JAVA学习笔记29（集合）

1.集合

​ *集合分为：单列集合、双列集合

​ *Collection 接口有两个重要子接口 List Set，实现子类为单列集合

​ *Map接口实现子类为双列集合，存放的King–Value

​ *集合体系图

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

1.1 Collection接口

1.接口实现类特点

1.collection实现子类可以存放多个元素，每个元素可以为Object

2.有些Collection的实现类，可以存放重复的元素，有些不可以

3.有些Collection实现类，有些为有序的(List)，有些不是有序(Set)

4.Collection接口没有直接实现子类，而是通过,Set和List来实现的

2.Collection接口和常用方法

1.add

//添加单个元素

List list = new ArrayList();list.add("jack");
list.add(10);
list.add(true);
System.out.println(list);//[jack,10,true]

2.remove

//删除指定元素

list.remove(0);//删除第一个元素
list.remove("jack");//指定删除某个元素

3.contains

//查找元素是否存在

list.contains("jack");//boolean返回值

4.size

//获取元素个数

list.size();//返回集合元素个数

5.isEmpty

//判断是否为空

list.isEmpty();//返回boolean类型

6.clear

//清空

list.clear();

7.addAll

//添加多个元素

ArrayList list2 = new ArrayList();
list2.add(10);
list2.add(20);
list.addAll(list2);

8.containsAll

//查找多个元素是否都存在

list.containsAll(list2);//返回boolean类型

9.removeAll

//删除多个元素

list.removeAll(list2);//删除和list2中元素相同的元素

3.Collection接口遍历元素方式

​ *使用Iterator(迭代器)

1.Iterator对象称为迭代器，主要用于遍历Collection中的元素

2.所有实现了Collection接口的集合类都有一个iterator()方法，用以返回一个实现了Iterator接口的对象，即可以返回一个迭代器

3.Iterator仅用于遍历集合，Iterator本身并不存放对象

1.迭代器执行原理
Iterator iterator = coll.iterator();//得到一个集合的迭代器//hasNext():判断是否还有下一个元素
while(iterator.hasNext()){//next():1.下移 2.将下移以后集合位置上的元素返回System.out.println(iterator.next());
}

在这里插入图片描述

Collection col = new ArrayList();col.add(new Book("三国演义","罗贯中",10.1));
col.add(new Book("小李飞刀","古龙",5.1));//1.先得到col对应的迭代器
Iterator iterator = col.iterator();
//使用while循环遍历
while(iterator.hasNext()) {//判断是否还有数据//返回下一个元素，类型为ObjectObject next = iterator.next();
} //如果需要再次遍历，需要重置迭代器
iterator = col.iterator();//重置迭代器
2.for循环增强

​ *增强for循环，可以代替Iterator迭代器

​ *特点：增强for就是简化版的iterator,本质一样，只能用于遍历集合或数组

​ *基本语法

for(元素类型 元素名：集合名或数组名) {访问元素
}for(Object book : col) {System.out.println("book=" + book);
}

4.List接口常用方法

1.List集合类中的元素有序(即添加顺序和取出顺序一致)。

2.List集合中每个元素都有其对应的顺序索引，即支持索引

3.List容器中的元素都对应一个整数型的序号记载其在容器中的位置，可以根据序号存取容器中的元素

List list = new ArrayList();
list.add("jack");
list.add("marry");
//1.添加和取出顺序一致
System.out.println(list);//"jack""marry//2.List集合中每个元素都有其对应的顺序索引，即支持索引
System.out.println(list.get(2));//索引从0开始，返回2号位置的元素

1.add

//list.add(int index ,Object ele)在index位置插入ele元素

List list = new ArrayList();
list.add(1,"jack");

2.addAll

//list.addAll(int dex, Collection eles);//在index位置开始将eles中的所有元素都添加进来

list.addAll(1,list2);

3.get

//get(int index) //获取指定位置的元素

4.indexOf

//int indexOf(Object obj) //返回obj在集合中首次出现的位置

int a = list.indexOf("Tom");

