【JavaSE】集合（学习笔记）

一、数据结构

1、栈

  1. 压栈 / 弹栈
  2. 栈顶元素、栈底元素
  3. 先进后出

2、队列

  1. 入队列 / 出队列
  2. 前端、后端
  3. 先进先出

3、数组

查询效率高，增删效率低

4、链表

查询效率低(必须从头找)，增删效率高

5、哈希表

  1. 比较方法
  2. 哈希值
  3. equals
  4. 结构：数组 + 链表
  5. 元素位置：“hashCode % 位置”
  6. 相同位置的元素通过链表形式连接

二、集合类体系结构

  1. Collection：单列
    1. List：可重复
      1. ArrayList
      2. LinkedList
    2. Set：不可重复
      1. HashSet
      2. TreeSet
  2. Map：双列
    1. HashMap

三、Collection

1、概述

单例集合的顶层接口，无直接实现

2、创建对象

多态：利用ArrayList

Collection<String> c = new ArrayList<String>();

3、成员方法

（1）add()：添加元素
boolean add(E e) 	// 永远返回true,重写了`toString()`方法
（2）remove()：移除元素
boolean remove(Object o)
（3）clear()：清空集合
void clear()
（4）contains()：判断是否存在
boolean contains(Object o)
（5）isEmpty()：判空
boolean isEmpty()
（6）size()：元素个数
int size()

4、快捷键补充

A/t + 7 ：查看结构框架

四、迭代器Iterator

1、概述

Iterator：迭代器用于集合遍历

Iterator<E> iterator();：返回集合元素的迭代器

迭代器依赖于集合存在

2、常用方法

1. `E next()`：返回迭代器下一元素
2. `boolean hasNext()`：是否存在下一元素

while(it.hasNext()){String s = it.next();sout(s);
}

五、List及其子类

1、List

List：有序集合，可以控制每个元素的插入位置，可以索引访问元素

2、List特有方法

（1）add(index, e)：指定插入
//定义
void add(int index, E e)
（2）remove(index)：指定删除
//定义
E remove(int index)		//返回老元素
（3）set(index, e)：指定修改
//定义
E set(int index, E e)	//返回老元素
（4）get(index)：指定获取
//定义
E get(int index)		//返回老元素

3、ListIterator

（1）概述

ListIterator：列表迭代器，是List集合特有的

（2）特点
1. 可以任意方向遍历
2. 可以迭代时修改集合
（3）方法
1. `E previous()`：返回迭代器上一元素
2. `boolean hasPrevious()`：是否存在上一元素
3. `void add(E e)`：插入指定元素

List<String> list = new ArrayList<String>();
ListIterator<String> it = list.listiterator();
while(it.hasNext()){String s = it.next();if(s.equals("world")){it.add("javaee");}
}

4、ArrayList

数组实现：查询快，增删慢

5、LinkedList

（1）概述

链表实现：查询慢，增删快

（2）特有功能
1. `void addFirst()`
2. `void addLast()`
3. `E getFirst()`
4. `E getLast()`
5. `E removeFirst()`
6. `E removeLast()`

六、并发修改异常

1、异常原因

遍历时修改了集合元素长度

List<String> list = new ArrayList<String>();
Iterator<String> it = list.iterator();
while(it.hasNext()){String s = it.next();if(s.equals("world")){list.add("javaee");}
}

2、修改办法

（1）不用迭代器，用for循环索引元素
List<String> list = new ArrayList<String>();
for(int i = 0; i < list.size(); i++){String s = list.get(i);if(s.equals("world")){list.add("javaee");}
}
（2）用列表迭代器添加元素
List<String> list = new ArrayList<String>();
ListIterator<String> it = list.listiterator();
while(it.hasNext()){String s = it.next();if(s.equals("world")){it.add("javaee");}
}

七、增强for

增强for循环：简化数组和Collection集合的遍历

  1. 实现Iterable接口的类允许其对象成为增强型for循环的目标
  2. 原理是Iterator迭代器 --> 会触发“并发修改异常”
for(元素数据类型 变量名 : 数组/Collection集合){//变量就是元素
}//示例
int[] arr = {1,2,3,4,5};
for(int i : arr){sout(i);
}

八、Set及其子类

1、Set

  1. 不包含重复元素
  2. 没有索引，不能用普通for循环遍历
  3. 迭代顺序随机

2、HashSet

（1）哈希值
1. 根据对象的地址/字符串/数字算出来的int类型的数值
2. `public int hashCode`
1. 返回对象的哈希值
2. Object类
（2）HashSet概述
1. 底层为哈希表(HashMap)
2. 迭代顺序无保障
3. 没有索引，不能用不同for循环遍历
4. Set集合没有重复元素 --> **需要重写对象的hashCode与equal方法**
（3）HashSet存储特点
  1. 比较方法
    1. 哈希值
    2. equals
  2. 结构：数组 + 链表
    1. 元素位置：“hashCode % 位置”
    2. 相同位置的元素通过链表形式连接

3、LinkedHashSet

  1. 底层：链表 + 哈希表
  2. 可预测的迭代次序
  3. HashSet集合没有重复元素

4、TreeSet

  1. 元素有序
  2. 自然排序：无参构造TreeSet()
  3. 比较器排序：带参构造TreeSet(Comparator comparator)
  4. 存储引用类/包装类类型

