学习Java之day23

1.集合框架

一、集合框架的概述

　　 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，主要指的是内存层面的存储，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，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。我们也就只能操作指定类型的数据了 比如：String[] arr;int[] arr1;Object[] arr2;

　　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。

二、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

三、Collection接口中的方法的使用

​
### 2.foreach循环
​

jdk 5.0 新增了foreach循环，用于遍历集合、数组

​
```java
 @Test
    public void test1(){
        Collection<Object> coll = new ArrayList();
        coll.add(new String("25"));
        coll.add(new Person("Tom",25));
        coll.add(123);
        coll.add(false);
        coll.add("bao");
        //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 object : coll){
            System.out.print(object + "\t");
        }
    }
    @Test
    public void test2(){
        int[] arr = new int[]{1, 5, 6, 8,-12};
        for (int i : arr){
            System.out.print(i + " " );
        }
    }
​
    @Test
    public void test3(){
        String[] strs = new String[]{"MM","MM","MM"};
        //普通for循环
        for(int i=0; i<strs.length; i++){
           // strs[i] = "GG";
        }
​
        //增强for循环
        for (String s : strs){
            s = "GG";
        }
        for(int i=0; i<strs.length; i++){
            System.out.println(strs[i]);
        }
​
​
    }
​
    //练习题
    @Test
    public void test4(){
​
        String[] arr = new String[]{"MM","MM","MM"};
​
//        //方式一：普通for赋值
//        for(int i = 0;i < arr.length;i++){
//            arr[i] = "GG";
//        }
​
        //方式二：增强for循环
        for(String s : arr){
            s = "GG";
        }
​
        for(int i = 0;i < arr.length;i++){
            System.out.println(arr[i]);
        }
​
​
    }

3. Iterator接口

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。
3.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()

 @Test
    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);
​
        Iterator iterator = coll.iterator();
        //方式一
//        System.out.println(iterator.next());
//        System.out.println(iterator.next());
//        System.out.println(iterator.next());
//        System.out.println(iterator.next());
//        System.out.println(iterator.next());
        //报异常.NoSuchElementException
        //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  推荐使用
        //hasNext():判断是否还有下一个元素
        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());
        }
​
​
    }
    @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());
        }
​
​
    }
​
​
    //测试Iterator中的remove()
    //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。
    @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"
        Iterator iterator = coll.iterator();
        while (iterator.hasNext()){
//            iterator.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. list接口

1.list接口集合框架 |----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,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

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); ... 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。

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;
         this.prev = prev;
         }
     }

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。

   面试题：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

5. List接口中的常用方法 void add(int index, Object ele):在index位置插入ele元素 boolean addAll(int index, Collection eles):从index位置开始将eles中的所有元素添加进来 Object get(int index):获取指定index位置的元素 int indexOf(Object obj):返回obj在集合中首次出现的位置 int lastIndexOf(Object obj):返回obj在当前集合中末次出现的位置 Object remove(int index):移除指定index位置的元素，并返回此元素 Object set(int index, Object ele):设置指定index位置的元素为ele List subList(int fromIndex, int toIndex):返回从fromIndex到toIndex位置的子集合

6. 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：① Iterator迭代器方式 ② 增强for循环 ③ 普通的循环

​
### 4. Set接口
​

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 |----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 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。

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

2. 要求：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() 要求：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 重写两个方法的小技巧：对象中用作 equals() 方法比较的 Field，都应该用来计算 hashCode 值。

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。

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2

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。

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().