object key):是否包含指定的key
* boolean containsValue(Object value):是否包含指定的value
* int size():返回map中key-value对的个数
* boolean isEmpty():判断当前map是否为空
* boolean equals(Object obj):判断当前map和参数对象obj(也得是map)是否相等
* (3)元视图操作的方法:
* Set keySet():返回所有key构成的Set集合
* Collection values():返回所有value构成的Collection集合
* Set entrySet():返回所有key-value对构成的Set集合
* 总结: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):获取指定key对应的value
* 长度:size()
* 遍历:keySet() / values() / entrySet()
*
*
* 面试题:
* 1. HashMap的底层实现原理?
* 2. HashMap 和 Hashtable的异同?
* (1)HashMap与Hashtable都实现了Map接口。由于HashMap的非线程安全性,效率上可能高于Hashtable。Hashtable 的方法是Synchronize的,而HashMap不是,在多个线程访问Hashtable时,不需要自己为它的方法实现同步,而 HashMap 就必须为之提供外同步。
* (2)HashMap允许将null作为一个entry的key或者value,而Hashtable不允许。
* (3)HashMap把Hashtable的contains方法去掉了,改成containsvalue和containsKey。因为contains方法容易让 人引起误解。
* (4)Hashtable继承自Dictionary类,而HashMap是Java1.2引进的Map interface的一个实现。
* (5)Hashtable和HashMap采用的hash/rehash算法都大概一样,所以性能不会有很大的差异。
*
* 3. CurrentHashMap 与 Hashtable的异同?(暂时不讲)
*
*/
public class MapTest {
/**
* (1)添加、删除、修改操作:
*/
@Test
public void test1(){
Map map = new HashMap();
//1.添加
map.put("AA",123);
map.put(45,123);
map.put("BB",56);
//2.修改
map.put("AA",87);
System.out.println(map); //{AA=87, BB=56, 45=123}
Map map1 = new HashMap();
map1.put("CC",123);
map1.put("DD",456);
map.putAll(map1);
System.out.println(map); //{AA=87, BB=56, CC=123, DD=456, 45=123}
//3.remove(Object key)
Object value = map.remove("CC");
System.out.println(value); //123
System.out.println(map); //{AA=87, BB=56, DD=456, 45=123}
//4.clear()
map.clear(); //与map = null不同
System.out.println(map.size()); //0
System.out.println(map); //{}
}
/**
* (2)元素查询的操作:
*/
@Test
public void test2(){
Map map = new HashMap();
map.put("AA",123);
map.put(45,123);
map.put("BB",56);
// 1.Object get(Object key)
System.out.println(map.get(45));//123
//2.containsKey(Object key)
boolean isExist = map.containsKey("BB");
System.out.println(isExist);//true
isExist = map.containsValue(123);
System.out.println(isExist);//true
//3.boolean isEmpty():判断当前map是否为空
map.clear();
System.out.println(map.isEmpty());//true
}
/**
* (3)元视图操作的方法:
* Set keySet():返回所有key构成的Set集合
* Collection values():返回所有value构成的Collection集合
* Set entrySet():返回所有key-value对构成的Set集合
*/
@Test
public void test3(){
Map map = new HashMap();
map.put("AA",123);
map.put(45,234);
map.put("BB",56);
//1.遍历所有的key集:keySet()
Set set = map.keySet();
Iterator iterator = set.iterator();
while(iterator.hasNext()){
System.out.println(iterator.next());//遍历所有的key集
}
System.out.println("*****************");
//2.遍历所有的values集:values()
Collection values = map.values();
for(Object obj : values){
System.out.println(obj);//2.遍历所有的values集
}
System.out.println("***************");
//3.遍历所有的key-values
//方式一:entrySet()
Set entrySet = map.entrySet();
Iterator iterator1 = entrySet.iterator();
while (iterator1.hasNext()){
Object obj = iterator1.next(); //得到下一个元素
//此时的entry是键值对
Map.Entry entry = (Map.Entry) obj;//强转为Map.Entry类型的
System.out.println(entry.getKey() + "---->" + entry.getValue());
}
System.out.println("****************");
//方式二:先得到key值,根据key值使用方法get(Object key)获取指定key对应的value
Set keySet = map.keySet();
Iterator iterator2 = keySet.iterator();
while(iterator2.hasNext()){
Object key = iterator2.next();//得到下一个元素
Object value = map.get(key);//Object get(Object key):获取指定key对应的value
System.out.println(key + "=====" + value);
}
}
}
6.6、TreeMap
两种添加方式的使用
1.TreeMap存储Key-Value 对时,需要根据key-value对进行排序。TreeMap可以保证所有的Key-Value 对处于有序状态。
2.TreeSet底层使用红黑树结构存储数据
3.TreeMap的Key的排序(value不能排序):
- 自然排序:
TreeMap
的所有的Key 必须实现Comparable接口,而且所有的Key应该是同一个类的对象,否则将会抛出ClasssCastException
