集合

集合

此系列笔记来源于

BiliBili韩顺平老师的Java基础课

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介绍

1、集合主要分为单列集合和双列集合

2、Collection 接口有两个重要的子接口 List 和 Set，他们的实现子类都是单列集合

3、Map 接口的实现子类是双列集合，存放Key-Value

集合体系图

Collection

Collection接口常用方法(ArrayList为例)

1、add(…)：添加单个元素

2、remove(…)：删除指定元素

3、contains(…)：查找元素是否存在

4、size()：获取元素个数

5、isEmpty()：判断是否为空

6、clear()：清空元素

7、addAll(…)：添加多个元素

8、containsAll()：查找多个元素是否都存在

9、removeAll()：删除多个元素

Iterator接口的方法

1、Iterator iterator = xxx.iterator(); 得到集合的迭代器

2、hasNext()：返回是否存在下一个迭代器

3、next()：iterator变为下一个迭代器，也可以将下一个集合位置上的元素返回

4、remove()：删除元素

PS：

(1)next()方法调用前必须要先用hasNext()进行检测，若无下一个集合元素，调用则会抛出NoSuchElementException异常

(2)遍历完后迭代器指向最后一个元素，如果要重新遍历需要重置迭代器

Iterator iterator = col.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
    Object obj = iterator.next(); //用Object类接受
    ...
}

快捷键：itit

显示所有快捷键：ctrl + j

for循环增强

底层是迭代器

for (数据类型 变量名 : 遍历集合) {

}

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//细分两个子接口

List

1、List集合类中的元素有序（添加顺序与取出顺序一致），且可重复

2、支持索引 xx.get(3) //取出第四个元素，下标从0开始

3、List下有很多实现类

常用方法：

1、void add(int index, Object ele)：在index位置插入ele元素，无indext则在最后插入

2、boolean addAll(int index, Collection eles)：index位置将eles中所有元素加入

3、Object get(int index)：获取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在集合中末次出现的位置

6、Object remove(int index)：移除index未知的元素，并返回该元素

7、Object set(int index, Object ele)：设置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

ArrayList

注意事项

1、支持所有元素，包括null

2、ArrayList 是线程不安全的 （源码无synchronized）

3、ArrayList是由数组实现的

4、ArrayList 基本等同于 Vector，除了ArrayList 线程不安全（运行效率高）

底层结构与源码分析

结论：

Vector

注意事项

1、Vector底层也是是对象数组 protected Object[] elementData;

2、Vector 是线程同步的，即线程安全，其操作方法带有synchronized

Vector 和 ArrayList的比较

LinkedList

说明

1、LinkedList底层实现了双向链表和双端队列特点

2、可以添加任意元素（可以重复），包括null

3、线程不安全

LinkedList的底层操作机制

Set

Set接口基本介绍

1、无序（添加和取出的顺序不一致），无索引

2、不允许重复元素，最多包含一个null

常用方法

Set接口也是Collection的子接口，因此常用方法和Collection接口一样

遍历方式

同Collection的遍历方式一样

1、可以使用迭代器

2、可以使用增强for

3、不能使用索引的方式来获取

HashSet

说明

1、HashSet实现了Set接口

2、HashSet实际上是HashMap，HashMap的底层是 数组 + 链表 + 红黑树

PS：

1、add()：添加一个对象，同时返回一个boolean值，添加成功则返回true，否则返回false

2、

 HashSet set = newHashSet();

set.add(new Book("1"));
set.add(new Book("1"));
上面两个是都可以添加成功的，因为是不同对象，内存指向堆

set.add(1);
set.add(1);
上面第二个无法添加成功，因为已经添加了1，内存指向常量池
    
set.add(new String("123"));
set.add(new String("123"));
两个都可以添加成功

HashSet底层添加元素

重写equals在类里面，alt + insert

LinkedHashSet

说明

1、LinkedHashSet 是 HashSet的子类

2、LinkedHashSet 底层是一个 LinkedHashMap，底层维护了一个 数组 + 双向链表

3、LinkedHashSet 根据元素的 hashCode 值来决定元素的存储位置，同时使用链表维护元素的次序，这是的元素看起来是以插入顺序保存的

4、LinkedHashSet 不允许添加重复元素

底层结构与源码分析

1、第一次添加元素后，数组table直接扩容到16，数组是HashMap$Node[]，存放的结点类型是LinkedHashMap$Entry

Map(JDK8)

1、 Map 与 Collection 并列存在，用于保存具有映射关系的数据：Key - Value（双列元素）

2、Map 中的 Key 和 Value 可以是任何引用类型的数据，会封装到 HashMap$Node 对象中

3、Key 不允许重复，原因和 HashSet 一样，Value 可以重复

4、Map 中的 Key 和 Value 都可以为 null ，但 Key 只能有一个 null

5、Key 和 Value 一对一，通过 Key 可以找到 Value

xx.get(Key);