自然排序 --> 重写compareTo方法

@Override
public int compareTo(Stu s){return this.age - s.age == 0 ? this.name.compareTo(s.name) : this.age - s.age;
}

比较器排序 --> 匿名内部类

TreeSet<Stu> ts = new TreeSet<>(new Comparator<Stu>(){@Overridepublic int compare(Stu s1, Stu s2){return s1.getAge() - s2.getAge() == 0 ? s1.getName().compareTo(s2.getName()) : s1.getAge() - s2.getAge();}
});

九、泛型

1、泛型概述

  1. 将类型由原来的具体的类型参数化，然后在使用/调用时传入具体的类型
  2. 本质：参数化类型
  3. 实参类型只能是引用数据类型
  4. 泛型定义格式
  5. <类型>
  6. <类型1, 类型2…>

2、泛型类定义格式

  1. 修饰符 class 类名<类型>{...}
  2. 类型可以是随便写的任意标识
    1. T：type
    2. E：element
    3. K：key
    4. V：value

3、泛型方法

  1. 泛型方法 --> 不限制类型的万金油
  2. 泛型方法定义格式 --> 修饰符 <类型> 返回值类型 方法名(类型 变量名){...}

4、泛型接口

修饰符 interface 接口名<类型>{...}

5、类型通配符

  1. 类型通配符：<?>
  2. 表示各种泛类List的父类
  3. 元素可以匹配任何类型
  4. 不能添加元素
  5. 类型通配符的上限：<? extends 类型>
  6. 表示此类型及其子类
  7. 类型通配符的下限：<? super 类型>
  8. 表示此类型及其父类

6、可变参数

（1）可变参数的定义格式

修饰符 返回值类型 方法名(数据类型...变量名){}

public static int sum(int...a){int sum = 0;for(int i : a){sum += i;}return sum;
}
（2）特点
  1. 变量其实是数组
  2. 多个参数要把可变参数放最后
（3）可变参数的应用
1. Arrays工具类的静态方法
// 定义
public static <T> List<T> asList(T...a)
// 使用
List<String> list = Arrays.asList("wc","wmh");

返回有指定数组支持的固定大小的列表 --> 不能增删可以改

2. List接口的静态方法
// 定义
public static <E> List<E> of(E...elements)
// 使用
List<String> list = List.of("wc","wmh");

返回包含任意数量元素的不可变列表 --> 不能增删改

3. Set接口的静态方法
// 定义
public static <E> Set<E> of(E...elements)
// 使用
Set<String> s = Set.of("wc","wmh");

返回一个包含任意数量元素的不可变集合 --> 不能增删改

十、Map

1、概述

Interface Map<K, V>

K：键 V：值

将key映射到value的对象

key不可以重复 && 每个key只对应一个value

2、创建Map集合的方式

多态

3、具体实现类：HashMap

  1. 添加元素：V put(K key, V value)

  2. 删除：V remove(Object key)

  3. 清空：void clear()

  4. 判键存在：boolean containsKey(Object key)

  5. 判值存在：boolean containsValue(Object key)

  6. 判空：boolean isEmpty()

  7. 集合长度：int size()

  8. Map的获取方法

  9. 根据键获取值

```java
// 定义
V get(Object key)
// 使用
Map<String,String> map = new Map<>();
map.put("1","wmh");
sout(map.get("1"));
```
  1. 获取所有键的集合
```java
// 定义
Set<K> keySet()
// 使用
Set<String> keySet = map.keySet();
for(String key : keySet){sout(key);
}
```
  1. 获取所有值的集合
```java
// 定义
Collection<V> values()
// 使用
Collection<String> values = map.values();
for(String value : values){sout(value);
}
```
  1. 获取所有键值对对象的集合
```java
// 定义
Set<Map.Entry<K, V>> entrySet()
// 使用
Set<Map.Entry<String,String>> entrySet = map.entrySet();
for(Map.Entry<String,String> me : entrySet){sout(me.getKey() + "," + me.getValue());
}
```
  1. Map集合的遍历
// 方式1
Set<String> keySet = map.keySet();
for(String key : keySet){sout(key + "," + map.get(key));
}
// 方式2
Set<Map.Entry<String,String>> entrySet = map.entrySet();
for(Map.Entry<String,String> me : entrySet){sout(me.getKey() + "," + me.getValue());
}

十一、Collections工具类

常用方法(类要重写compareTo方法)

1、列表升序排列

// 定义
public static <T extends Comparable<? superT>> void sort(List<T> list)
// 使用:普通集合
Collections.sort(list);
// 使用:类的集合 --> 比较器排序 --> 匿名内部类/类内重写
ArrayList<Stu> array = new ArrayList<>();
Collections.sort(array, new Comparator<Stu>(){@Overridepublic int compare(Stu s1, Stu s2){return s1.getAge() - s2.getAge() == 0 ? s1.getName().compareTo(s2.getName()) : s1.getAge() - s2.getAge();}
});

2、反转列表顺序

// 定义
public static void reverse(List<?> list)
// 使用
Collections.reverse(list);

3、列表随机排列

// 定义
public static void reverse(List<?> list)
// 使用
Collections.reverse(list);

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