- 定制排序:创建
TreeMap
时,传入一个Comparator 对象,该对象负责对TreeMap
中的所有key 进行排序。此时不需要Map 的Key实现Comparable 接口
4.TreeMap判断两个key相等的标准:两个key通过compareTo()方法或者compare()方法返回0。
1、测试类
import org.junit.Test;
import java.util.*;
public class TreeMapTest {
/**
* 向TreeMap中添加key-value,要求key必须是由同一个类创建的对象
* 因为要按照key进行排序:自然排序 、定制排序
*/
//1.自然排序
@Test
public void test(){
TreeMap map = new TreeMap();
User u1 = new User("Tom",23);
User u2 = new User("Jerry",32);
User u3 = new User("Jack",20);
User u4 = new User("Rose",18);
map.put(u1,98);
map.put(u2,89);
map.put(u3,76);
map.put(u4,100);
//3.遍历所有的key-values
Set entrySet = map.entrySet();
Iterator iterator1 = entrySet.iterator();
while (iterator1.hasNext()){
Object obj = iterator1.next(); //得到下一个元素
//此时的entry是键值对
Map.Entry entry = (Map.Entry) obj;//强转为Map.Entry类型的
System.out.println(entry.getKey() + "---->" + entry.getValue());
}
}
//2.定制排序
@Test
public void test2(){
TreeMap map = new TreeMap(new Comparator() {
@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());//按照年龄从小到大排
}
throw new RuntimeException("输入的类型不匹配!");
}
});
User u1 = new User("Tom",23);
User u2 = new User("Jerry",32);
User u3 = new User("Jack",20);
User u4 = new User("Rose",18);
map.put(u1,98);
map.put(u2,89);
map.put(u3,76);
map.put(u4,100);
//3.遍历所有的key-values
Set entrySet = map.entrySet();
Iterator iterator1 = entrySet.iterator();
while (iterator1.hasNext()){
Object obj = iterator1.next();
Map.Entry entry = (Map.Entry) obj;
System.out.println(entry.getKey() + "---->" + entry.getValue());
}
}
}
2、User类
public class User implements Comparable{
private String name;
private int age;
public User() {
}
public User(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
@Override
public String toString() {
return "User{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
'}';
}
@Override
public boolean equals(Object o) {
System.out.println("User equals()....");
if (this == o) return true;
if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
User user = (User) o;
if (age != user.age) return false;
return name != null ? name.equals(user.name) : user.name == null;
}
@Override
public int hashCode() { //return name.hashCode() + age;
int result = name != null ? name.hashCode() : 0;
result = 31 * result + age;
return result;
}
//按照姓名从大到小排列,年龄从小到大排列
@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");
}
}
}
6.7、Hashtable
1.Hashtable
是个古老的Map 实现类,JDK1.0
就提供了。不同于HashMap
,Hashtable
是线程安全的。
2.Hashtable
实现原理和HashMap
相同,功能相同。底层都使用哈希表结构,查询速度快,很多情况下可以互用。
3.与HashMap
不同,Hashtable
不允许使用null 作为key和value
4.与HashMap
一样,Hashtable
也不能保证其中Key-Value 对的顺序
5.Hashtable
判断两个key相等、两个value相等的标准,与HashMap
一致。
6.8、Properties处理属性文件
1.Properties
类是Hashtable
的子类,该对象用于处理属性文件
2.由于属性文件里的key、value都是字符串类型,所以Properties 里的key和value都是字符串类型
3.存取数据时,建议使用setProperty(String key,Stringvalue)方法
和getProperty(String key)方法
1、新建配置文件
2、编写源代码
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.util.Properties;
public class PropertiesTest {
//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();
}
}
}
}
}
3.注意:如果配置文件
jdbc.properties
文件中写入为中文;
(1)防止jdbc.properties
出现中文乱码,可根据如下解决:
(2)如果之前没有打勾,已经造好了jdbc.properties
文件。需要打勾,删除建好的文件,重新创建
07、Collections工具类
1.操作数组的工具类:Arrays
2.Collections 是一个操作Collection、Map 等集合的工具类
3.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,还提供了对集合对象设置不可变、对集合对象实现同步控制等方法
4.关于同步控制:
- 说明:ArrayList和HashMap都是线程不安全的,如果程序要求线程安全,我们可以将ArrayList、HashMap转换为线程安全的。
- 使用synchronizedList(List list) 和 synchronizedMap(Map map)
7.1、Collections工具类的常用方法
import org.junit.Test;
import java.util.*;
/**
* Collections:操作Collection、Map的工具类
*
* 面试题:Collection 和 Collections的区别?