5.lastIndexOf

//int lastIndexOf(Object obj) //返回obj在当前集合中末次出现的位置

6.remove

//Object remove(int index) //移除指定index位置的元素，并返回此元素

list.remove(0);//删除0号位置的元素

7.set

//Object set(int index , Object ele) //设置指定index未知的元素为ele，相当于是替换

list.set(0,"jack");//替换0号位置为jack

8.subList

//List subList(int formIndex, int toIndex) //返回从fromIndex到toIndex位置的子集合

List list3 = list.subList(0,2);
//实际上返回0-1的字串，为左闭右开[0,2)

5.List的三种遍历方式

1.方式一：使用iterator

Iterator iter = col.iterator();
while(iter.hasNext()) {Object o = iter.next();System.out.println(o);
}

2.方式二：使用增强for

for(Object o:col) {}

3.方式三：使用普通for

for(int i =0;i<list.size();i++) {Object ob = list.get(i);System.out.println(ob);
}

6.List接口

1.ArrayList注意事项

1.ArrayList容器可以放null(空值)，并且可以放多个

ArrayList arraylist = new ArrayList();
arraylist.add(null);

2.ArrayList是由数组来实现数据存储的

3.ArrayList基本等同于Vector，除了ArrayList是线程不安全(执行效率高)，多线程下，不建议使用

2.ArrayList底层操作机制源码分析

1.ArrayList中维护了一个Object类型的数组elementData

transient Object[] elementData;//transit 表示瞬间，表示该属性不会被序列号

2.当创建ArrayList对象时，如果使用的是无参构造器，则初始elementData容量为0，第1次添加，则扩容elementData为10，如需要再次扩容，则扩容elementData为1.5倍

3.如果使用的是指定大小的构造器，则初始elementData容量为指定大小，如果需要扩容，则直接扩容elementData为1.5倍

3.Vector基本介绍

​ *Vector和ArrayList比较

在这里插入图片描述

4.LinkedList

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(包括null)

3.线程不安全，没有实现同步

​ *LinkedList底层操作机制

1.LinkedList底层维护了一个双向链表

2.LinkedList中维护了两个属性

​ *first //首节点

​ *last //尾结点

3.每个节点(Node对象)，里面又维护了

​ *prev //指向前一个

​ *next //指向后一个节点

​ 最终实现双向链表

4.LinkedList的元素添加和删除，不是通过数组完成的，相对来说效率较高

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

class Node {public Object item;	//真正存放数据的地方public Node next;public Node pre;public Node(Object name) {this.item = name;}public String toString() {return "Node name =" + item;}
}public class test01 {public static void main(String[] args) {Node jack = new Node("jack");Node tom = new Node("tom");Node hsp = new Node("老韩");//连接三个节点，形成双向链表//jack -> tom -> hspjack.next = tom;tom.next = hsp;hsp.pre = tom;tom.pre = jack;Node first = jack;//让first引用指向Jack,就是双向链表的头结点Node last = hsp;//让lats引用指向hsp，就是双向链表的尾节点//添加对象至链表//1.先创建一个Node结点，name就是smithNode smith = new Node("smith");tom.next = smith;smith.next = hsp;hsp.pre = smith;smith.pre = tom;}           
}
public class test01 {public static void main(String[] args) {LinkedList linkedList = new LinkedList();linkedList.add(1);linkedList.add(2);System.out.println(linkedList);//删除结点linkedList.remove();//默认删除第一个结点//修改某个结点对象linkedList.set(1,999);//把1位置的值改为999//得到某个结点对象Object o = linkedList.get(1);//得到999;//因为LinkedList实现了List接口，变量是为Iterator iterator = linkedList.iterator();while(iterator.hasNext()) {Object next = iterator.next();System.out.println(next);}}           
}
5.ArrayList和LinkedList比较