6、一对 K - V 是放在一个 HashMap$Node 中的， Node 实现了 Entry接口，有些书上也说 一对 K - V 就是一个 Entry，为了方便遍历，还会创建 entrySet 集合，存放 Entry

7、entrySet中，定义的类型是 Map.Entry，但实际上存放的、运行类型还是 HashMap$Node，因为 static class Node<K, V> implements Map.Entry<K, V>

entrySet类似于一个大表，方便遍历，Entry接口提供了 getvalue(), getKey()方法(需要向下转型成Map.Entry才能使用)

8、HashMap 还提供了 keySet、Values……

9、HashMap 没有实现同步，线程不安全

10、jdk8的 HashMap 底层是 数组 + 链表 + 红黑树

Map接口常用方法

1、remove：根据 Key 删除映射关系

2、get：根据 Key 获取值

3、size：获取元素个数

4、isEmpty：判断个数是否为0

5、clear：清除

6、containsKey：查找键是否存在

Map遍历方式

Map map = new HashMap();
map.put(...);
...

//一、先取出所有的 Key，通过 Key 取出对应的 Value
Set keyset = map.keySet();
//(1)增强for
for (Object key : keyset) {
    
}
//(2)迭代器
Iterator iterator = keyset.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
    Object next = iterator.next();
}

//二、把所有values取出
Collection values = map.values();
... //同一
    
//三、通过EntrySet来获取K-V
//(1)增强for
    for (Object entry : entrySet) {
        Map.Entry m = (Map.Entry)entry;
        m.getKey() m.getValue()...;
    }
//(2)迭代器
Iterator iterator entrySet.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
    Map.Entry m = (Map.Entry)iterator.next(); //iterator的运行类型是HashMap$Node,需要向下转型成Map.Entry,之后才能用getKey、getValue
    m.getKey() m.getValue()...;
    //要获取Value的对象还需要向下转型一次
    (XXX)xxx = (XXX)m.getValue(); 
}

HashMap扩容机制（和HashSet相同）

Hashtable

1、存放的元素值键值对 K - V

2、K - V 均不能为 null，否侧会抛出 NullPointerException

3、Hashtable 线程安全，HashMap 不安全

Hashtable扩容机制

1、数组 Hashtable$Entry[] 初始化大小为11

2、临界值threshold 8（11 * 0.75）

3、每次扩容一倍加一 int new Capacity = (oldCapacity << 1) + 1;

Properties

1、Properties类继承自 Hashtable类并且实现了 Map接口，保存键值对 K - V

2、使用特点与 Hashtable类似，K - V 不能用null

3、Properties 还可以用于从 xxx.properties 文件中，加载数据到 Properties类对象，并进行读取和修改

4、工作后，xxx.properties文件常常作为配置文件

TreeSet

1、当使用无参构造器创建 TreeSet时，仍然是无序的

2、可以传入比较器（匿名内部类）来进行不同顺序的排序

3、add方法传入的对象需要有实现Comparator接口，否则会抛出ClassCastException异常

//按字符串从小到大排序
TreeSet treeSet = new TreeSet(new Comparator() {
    public int compare(Object o1, Object o2) {
        return ((String)o1).compareTo((String)o2);
    }
})

可以通过修改compare函数，如果返回的值为0，那么就不加入此元素，不是替换

TreeMap

1、当使用无参构造器创建 TreeMap 时，仍然是无序的

2、可以传入比较器（匿名内部类）来进行不同顺序的排序

//按字符串从小到大排序
TreeMap treeMap = new TreeMap(new Comparator() {
    public int compare(Object o1, Object o2) {
        return ((String)o1).compareTo((String)o2);
    }
})

可以通过修改compare函数，如果返回的值为0，那么就不加入此元素，不是替换

Collections工具类

介绍

1、Collections是一个操作 Set、List 和 Map 等集合的工具类

2、Collections 中提供了一系列静态方法对劲和元素进行排序、查询和修改等操作

排序操作

1、reverse(x)：对集合x元素进行反转

2、shuffle(x)：对集合x元素进行随机排序

3、sort(x)：按照元素的自然顺序对集合x进行升序排序

4、sort(x, Comparator)：根据指定的 Comparator 产生的顺序对集合x的元素进行排序

5、swap(x, int, int)：将集合x中的两处元素进行交换

查找、替换

PS：1、copy的时候需要保证第二个参数集合的长度小于等于第一个

一道很有意思的题目：