Java基础11--单列集合
1 Collection集合
1.1 Collection结构
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集合类的特点
提供一种存储空间可变的存储模型，存储的数据容量可以随时发生改变
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集合类的体系图
1.2 概述
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Collection集合概述
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是单例集合的顶层接口，它表示一组对象，这些对象也称为Collection的元素
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JDK 不提供此接口的任何直接实现，它提供更具体的子接口（如Set和List）实现
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Collection集合基本使用
public class CollectionDemo01 { public static void main(String[] args) { //创建Collection集合的对象 Collection<String> c = new ArrayList<String>(); //添加元素：boolean add(E e) c.add("hello"); c.add("world"); c.add("java"); //输出集合对象 System.out.println(c); } }
1.3 常用方法
| 方法名 | 说明 |
|---|---|
| boolean add(E e) | 添加元素 |
| boolean remove(Object o) | 从集合中移除指定的元素 |
| void clear() | 清空集合中的元素 |
| boolean contains(Object o) | 判断集合中是否存在指定的元素 |
| boolean isEmpty() | 判断集合是否为空 |
| int size() | 集合的长度，也就是集合中元素的个数 |
1.4 遍历
- 迭代器的介绍
- 迭代器，集合的专用遍历方式
- Iterator
iterator()：返回此集合中元素的迭代器，通过集合的iterator()方法得到 - 迭代器是通过集合的iterator()方法得到的，所以我们说它是依赖于集合而存在的
- Collection集合的遍历
public class IteratorDemo {
public static void main(String[] args) {
//创建集合对象
Collection<String> c = new ArrayList<>();
//添加元素
c.add("hello");
c.add("world");
c.add("java");
c.add("javaee");
//Iterator<E> iterator()：返回此集合中元素的迭代器，通过集合的iterator()方法得到
Iterator<String> it = c.iterator();
//用while循环改进元素的判断和获取
while (it.hasNext()) {
String s = it.next();
System.out.println(s);
}
}
}
2 List集合
2.1 概述
- List集合概述
- 有序集合(也称为序列)，用户可以精确控制列表中每个元素的插入位置。用户可以通过整数索引访问元素，并搜索列表中的元素
- 与Set集合不同，列表通常允许重复的元素
- List集合特点
- 有索引
- 可以存储重复元素
- 元素存取有序
2.2 List特有方法
| 方法名 | 描述 |
|---|---|
| void add(int index,E element) | 在此集合中的指定位置插入指定的元素 |
| E remove(int index) | 删除指定索引处的元素，返回被删除的元素 |
| E set(int index,E element) | 修改指定索引处的元素，返回被修改的元素 |
| E get(int index) | 返回指定索引处的元素 |
2.3 List遍历
2.3.1 List迭代器
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ListIterator介绍
- 通过List集合的listIterator()方法得到，所以说它是List集合特有的迭代器
- 用于允许程序员沿任一方向遍历的列表迭代器，在迭代期间修改列表，并获取列表中迭代器的当前位置
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示例代码
public class ListIteratorDemo { public static void main(String[] args) { //创建集合对象 List<String> list = new ArrayList<String>(); //添加元素 list.add("hello"); list.add("world"); list.add("java"); //获取列表迭代器 ListIterator<String> lit = list.listIterator(); while (lit.hasNext()) { String s = lit.next(); if(s.equals("world")) { lit.add("javaee"); } } System.out.println(list); } }
2.3.2 增强for循环
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定义格式
for(元素数据类型 变量名 : 数组/集合对象名) { 循环体; } -
示例代码
public class ForDemo { public static void main(String[] args) { int[] arr = {1,2,3,4,5}; for(int i : arr) { System.out.println(i); } System.out.println("--------"); String[] strArray = {"hello","world","java"}; for(String s : strArray) { System.out.println(s); } System.out.println("--------"); List<String> list = new ArrayList<String>(); list.add("hello"); list.add("world"); list.add("java"); for(String s : list) { System.out.println(s); } System.out.println("--------"); //内部原理是一个Iterator迭代器 /* for(String s : list) { if(s.equals("world")) { list.add("javaee"); //ConcurrentModificationException } } */ } }
2.3.2 并发修改异常
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出现的原因
迭代器遍历的过程中，通过集合对象修改了集合中的元素，造成了迭代器获取元素中判断预期修改值和实际修改值不一致，则会出现：ConcurrentModificationException
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解决的方案
用for循环遍历，然后用集合对象做对应的操作即可
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示例代码
public class ListDemo { public static void main(String[] args) { //创建集合对象 List<String> list = new ArrayList<String>(); //添加元素 list.add("hello"); list.add("world"); list.add("java"); //遍历集合，得到每一个元素，看有没有"world"这个元素，如果有，我就添加一个"javaee"元素，请写代码实现 // Iterator<String> it = list.iterator(); // while (it.hasNext()) { // String s = it.next(); // if(s.equals("world")) { // list.add("javaee"); // } // } for(int i=0; i<list.size(); i++) { String s = list.get(i); if(s.equals("world")) { list.add("javaee"); } } //输出集合对象 System.out.println(list); } }
2.3.3 List集合实现类
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ArrayList集合
底层是数组结构实现，查询快、增删慢
