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为了方便对多个对象进行存储和操作#xff0c;集合是一种Java容器#xff0c;可以动态地把多个对象引用放入容器中
数组存储的特点
一旦初始化后#xff0c;长度不可改变#xff0c;元素类型不可改变提供的方法很少#xff0c;对于添加、删除、获取实际元…一、集合概述
为了方便对多个对象进行存储和操作集合是一种Java容器可以动态地把多个对象引用放入容器中
数组存储的特点
一旦初始化后长度不可改变元素类型不可改变提供的方法很少对于添加、删除、获取实际元素个数等操作非常不便有序、可重复
集合的两种体系
Collection接口单列数据定义了存取一组对象的方法的集合。 List有序、可重复的集合Set无序、不可重复的集合 Map接口双列数据保存具有映射关系的“key-value”键值对集合 二、Collection接口
常用方法
public class CollectionTest {Testpublic void test1(){Collection col1 new ArrayList();// add(Object o) 添加元素col1.add(wanfeng);col1.add(jingyu);col1.add(123);// size() 元素个数System.out.println(col size col1.size());// addAll(Collection c) 添加集合中的所有元素Collection col2 new ArrayList();col2.add(false);col2.add(34.56);col2.add(29);col2.add(wanwan);Student s1 new Student(wanfeng, 12);col2.add(s1);col1.addAll(col2);System.out.println(col1);// isEmpty() 判断集合是否有元素System.out.println(col1.isEmpty());// clear() 清空所有元素col1.clear();System.out.println(col1);// contains() 元素是否存在ArrayList源码中调用的是Object类的equals方法比较地址值// 若要比较内容需要在类中重写equals方法System.out.println(col2.contains(34.56));System.out.println(col2.contains(wanfeng));System.out.println(col2.contains(s1));System.out.println(col2.contains(new Student(wanfeng, 12)));// containsAll() 集合中的元素是否全部存在Collection col3 new ArrayList();col3.add(wanwan);col3.add(false);System.out.println(col2.containsAll(col3));// remove(Object o) 删除指定元素 若为自定义类也需要重写equals方法System.out.println(col2.remove(fengfeng));System.out.println(col2.remove(new Student(wanfeng, 12)));// removeAll(Collection c) 删除c中包含的所有元素System.out.println(col2.removeAll(col3));System.out.println(col2);//retainAll(Collection c) 取交集Collection col4 new ArrayList();col4.add(34.56);col4.add(true);col2.retainAll(col4);System.out.println(col2);// equals(Object o) 比较两个集合是否相同col2.add(true);Collection col5 new ArrayList();col5.add(true);col5.add(34.56);System.out.println(col2.equals(col5));// hashCode() 返回哈希值System.out.println(col2.hashCode());// toArray() 转换为数组Object[] arr col2.toArray();for(int i0; iarr.length; i){if(i 0) System.out.print( );System.out.print(arr[i]);}System.out.println();// Arrays.asList()数组转换为集合ListObject list Arrays.asList(arr);System.out.println(list);// iterator() 返回迭代器用于集合遍历}}class Student{private String name;private int id;public Student() {}public Student(String name, int id) {this.name name;this.id id;}Overridepublic boolean equals(Object o) {System.out.println(Student.equals([o]): 执行成功~);if (this o) return true;if (o null || getClass() ! o.getClass()) return false;Student student (Student) o;if (id ! student.id) return false;return name ! null ? name.equals(student.name) : student.name null;}
}iterator迭代器
Iterator对象称为迭代器主要用于遍历Collection集合中的元素。Iterator提供一种方法访问一个容器对象中各个元素而又不需要暴露该对象的内部细节。迭代器模式就是为容器而生。
/*
