Java集合
Java集合
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(主要实现类)、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、集合中的常用方法
1、添加
add(Object obj)
addAll(Collection coll)
2、获取有效元素的个数
int size()
3、清空集合
void clear()
4、是否是空集合
boolean isEmpty()
5、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。
6、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
7、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
8、集合是否相等
boolean equals(Object obj)
9、转成对象数组
Object[] toArray()
10、获取集合对象的哈希值
hashCode()
11、遍历
iterator():返回迭代器对象,用于集合遍历
public void test1(){
Collection coll = new ArrayList();
//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());
//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");
coll.addAll(coll1);
System.out.println(coll.size());//6
System.out.println(coll);
//clear():清空集合元素
coll.clear();
//isEmpty():判断当前集合是否为空
System.out.println(coll.isEmpty());
}
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 test1(){
Collection coll = new ArrayList();
coll.add(123);
coll.add(456);
// Person p = new Person("Jerry",20);
// coll.add(p);
coll.add(new Person("Jerry",20));
coll.add(new String("Tom"));
coll.add(false);
//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()。
boolean contains = coll.contains(123);
System.out.println(contains);
System.out.println(coll.contains(new String("Tom")));
// System.out.println(coll.contains(p));//true
System.out.println(coll.contains(new Person("Jerry",20)));//false -->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);
System.out.println(coll.containsAll(coll1));
}
@Test
public void test2(){
//3.remove(Object obj):从当前集合中移除obj元素。
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(1234);
System.out.println(coll);
coll.remove(new Person("Jerry",20));
System.out.println(coll);
//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(123,456);
coll.removeAll(coll1);
System.out.println(coll);
}
@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);
//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();
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));
}
@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());
//8.集合 --->数组:toArray()
Object[] arr = coll.toArray();
for(int i = 0;i < arr.length;i++){
System.out.println(arr[i]);
}
//拓展:数组 --->集合:调用Arrays类的静态方法asList()
List<String> list = Arrays.asList(new String[]{"AA", "BB", "CC"});
System.out.println(list);
List arr1 = Arrays.asList(new int[]{123, 456});//认为数组整体是一个元素
System.out.println(arr1.size());//1
List arr2 = Arrays.asList(new Integer[]{123, 456});
System.out.println(arr2.size());//2
//9.iterator():返回Iterator接口的实例,用于遍历集合元素。
}
}
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。
1. 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。
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。
package com.atguigu.java;
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。
* 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()
*/
public class IteratorTest {
@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
////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());
}
}
}
foreach循环遍历集合元素
foreach格式:
for(数据类型 局部变量 : 集合元素){
}
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 {
@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);
//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);
}
}
@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);
}
}
//练习题
@Test
public void test3(){
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";//将GG赋值给s,不改变原有数组的元素
}
for(int i = 0;i < arr.length;i++){
System.out.println(arr[i]);
}
}
}
Collection子接口之一:List接口
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。
一、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
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 *
二、List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
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
@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)); } } @Test public void test2(){ ArrayList list = new ArrayList(); list.add(123); list.add(456); list.add("AA"); list.add(new Person("Tom",12)); list.add(456); //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(4567); System.out.println(index); //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)); //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(1,"CC"); System.out.println(list); //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); System.out.println(list); } @Test public void test1(){ 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); //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);//将集合中每一个元素都添加进去 // list.add(list1);//将添加的集合作为了一个整体添加,list.size()是7 System.out.println(list.size());//9 //Object get(int index):获取指定index位置的元素 System.out.println(list.get(0)); } }
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;不能保证元素的排列顺序,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,LinkHashSet不允许集合元素重复。
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。底层采用红黑树结构存储数据。
2. 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。
3. 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。
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。 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。 */ @Test public void test1(){ Set set = new HashSet(); 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()); } } //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()); } }
public class TreeSetTest { /* 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(). */ @Test 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()); } } @Test public void test2(){ Comparator com = new Comparator() { //按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);//有参数,就按有参数的方法来 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()); } } }
Map接口
HashMap是Map接口使用频率最高的实现类
1. 允许存储null键和null值,所有key构成的集合set:无序的,不可重复的。所以,key所在的类要重写equals () 和 HashCode()。