* Collection是集合类的上级接口,继承于他的接口主要有Set 和 List.
* Collections是针对集合类的一个帮助类,他提供一系列静态方法实现对各种集合的搜索、排序、线程安全化等操作.
*/
public class CollectionTest {
/**
* 一、排序操作:(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
* 3.sort(List):根据元素的 自然顺序 对指定 List集合元素按升序排序
* 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(定制排序)
* 5.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
*
* 二、查找替换:(均为static方法)
* 1.Object max(Collection):根据元素的自然顺序,返回给定集合中的最大元素
* 2.Object max(Collection,Comparator):根据 Comparator 指定的顺序,返回给定集合中的最大元素
* 3.Object min(Collection)
* 4.Object min(Collection,Comparator)
* 5.int frequency(Collection,Object):返回指定集合中指定元素的出现次数
* 6.void copy(List dest,List src):将src中的内容复制到dest中
* 7.boolean replaceAll(List list,Object oldVal,Object newVal):使用新值替换 List 对象的所有旧值
*
* 三、同步控制:
* Collections 类中提供了多个 synchronizedXxx() 方法,该方法可使将指定集合包装成线程同步的集合,
* 从而可以解决线程并发访问集合时的线程安全问题
*
*/
@Test
public void test(){
List list = new ArrayList();
list.add(123);
list.add(43);
list.add(765);
list.add(-97);
list.add(0);
System.out.println(list);
// Collections.reverse(list);
// Collections.shuffle(list);
// Collections.sort(list);
// Collections.swap(list,1,2);//交换指定索引位置上的元素
int frequency = Collections.frequency(list, 123);//返回指定集合中指定元素的出现次数
//
System.out.println(list);
System.out.println(frequency);//1
}
@Test
public void test2(){
List list = new ArrayList();
list.add(123);
list.add(43);
list.add(765);
list.add(-97);
list.add(0);
//复制操作:void copy(List dest,List src):将src中的内容复制到dest中
//1.错误的,报异常:IndexOutOfBoundsException("Source does not fit in dest")
// List dest = new ArrayList();
// Collections.copy(dest,list);
//2.正确的:
List dest = Arrays.asList(new Object[list.size()]);//使dest里面元素的个数与list里面元素的个数相等
System.out.println(dest.size());//5,等于list.size()
Collections.copy(dest,list);
System.out.println(dest);//[123, 43, 765, -97, 0]
/**
* 三、同步控制:
* Collections 类中提供了多个 synchronizedXxx() 方法,该方法可使将指定集合包装成线程同步的集合,
* 从而可以解决多线程并发访问集合时的线程安全问题
*/
//返回的list1即为线程安全的List。synchronizedMap()可以把线程不安全的HashMap返回成线程安全的
List list1 = Collections.synchronizedList(list);
}
}
7.2、补充:Enumeration(了解)
Enumeration
接口是Iterator
迭代器的“古老版本”- 现在不用了,了解一下即可。
Enumeration stringEnum = new StringTokenizer("a-b*c-d-e-g", "-");
while(stringEnum.hasMoreElements()){
Object obj= stringEnum.nextElement();System.out.println(obj);
}
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