iterator() 返回迭代器用于集合遍历iterator.next() 迭代器后移并返回当前指向元素未开始遍历时指向第一个元素的前面iterator.hasNext() 后面是否存在元素
*/
Iterator iterator col2.iterator();
while (iterator.hasNext()){System.out.println(iterator.next());
}foreach遍历
Collection col2 new ArrayList();
col2.add(false);
col2.add(34.56);
col2.add(29);
col2.add(wanwan);
col2.add(jingyu);//本质也是用了iterator
//item是元素的拷贝而不是元素本身
for(Object item : col2){System.out.println(item);
}三、List接口
List接口存储有序、可重复的元素。
List接口实现类
相同点三个类都实现了List接口存储数据的特点都是有序的、可重复的
不同点
ArrayListList的主要实现类。线程不安全效率高。底层使用Object[]存储LinkedList频繁使用插入、删除操作时效率高底层使用双向链表存储。VectorList的古老实现类JDK1.0。线程安全效率低。底层使用Object[]存储
四、ArrayList
源码分析使用空参构造器ArrayList()时底层Object[] elementData初始化为{ }在第一次添加进行扩容调用grow。JDK8
public class ListTest {Testpublic void test1(){ArrayList list new ArrayList(10);System.out.println(list.size());list.add(11);list.add(22);list.add(33);list.add(wanfeng);list.add(new Student(jingyu, 13));System.out.println(list);// add(int index, Object o) 将元素添加到索引位置list.add(1, feng);System.out.println(list);// addAll(int index, Collection c) 将集合c中的所有元素添加到索引位置Collection col2 new ArrayList();col2.add(false);col2.add(34.56);col2.add(22);col2.add(wanwan);col2.add(jingyu);list.addAll(2, col2);System.out.println(list);// size() 元素个数System.out.println(list.size());// get(int index) 获取索引位置的元素System.out.println(list.get(7));// indexOf(Object o) 元素首次出现的索引位置找不到返回-1System.out.println(list.indexOf(22));System.out.println(list.indexOf(999));// lastIndexOf(Object o) 元素最后一次出现的索引位置System.out.println(list.lastIndexOf(22));// remove(int index) / remove(Object o) 删除元素Object remove list.remove(1);list.remove(new Integer(22));System.out.println(list);// set(int index, Object o) 修改指定位置的元素为olist.set(1, new Integer(987));System.out.println(list);// subList(int start, int end) 返回指定范围的子集合左闭右开List sub list.subList(2, 8);System.out.println(sub);// iterator迭代器遍历Iterator iterator list.iterator();while(iterator.hasNext()){System.out.println(iterator.next());}// foreach 增强for循环for(Object item : list){System.out.println(item);}}
}五、LinkedList
源码分析使用空参构造器LinkedList()时底层声明了Node类型的first和last属性默认值为null
常用方法与ArrayList基本一致六、Set接口
存储无序、不可重复的数据。无序不等于随机以HashSet为例数据添加时并非按照索引顺序添加而是根据数据的hash值顺序添加。不可重复性是指添加的元素按照equals判断时不能返回true即只能添加一个。
Set接口中没有新的方法都是Collection中的方法
在实际应用中Set常用来过滤重复数据
Set接口实现类
HashSetSet主要实现类线程不安全可以存储nullLinkedHashSetHashSet的子类。遍历时可按照添加顺序遍历TreeSet底层使用红黑树存储。存储的数据必须是同一个类型可以按照添加对象的指定属性进行排序
七、HashSet
底层是一个数组默认长度为16。
HashSet添加元素的机制
当添加数据时取得hash值根据hash函数放入数组指定的位置。若该位置上已有元素则比较二者hashCode若类中没有重写调用Object类中的hashCode这个方法生成的hasCode是随机的若不同则添加成功以链表形式和已有元素连接。若hash值相同则调用equals方法比较若为false代表不重复添加成功否则添加失败。
在Set中添加数据需要注意的规则 添加的数据所在类一定要重写hashCode()和equals() equals里用到的属性和hashCode里用到的属性相同
IDEA工具中对hashCode()的重写为什么常出现31这个数字
选择系数应尽量选择较大的系数增加hash地址减少冲突提高查找效率。31只占用5bit相乘造成数据溢出的概率较小。i * 31 (i5) - 1很多虚拟机里都有相关优化。31是一个素数其他数和31相乘的结果只能被素数本身和这个其他数整除减少冲突.