2. 所有value构成的集合是Collection:无序的、可以重复的。所以,value所在的类要重写equals()。
3. 一个key-value构成一个entry,所有的entry构成的集合是Set:无序的、不可重复的
4. 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。
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;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,此类执行效率高于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
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?(之后内容解释)
二、Map结构的理解:
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)
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()
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存储所有的entry
HashMap的底层:数组+链表 (jdk7及之前)
数组+链表+红黑树 (jdk 8)
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,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:
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中底层结构: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。
HashMap源码中重要参数:
DEFAULT_INITIAL_CAPACITY : HashMap的默认容量,16
MAXIMUM_CAPACITY : HashMap的最大支持容量,2^30
DEFAULT_LOAD_FACTOR:HashMap的默认加载因子
TREEIFY_THRESHOLD:Bucket中链表长度大于该默认值,转化为红黑树
UNTREEIFY_THRESHOLD:Bucket中红黑树存储的Node小于该默认值,转化为链表
MIN_TREEIFY_CAPACITY:桶中的Node被树化时最小的hash表容量。(当桶中Node的数量大到需要变红黑树时,若hash表容量小于MIN_TREEIFY_CAPACITY时,此时应执行
resize扩容操作这个MIN_TREEIFY_CAPACITY的值至少是TREEIFY_THRESHOLD的4倍。)
table:存储元素的数组,总是2的n次幂
entrySet:存储具体元素的集
size:HashMap中存储的键值对的数量
modCount:HashMap扩容和结构改变的次数。
threshold:扩容的临界值,=容量*填充因子
loadFactor:填充因子
四、LinkedHashMap的底层实现原理(了解)
源码中:
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); } }
五、Map中定义的方法:
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
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是否相等
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)
长度:size()
遍历:keySet() / values() / entrySet()
public class MapTest { /* 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 test5(){ Map map = new HashMap(); map.put("AA",123); map.put(45,1234); map.put("BB",56); //遍历所有的key集:keySet() Set set = map.keySet(); Iterator iterator = set.iterator(); while(iterator.hasNext()){ System.out.println(iterator.next()); } System.out.println(); //遍历所有的value集:values() Collection values = map.values(); for(Object obj : values){ System.out.println(obj); } System.out.println(); //遍历所有的key-value //方式一:entrySet() Set entrySet = map.entrySet(); Iterator iterator1 = entrySet.iterator(); while (iterator1.hasNext()){ Object obj = iterator1.next(); //entrySet集合中的元素都是entry Map.Entry entry = (Map.Entry) obj; System.out.println(entry.getKey() + "---->" + entry.getValue()); } System.out.println(); //方式二: Set keySet = map.keySet(); Iterator iterator2 = keySet.iterator(); while(iterator2.hasNext()){ Object key = iterator2.next(); Object value = map.get(key); System.out.println(key + "=====" + value); } } /* 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是否相等 */ @Test public void test4(){ Map map = new HashMap(); map.put("AA",123); map.put(45,123); map.put("BB",56); // Object get(Object key) System.out.println(map.get(45)); //containsKey(Object key) boolean isExist = map.containsKey("BB"); System.out.println(isExist); isExist = map.containsValue(123); System.out.println(isExist); map.clear(); System.out.println(map.isEmpty()); } /* 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 */ @Test public void test3(){ Map map = new HashMap(); //添加 map.put("AA",123); map.put(45,123); map.put("BB",56); //修改 map.put("AA",87); System.out.println(map); Map map1 = new HashMap(); map1.put("CC",123); map1.put("DD",123); map.putAll(map1); System.out.println(map); //remove(Object key) Object value = map.remove("CC"); System.out.println(value); System.out.println(map); //clear() map.clear();//与map = null操作不同 System.out.println(map.size()); System.out.println(map); } @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); } @Test public void test1(){ Map map = new HashMap(); // map = new Hashtable(); map.put(null,123); } }
TreeMap
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。TreeMap底层使用红黑树结构存储数据
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 //自然排序 @Test public void test1(){ 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); 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()); } } //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()); } 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); 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()); } } }
Collections工具类
Collections 是一个操作 Set、List 和 Map 等集合的工具类。
一、Collections中常用方法:
排序操作:(均为static方法)
reverse(List):反转 List 中元素的顺序
shuffle(List):对 List 集合元素进行随机排序
sort(List):根据元素的自然顺序对指定 List 集合元素按升序排序
sort(List,Comparator):根据指定的 Comparator 产生的顺序对 List 集合元素进行排序
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
查找、替换
Object max(Collection):根据元素的自然顺序,返回给定集合中的最大元素
Object max(Collection,Comparator):根据 Comparator 指定的顺序,返回给定集合中的最大元素
Object min(Collection)
Object min(Collection,Comparator)
int frequency(Collection,Object):返回指定集合中指定元素的出现次数
void copy(List dest,List src):将src中的内容复制到dest中
boolean replaceAll(List list,Object oldVal,Object newVal):使用新值替换List 对象的所有旧值
@Test public void test2(){ List list = new ArrayList(); list.add(123); list.add(43); list.add(765); list.add(-97); list.add(0); //报异常:IndexOutOfBoundsException("Source does not fit in dest") // List dest = new ArrayList(); // Collections.copy(dest,list); //正确的: List dest = Arrays.asList(new Object[list.size()]); System.out.println(dest.size());//list.size(); Collections.copy(dest,list); System.out.println(dest); /* 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 List list1 = Collections.synchronizedList(list); } @Test public void test1(){ List list = new ArrayList(); list.add(123); list.add(43); list.add(765); list.add(765); 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); int frequency = Collections.frequency(list, 123); System.out.println(list); System.out.println(frequency); } }