集合框架

集合的概念

什么是集合

• 概念：对象的容器，实现了对对象常用的操作，类似数组功能。
• 和数组的区别：
  * 1.数组长度固定，集合长度不固定。
  * 数组可以存储基本类型和引用类型，集合只能存储引用类型
• 位置：java.util.*

一、Collection接口

体系集合：

• 特点：代表一组任意类型的对象，无序、无下标、不能重复。
• 方法：
  * boolean add(Object obj) //添加一个对象
  * boolean addAll(Collection c) //将一个集合中的所有对象添加到此集合中
  * void clear() //清空此集合中的所有对象
  * boolean contains(Object o) //检查此集合中是否包含o对象
  * boolean equals(Object o) //比较此集合是否与指定对象相等
  * boolean isEmpty() //判断此集合是否为空
  * boolean remove(Object o) //在此集合中移除o对象
  * int size() //返回此集合中的元素个数
  * Object[] toArray() //将此集合转换成数组
• 使用：

二、List接口与实现类

1-1 List接口

* 特点：有序、有下标、元素可以重复。 * 方法： * void add (int index,Object o) //在index位置插入对象 * boolean add(int index,Collection c) //将一个集合中的元素添加到此集合中的index位置 * Object get（int index） //返回集合中指定位置元素 * List subList(int fromIndex,int toIndex) //返回fromIndex和toIndex之间的集合元素

• 使用 ：
  
  
  

1-2 List实现类：

• ArrayList
  * 数组结构实现 、查询快，增删慢
  * 运行效率快，线程不安全

• Vector
  * 数组结构实现，线程安全

• LinkedList
  * 链表结构实现，增删快，查询慢

• ArrayList源码分析：
  
  
  

• Vector中的方法：
  

• 使用：
  
  

• LinkedList的使用：
  
  
  

三、泛型和工具类

泛型：

• Java泛型的本质是参数化类型，把类型作为参数传递。

• 常见形式有：泛型类、泛型接口、泛型方法

• 语法：
  * <T....>T被称为类型占位符，表示一种引用类型

• 好处：
  * 提高代码重用性
  * 防止类型转换异常，提高代码安全性。

• 泛型类的创建与使用
  

• 泛型接口的创建与使用
  
  
  

• 泛型方法：
  
  

• 泛型集合：

四、Set接口与实现类

• Set接口的使用

• 实现类

  * HashSet集合的使用：
        * 存储结构：哈希表【数组+链表+红黑树】；
        * 存储过程：
              1. 根据hashcode计算保存的位置，若位置为空，则直接保存；若不为空，进行第二步；
              2. 再执行equals方法，若equals方法为true，则认为是重复；否则生成链表；
        * 改进：
              1. 重写hashcode和equals方法改进写入、删除；
              2. 快速重写hashcode和equals方法：在开发工具中提供的<Generate hashCode() and equals()...>

  * TreeSet集合的使用
        * 存储结构：红黑树；
        * 要求：元素必须要实现Comparable接口，compareTo方法返回值为0，认为是重复元素；

由于红黑树的比较特性，需进行如下代码：

public int compareTo(Person o){      //先比较姓名再比较年龄
      int n1 = this.getName().compareTo(o.getName());
      int n2 = this.age.o.getAge();

      return n1 == 0?n2:n1;
}

  * Comparable接口：实现定制比较

//创建集合，并制定比较规则
TreeSet<Person> person = new TreeSet<>(
      new Comparator<person>(){
      public int compareTo(Person o1,Person o2){      //先比较年龄再比较姓名
            int n1 = o1.getAge()-o2.getAge();
            int n2 = o1.getName().compareTo(o2.getName());
            

      return n1 == 0?n2:n1;
}

  * 使用TreeSet集合实现字符串按照长度进行排序

//创建集合，并制定比较规则
TreeSet<String> treeSet = new TreeSet<>(
      new Comparator<String>(){
      public int compareTo(String o1,String o2){      //先比较年龄再比较姓名
            int n1 = o1.length()-o2.length();
            int n2 = o1.compareTo(o2);
            return n1 == 0?n2:n1;
          }
}）;
//添加数据
TreeSet.add("hello");
TreeSet.add("bello");
TreeSet.add("zello");``
TreeSet.add("lello");
TreeSet.add("aello");
TreeSet.add("xello");