八、LinkedHashSet
底层结构与HashSet相同都是数组但是添加了双向链表结构遍历时以链表形式遍历而不是数组因此可以以添加顺序遍历
九、TreeSet
添加的数据必须是相同类的对象添加后自动排序需要实现Comaprable接口同时实现的ComapreTo方法也用来判断两个元素是否重复
自然排序实现Comaprable接口比较两个对象是否重复的标准是compareTo()是否返回0定制排序声明一个Comparator接口的匿名子类的对象实现compare方法将该对象作为TreeSet构造器参数时TreeSet将会以compare方法比较两个对象是否重复
public class SetTest {// Tree自然排序Testpublic void test3(){TreeSet set1 new TreeSet();set1.add(10);set1.add(34);set1.add(6);set1.add(18);set1.add(-9);for(Iterator iterator set1.iterator(); iterator.hasNext(); ){System.out.println(iterator.next());}TreeSet studentSet new TreeSet();// Student需要实现Comparable接口studentSet.add(new Student(wanfeng, 12));studentSet.add(new Student(jingyu, 20));studentSet.add(new Student(wanwan, 15));studentSet.add(new Student(jingjing, 13));studentSet.add(new Student(jingjing, 34));for(Iterator iterator studentSet.iterator(); iterator.hasNext(); ){System.out.println(iterator.next());}}// TreeSet定制排序Testpublic void test4(){Comparator comparator new Comparator() {Overridepublic int compare(Object o1, Object o2) {if(o1 instanceof Student o2 instanceof Student){Student s1 (Student) o1;Student s2 (Student) o2;return s1.getId() - s2.getId();}else{throw new RuntimeException(类型不一致);}}};// 以comparator比较器作为比较标准TreeSet studentSet new TreeSet(comparator);studentSet.add(new Student(wanfeng, 12));studentSet.add(new Student(jingyu, 20));studentSet.add(new Student(wanwan, 15));studentSet.add(new Student(jingjing, 13));studentSet.add(new Student(jingjing, 34));for(Iterator itstudentSet.iterator(); it.hasNext(); ){System.out.println(it.next());}}
}十、Map接口
存储键值对key-value)
Map接口实现类
HashMapMap接口的主要实现类线程不安全效率高可以存储null LinkedHashMapHashMap的子类。在HashMap基础上增加了链表结构按添加顺序遍历。对于频繁遍历操作效率优于HashMap TreeMap添加键值对时进行排序按key排序的自然排序、定制排序。底层使用红黑树HashtableMap接口的古老实现类线程安全效率低不能存储null Properties处理配置文件key-value都是String类型
Map常用方法HashMap
Test
public void test2(){Map map1 new HashMap();// put(Object key, Object value) 添加键值对map1.put(BB, 12);map1.put(AA, 23);map1.put(CC, 34);System.out.println(map1);// putAll(Map m) 将m中的键值对全部添加Map map2 new HashMap();map2.put(wanfeng, 23);map2.put(jingyu, 21);map1.putAll(map2);System.out.println(map1);// remove(Object key) 根据key删除键值对,返回valueObject remove_value map1.remove(AA);System.out.println(remove_value: remove_value);System.out.println(map1);// clear() 删除所有键值对map2.clear();System.out.println(map2 size: map2.size());System.out.println(map2);// get(Object key) 获取key对应的valueObject get_value map1.get(wanfeng);System.out.println(get_value: get_value);// containsKey(Object key) 是否包含keySystem.out.println(map1.containsKey(jingyu));// containsValue(Object value) 是否包含valueSystem.out.println(map1.containsValue(23));// size() 获取键值对个数System.out.println(map1 size: map1.size());// isEmpty() map是否为空System.out.println(map1.isEmpty());System.out.println(map2.isEmpty());// equals(Map m) 判断两个map是否相同System.out.println(map1.equals(map2));
}Map遍历HashMap
Test
public void test3(){Map map1 new HashMap();map1.put(BB, 12);map1.put(AA, 23);map1.put(CC, 34);System.out.println(map1);// 遍历key拿到keySet再用iterator遍历Set keyset map1.keySet();for(Iterator itkeyset.iterator(); it.hasNext(); ){System.out.println(it.next());}// 遍历value拿到Collection再用iterator或增强for循环遍历Collection values map1.values();for(Object value : values){System.out.println(value);}// 第一种方式遍历key-value拿到EntrySet使用iterator遍历// 每一个Entry调用 getKey() 和 getValue() 获取。// 第二种方式遍历key的时候调用get(Object key)同时遍历valueSet entrySet map1.entrySet();for(Iterator itentrySet.iterator(); it.hasNext(); ){Object o it.next();Map.Entry entry (Map.Entry) o;System.out.println(entry.getKey() -- entry.getValue());}}十一、HashMap
JDK7以前底层结构为数组链表JDK8以后增加了红黑树
Map的结构
key无序、不可重复用Set存储所有keykey所在类要重写hashCode和equalsvalue无序、可重复用Collection存储所有keykey-value一个Entry对象无序、不可重复用Set存储所有Entry HashMap底层实现原理
JDK7
创建HashMap对象后底层创建了长度为16的数组Entry[] tableput(key1, value1) 添加键值对时调用key1所在类的hashCode获取hash值并经过indexFor和数组长度-1的与运算得到这个Entry的存放位置如果此位置没有数据则添加成功。如果此位置已有数据比较key1的hash值和已有数据的hash值 若hash值不相同则添加成功链表存储若hash值相同调用equals进行比较 若返回false添加成功链表存储若为true用value1替换已有数据的value 在不断添加过程中当超过临界值threshold且添加的位置已有元素时扩容为原来的2倍
