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Java集合

时间:2020-11-08 17:31:41      阅读:21      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:last   集合   不能   存储   com   put   for循环   ini   copy   

* 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 * (.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、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、Collection接口中的方法的使用 * //add(Object e):将元素e添加到集合coll中 * //size():获取添加的元素的个数 * //addAll(Collection coll1):将coll1集合中的元素添加到当前的集合中 * //clear():清空集合元素 * //isEmpty():判断当前集合是否为空 * //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()。 * //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。 * //3.remove(Object obj):从当前集合中移除obj元素。 * //4. removeAll(Collection coll1):差集:从当前集合中移除coll1中所有的元素。 * 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(). * 1. 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 * * * * 5. List接口中的常用方法 * *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 * 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;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 * 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。 * * * 1. 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。 * * 2. 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 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。 //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 TreeSet 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(). * 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 * * * HashMap的底层:数组+链表 (jdk7及之前) * 数组+链表+红黑树 (jdk 8) * 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?(暂时不讲) * * 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 * * 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。 * * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY : HashMap的默认容量,16 * DEFAULT_LOAD_FACTOR:HashMap的默认加载因子:0.75 * threshold:扩容的临界值,=容量*填充因子:16 * 0.75 => 12 * TREEIFY_THRESHOLD:Bucket中链表长度大于该默认值,转化为红黑树:8 * MIN_TREEIFY_CAPACITY:桶中的Node被树化时最小的hash表容量:64 * * 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() * Collections:操作Collection、Map的工具类 * 面试题:Collection 和 Collections的区别? 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 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 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

Java集合

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原文地址:https://blog.51cto.com/14954368/2547623

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