集合

Set集合

TreeSet集合

底层结构：红黑树结构
存储的元素会按照规则进行排序

• 在TreeSet集合中存储：String，Integer，Double，Character //JDK提供的类型
  • 都默认实现了java.lang.Comparable接口(自带自然排序规则)
• 在TerrSet集合中存储：自定义类型 //程序员自己定义的
  • 就必须保证自定义类型，要实现Comparable接口，并重写compareTo方法
  • 如果自定义类型没有实现Comparable接口，在遍历set集合时会发生异常
• compareTo方法

//比较大小  0 相同  负数表示小   整数表示大
public int compareTo(E e){//自然排序规程//返回结果有三种：0，负数，正数(底层红黑树需要)
}

排序规则：

1. 自然排序：元素需要实现Comparable接口
2. 比较器排序：元素不需要实现Comparable接口，需要在创建TreeSet对象时，指定排序规则

构造方法

public TreeSet() //默认使用自然排序
public TreeSet(Comparator c) //指定比较器对象

比较器：Comparator接口(泛型接口)
int compare(Object o1,Object o2) //比较俩个元素的大小: 0，正数，负数
o1：要存储的元素
o2：已存在的元素

Map集合

概述

是一个存储成对数据的集合，称之为双列集合。Collection称之为单列集合
存储的数据，称之为键值对(Entry)，底层key=value存在

特点

1. 可以存储2个元素(键值对元素)
2. key元素不能重复，value元素可以重复
3. 一个key元素只能对应一个value元素(一一对应)，能通过key找到value
4. 存储元素不保证顺序
5. 没有索引
   

子类及其底层数据结构

java.util.Map(接口)

• HashMap:底层使用哈希表
• LinkedHashMap:底层使用哈希表+链表
• TreeMap:底层使用红黑树

HashSet底层实现就是HashMap的键值完成的，同理其他俩个也是

常用方法

添加和修改都是put；修改需要在键的位置写上进行修改的键值即可

遍历

不能直接遍历，只能间接性实现遍历操作

1. 键找值方式
   1. 获取Map集合中所有的key元素，遍历所有的key，通过key元素找到对应的value元素

Map对象.keySet();

2. 键值对对象
   1. 获取Map集合中所有的Map.Entry对象，遍历所有的Entry对象，通过Entry中的API获取key，value

Map对象.entrySet();
键要唯一，所有键的存储对象为自定义对象时，要重写hashCode和equals方法
TreeMap参考TreeSet

数据结构

常见的数据结构

二叉树

二叉查找树

规则：小的存左边，大的存右边，一样的不存
平衡二叉树


红黑树（平衡二叉B树）

可变参数

介绍

在调用方法是传入任意个参数，底层是使用数组

格式

public 返回值类型 方法名(参数类型... 参数名){//...就是可变参数的语法表示格式
}

注意

• 可变参数只能作为方法的最后一个参数，前面可以有也可以没有参数
• 可变参数本质上是数组，不能作为方法的重载。(一个方法参数为可变参数，有一个相同方法参数为参数名相同的数组)
  

Collections工具类

• 不能创建对象
• 提供了静态方法
• 针对List,Set集合进行相关操作(排序，二分查找，添加元素…)
  

方法

static <T> boolean addAll(Collection<T> c, T... elements)  
//添加任意多个数据到集合中

排序查找算法

冒泡排序

介绍

将一组数据按照升序规则进行排序

原理

相邻的数据俩俩比较，大的放后面

注意

1. 如果有n个数据进行排序，总共需要比较n-1轮
2. 每一次比较完毕，下一次的比较就会少一个数据参与
   

代码

int[] arr = {5,3,2,6,1};//数组中有n个元素，进行n-1轮排序for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {//第一轮：3，2，5，1，6//第二轮：2，3，1，5，6//第三轮：2，1，3，5，6//第四轮：1，2，3，5，6for (int j = 0; j < arr.length - 1 - i; j++) {if (arr[j] > arr[j + 1]){int tmp = arr[j];arr[j] = arr[j + 1];arr[j + 1] = tmp;}}}System.out.println(Arrays.toString(arr));

选择排序

介绍

将一组数据进行升序或降序排序

原理

每一次从待排序的数据元素中选出最小的一个元素，存放在序列的起始位置，然后，再从剩余未排序元素中继续寻找最小元素，然后放到已排序序列的末尾。以此类推，直到全部待排序的数据元素排完。

规律

1. 有n个元素，就要比较n-1轮
2. 每一轮中都会选出一个最值元素，较前一趟少比较一次
   

代码

//升序
int[] arr = {5,8,3,6,1};for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {for (int j = i + 1; j < arr.length; j++) {if (arr[i] > arr[j]){int tmp = arr[i];arr[i] = arr[j];arr[j] = tmp;}}}System.out.println(Arrays.toString(arr));
//降序的话只需改成arr[i] < arr[j]即可

二分查找

前提

数组中的元素需要有序

介绍

也叫折半查找，是在一组有序(升序/降序)的数据中查找一个元素，它是一种效率较高的查找方法

原理

将目标元素与查找氛围的中间值作比较，将目标元素分到较大/较小的一组，重复上诉步骤，知道目标元素=中间值

注意

1. 查找的过程中，min<=max作为循环的条件，当min>max时，循环结束，查找元素不存在
2. 利用mid=(min+max)/2索引来确定中间值
   1. 如果目标数>中间值，说明在右边，min=mid+1
   2. 如果目标数<中间值，说明在左边，max=mid-1
      

代码

 public static void main(String[] args) {int[] arr = {2,4,6,8,9,11,15,36,59};int msg = binarySearch(arr,1);if (msg < 0){System.out.println("目标数不存在");}else {System.out.println("目标数存在，索引为" + msg);}}public static int binarySearch(int[] arr,int key){int min = 0;int max = arr.length - 1;while (min <= max){int mid = (min + max) / 2;if (key == arr[mid]){return mid;}else if (key > arr[mid]){min = mid + 1;}else {max = mid -1;}}return -1;}