System.out.println(treeSet.toString());

五、Map接口与实现类

1-1 Map接口的特点：

  1. 用于存储任意键值对；
  2. 键：无序、无下标、不允许重复；
  3. 值：无序、无下标、允许重复；

1-2 Map接口的方法：

  * V put(K key,V value)      //将对象存入到集合中，关联键值。key重复则覆盖原值。
  * Object get(Object key)      //根据键获取对应的值
  * Set<K>            //返回所有key
  * Collection<V> values()      //返回包含所有值的Collection集合
  * Set<Map，Entry<K,V>>            //键值匹配的Set集合

1-3 Map接口的使用：

public static void main(String[] args){

      //创建Map集合
      Map<String,String> map = new HashMap<>();
      //1.添加元素
      map.put("cn","中国");
      map.put("uk","英国");
      map.out("usa","美国");
      //2.显示
      System.out.println("元素个数："+map.size());
      System.out.println(map.toString());

      //3.遍历：
      //3.1 利用keySet()
      System.out.println("---------keySet()------------");
      for(String key : map.keySet()){

            System.out.println(key.toString()+"----"+map.get(key));
      }
      //3.2 使用entrySet()
      System.out.println("---------entrySet()------------");
      for(Map.Entry<String,String> entry : map.entrySet()){

            System.out.println(entry.getKey()+"----"+entry.getValue());
      }

}

2 Map接口的实现类

2-1 HashMap集合

存储结构：哈希表【链表+红黑树+栈】

//添加学生类
public class Student{
      private String name;
      private int stuNo;

      public Student(){

      }

      public Student(String name,int stuNo){
            super();
            this.name = name;
            this.stuNo = stuNo;
      }

      public String getName(){
            return name;
      }
      
      public void setName(String name){
            this.name = name;
      }

      public String getStuNo(){
            return StuNo;
      }
      
      public void setStuNo(String stuNo){
            this.stuNo = stuNo;
      }

      public String toString(){
            return "Student [name="+name+",stuNo="+stuNo+"]";
      }

      
}

---

//结合Student类使用HashMap集合

public static void main(String[] args){

      //创建集合
      HashMap<Student,String> students = new HashMap<Student,String>();
      //1.添加元素
      Student s1 = new Student("悟空",100);
      Student s2 = new Student("悟能",101);
      Student s3 = new Student("悟净",102);
      students.put(s1,"北京");
      students.put(s2,"南京");
      students.put(s3,"上海");
      //2.显示
      System.out.println("元素个数："+students.size());
      System.out.println(students.toString());

      //3.遍历
      //3.1 利用keySet()
      System.out.println("---------keySet()------------");
      for(Student key : students.keySet()){

            System.out.println(key.toString()+"----"+students.get(key));
      }
      //3.2 使用entrySet()
      System.out.println("---------entrySet()------------");
      for(Map.Entry<Student,String> entry : students.entrySet()){

            System.out.println(entry.getKey()+"----"+entry.getValue());
      }
      //4.判断
      System.out.println(students.containsKey(s1));
      System.out.println(students.containsValue("上海"));
}

HashMap源码分析总结：
* HashMap刚创建时，table【初始创建的数组】是null，为了节省空间，当添加第一个元素时，table容量调整为16。
* 当元素个数大于阈值【16*0.75=12】时，会进行扩容，每次扩展后为原来大小的2倍，目的是减少调整元素的个数。
* jdk1.8中当每个链表长度大于8并且数组元素个数大于等于64时，会调整红黑树，目的是提高执行效率。
* jdk1.8中当链表长度小于6时调整成链表。
* jdk1.8以前，链表采用头插法，之后使用尾插法。