JDK8
创建HashMap对象后底层没有创建长度16的数组数组的类型是Node[]而不是Entry[]首次调用put方法时底层创建长度为16的数组当数组某个索引位置链表上的元素个数 8 且当前数组长度 64时此索引位置上的链表改为红黑树存储HashMap中的常量和变量 DEFAULT_INITIAL_CAPACITY 16默认容量DEFAULT_LOAD_FACTOR 0.75默认加载因子threshold扩容临界值 容量 * 加载因子TREEIFY_THRESHOLD 8Bucket中链表长度大于默认值时转化为红黑树MIN_TREEIFY_CAPACITY 64链表转化为红黑树时的最小hash表容量 十二、LinkedHashMap
在添加数据时与HashMap不同将键值对添加进数组或链表时创建了新的Entry对象重写了HashMap的newNode方法这个Entry类是带有before和after两个指针指向前后的元素形成双向链表。 十三、TreeMap
向TreeMap中添加key-value要求key必须都是同一个类的对象因为要按照key排序自然排序、定制排序
void showTreeMap(TreeMap tm){if(tm null) return;Set keyset tm.keySet();for(Iterator itkeyset.iterator(); it.hasNext(); ){Student key (Student) it.next();System.out.println(key -- tm.get(key));}
}Test
public void TreeMapTest(){//自然排序TreeMap map1 new TreeMap();map1.put(new Student(wanfeng, 23), 11);map1.put(new Student(jingyu, 21), 55);map1.put(new Student(wanwan, 25), 44);map1.put(new Student(fengfeng, 18), 22);showTreeMap(map1);//定制排序与TreeSet原理相同此处用的是Comparator接口的匿名实现类的匿名对象TreeMap map2 new TreeMap(new Comparator() {Overridepublic int compare(Object o1, Object o2) {if(o1 instanceof Student o2 instanceof Student){Student s1 (Student) o1;Student s2 (Student) o2;// name倒序return -s1.getName().compareTo(s2.getName());}throw new RuntimeException(类型不匹配);}});map2.put(new Student(wanfeng, 23), 11);map2.put(new Student(jingyu, 21), 55);map2.put(new Student(wanwan, 25), 44);map2.put(new Student(fengfeng, 18), 22);showTreeMap(map2);
}十四、Properties
Hashtable的子类处理属性文件。键值对都是String类型
Test
public void propertiesTest(){FileInputStream fis null;FileOutputStream fos null;try {Properties properties new Properties();// 得到文件输入流fis new FileInputStream(src/com/lzh/Map/mypro.properties);// 将文件输入流加载进Properties对象中properties.load(fis);// 获取属性System.out.println(properties.getProperty(username));System.out.println(properties.getProperty(password));//设置属性properties.setProperty(id, 27);fos new FileOutputStream(src/com/lzh/Map/mypro.properties);properties.store(fos, comment);} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} finally {try {if(fis ! null) fis.close();if(fos ! null) fos.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}
}十五、Collections工具类
Test
public void test1(){ArrayList list new ArrayList(10);list.add(wanfeng);list.add(zhipeng);list.add(jingyu);list.add(xinxin);System.out.println(list.size());System.out.println(list);//reverse(list) 反转ListCollections.reverse(list);System.out.println(reverse: list);// shuffle(list) 随机排序ListCollections.shuffle(list);System.out.println(shuffle: list);// sort(list) 自然排序升序Collections.sort(list);System.out.println(自然排序list);// sort(list, Comparator c) 定制排序Collections.sort(list, new ComparatorObject() {Overridepublic int compare(Object o1, Object o2) {if(o1 instanceof String o2 instanceof String){String s1 (String) o1;String s2 (String) o2;return -s1.compareTo(s2);}throw new RuntimeException(类型不匹配);}});System.out.println(定制排序list);// swap(index1, index2) 交换两个索引位置的元素Collections.swap(list, 0, 2);System.out.println(swaplist);// max(Collection) 获取最大值自然排序// max(Collection, Comparator) 获取最大值定制排序// min(Collection) 获取最小值自然排序// min(Collection, Comparator) 获取最小值定制排序//frequency(Collection, Object) 返回集合中指定元素的出现次数System.out.println(Collections.frequency(list, wanfeng));// copy(List list1, List list2) 将list2对应索引位置的元素复制到list1中// list2.size() list1.size() 抛出IndexOutOfBoundsExceptionArrayList list2 new ArrayList();list2.add(345);list2.add(111);Collections.copy(list, list2);System.out.println(list);// replaceAll(List list, Object oldVal, Object newVal) 将list中的所有旧值改为新值Collections.replaceAll(list, zhipeng, newval);System.out.println(list);// Collection同步控制// synchronizedCollection(Collection)// synchronizedList(List) ArrayList线程不安全// synchronizedMap(Map) HashMap线程不安全List syncList Collections.synchronizedList(list); //返回线程安全的List
}