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LinkedList集合
底层是链表结构实现，查询慢、增删快
3 Set集合
3.1 概述
- Set集合的特点
- 元素存取无序
- 没有索引、只能通过迭代器或增强for循环遍历
- 不能存储重复元素
- Set集合的基本使用
public class SetDemo {
public static void main(String[] args) {
//创建集合对象
Set<String> set = new HashSet<String>();
//添加元素
set.add("hello");
set.add("world");
set.add("java");
//不包含重复元素的集合
set.add("world");
//遍历
for(String s : set) {
System.out.println(s);
}
}
}
3.2 哈希值
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哈希值简介
是JDK根据对象的地址或者字符串或者数字算出来的int类型的数值
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如何获取哈希值
Object类中的public int hashCode()：返回对象的哈希码值
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哈希值的特点
- 同一个对象多次调用hashCode()方法返回的哈希值是相同的
- 默认情况下，不同对象的哈希值是不同的。而重写hashCode()方法，可以实现让不同对象的哈希值相同
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获取哈希值的代码
- 学生类
public class Student { private String name; private int age; public Student() { } public Student(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 int hashCode() { return 0; } }- 测试类
public class HashDemo { public static void main(String[] args) { //创建学生对象 Student s1 = new Student("林青霞",30); //同一个对象多次调用hashCode()方法返回的哈希值是相同的 System.out.println(s1.hashCode()); //1060830840 System.out.println(s1.hashCode()); //1060830840 System.out.println("--------"); Student s2 = new Student("林青霞",30); //默认情况下，不同对象的哈希值是不相同的 //通过方法重写，可以实现不同对象的哈希值是相同的 System.out.println(s2.hashCode()); //2137211482 System.out.println("--------"); System.out.println("hello".hashCode()); //99162322 System.out.println("world".hashCode()); //113318802 System.out.println("java".hashCode()); //3254818 System.out.println("world".hashCode()); //113318802 System.out.println("--------"); System.out.println("重地".hashCode()); //1179395 System.out.println("通话".hashCode()); //1179395 } }
3.3 HashSet集合概述
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HashSet集合的特点
- 底层数据结构是哈希表
- 对集合的迭代顺序不作任何保证，也就是说不保证存储和取出的元素顺序一致
- 没有带索引的方法，所以不能使用普通for循环遍历
- 由于是Set集合，所以是不包含重复元素的集合
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HashSet集合的基本使用
public class HashSetDemo01 { public static void main(String[] args) { //创建集合对象 HashSet<String> hs = new HashSet<String>(); //添加元素 hs.add("hello"); hs.add("world"); hs.add("java"); hs.add("world"); //遍历 for(String s : hs) { System.out.println(s); } } }
3.4 HashSet集合保证元素唯一性源码分析
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HashSet集合保证元素唯一性的原理
1.根据对象的哈希值计算存储位置
如果当前位置没有元素则直接存入
如果当前位置有元素存在，则进入第二步
2.当前元素的元素和已经存在的元素比较哈希值
如果哈希值不同，则将当前元素进行存储
如果哈希值相同，则进入第三步
3.通过equals()方法比较两个元素的内容
如果内容不相同，则将当前元素进行存储
如果内容相同，则不存储当前元素
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HashSet集合保证元素唯一性的图解
3.5 常见数据结构之哈希表
3.6 LinkedHashSet集合概述
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LinkedHashSet集合特点
- 哈希表和链表实现的Set接口，具有可预测的迭代次序
- 由链表保证元素有序，也就是说元素的存储和取出顺序是一致的
- 由哈希表保证元素唯一，也就是说没有重复的元素
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LinkedHashSet集合基本使用
public class LinkedHashSetDemo { public static void main(String[] args) { //创建集合对象 LinkedHashSet<String> linkedHashSet = new LinkedHashSet<String>(); //添加元素 linkedHashSet.add("hello"); linkedHashSet.add("world"); linkedHashSet.add("java"); linkedHashSet.add("world"); //遍历集合 for(String s : linkedHashSet) { System.out.println(s); } } }
3.7 Set集合排序
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TreeSet集合概述
- 元素有序，可以按照一定的规则进行排序，具体排序方式取决于构造方法
- TreeSet()：根据其元素的自然排序进行排序
- TreeSet(Comparator comparator) ：根据指定的比较器进行排序
- 没有带索引的方法，所以不能使用普通for循环遍历
- 由于是Set集合，所以不包含重复元素的集合
- 元素有序，可以按照一定的规则进行排序，具体排序方式取决于构造方法
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TreeSet集合基本使用
public class TreeSetDemo01 { public static void main(String[] args) { //创建集合对象 TreeSet<Integer> ts = new TreeSet<Integer>(); //添加元素 ts.add(10); ts.add(40); ts.add(30); ts.add(50); ts.add(20); ts.add(30); //遍历集合 for(Integer i : ts) { System.out.println(i); } } }
3.8 Comparable 接口
- 比较器排序，就是让集合构造方法接收Comparator的实现类对象，重写compare(T o1,T o2)方法
- 重写方法时，一定要注意排序规则必须按照要求的主要条件和次要条件来写
4 常见数据结构
4.1数据结构之栈和队列
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栈结构
先进后出
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队列结构
先进先出
4.2数据结构之数组和链表
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数组结构
查询快、增删慢
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队列结构
查询慢、增删快