在这里插入图片描述

7.Set接口

1.无序(添加和取出的顺序不一致)，没有索引

2.不允许重复元素，最多包含一个null

​ *Set常用方法和Collection接口一样

​ *Set接口遍历方式

同Collection遍历方式一样，因为Set接口是Collection接口子接口

​ 1.使用迭代器Iterator

​ 2.使用增强for

​ 3.不能使用索引方式来获取

public class test01 {public static void main(String[] args) {Set set = new HashSet();set.add("john");set.add("lucy");set.add("john");//重复set.add(null);System.out.println(set);//遍历Iterator iterator = linkedList.iterator();while(iterator.hasNext()) {Object next = iterator.next();System.out.println(next);}for(Object o : set) {System.out.println(o);}  //删除set.remove(null);	//删除指定元素}           
}
1.HashSet

​ *HashSet底层是HashMap,HashMap底层为(数组+链表+红黑树)

class Node {//结点，存放数据，可以指向下一个结点，从而形成链表Object item;//存放数据Node next;//指向下一个结点
}public class test01 {public static void main(String[] args) {Node john = new Node("john",null);table[2] = john;Node jack = new Node("jack",null);john.next = jack;//将Jack结点挂载到johnNode rose = new Node("Rose",null);jack.next = rose;//将rose结点挂载到jackNode lucy = new Node("lucy",null);table[3] = lucy;//把lucy放到table表的索引为3的位置}           
}
2.LinkedHashSet

1.LinkedHashSet是HashSet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值来决定元素存储位置，同时用链表维护元素的次序，这是跌元素看起来是以插入顺序保存的

4.不允许添加重复元素

3.TreeSet
Tree treeSet = new TreeSet();
//添加数据
treeSet.add("jack");
treeSet.add("tom");TreeSet treeSet = new TreeSet(new Comparator() {@Overridepublic int compare(Object o1, Object o2) {return ((String) o1).compareTo((String) o2);}
});//匿名内部类

8.Map接口

1.Map接口的特点

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)

Map map = new HashMap();
map.put("1","黄区");;//k-v
System.out.println(map);//{1=黄区}

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.Map中的Key不允许重复，原因和HashSet一样，如果添加相同的key，则会覆盖原来的Key-val，等同于修改

4.Map中的Value可以重复

5.Map中的Key可以为Null，Value也可以为null，但是key为空只能有一个，Value为null，可以有多个

6.常用String类作为Map的key

7.key和value之间存在单向一对一关系，即通过指定的Key总能找到对应的value

//通过get方法，传入key，会返回对应的value
System.out.println(map.get("1"));//黄区

8.Map存放数据key-value示意图，一对k-v是放在一个Node中的，又因为Node实现了Entry接口

在这里插入图片描述

9.HashMap没有实现同步，线程不安全，方法没有做同步互斥，就是没有synchronized

2.Map接口和常用方法

在这里插入图片描述

​ *Map接口常用方法

1.put

//添加

Map map = new HashMap();
map.put("邓超",new Book("",100));
map.put("邓超","孙俪");
map.put("王宝强","马蓉");
2.remove

//根据键删除映射关系

map.remove("王宝强");//删除王宝强-马蓉
3.get

//根据键获取值

Object val = map.get("王宝强");//返回马蓉
4.size

//获取元素个数

map.size();
5.isEmpty

//判断个数是否为0

map.isEmpty();
6.clear

//清除

map.clear();
7.containsKey

//查找键是否存在

boolean is = map.containsKey("王宝强");//返回boolean类型
3.Map接口遍历方法

1.containsKey:查找键是否存在

2.keySet:获取所有的键

3.entrySet:获取所有关系

4.values:获取所有的值

Map map = new HashMap();
map.put("邓超",new Book("",100));
map.put("邓超","孙俪");
map.put("王宝强","马蓉");//第一组：先取出所有的Key,通过key去除对应的value
Set keyset = map.keySet();
//1.增强for
for(Object key : keyset)
{System.out.println(key + "-" map.get(key))
}//2.通过迭代器
Iterator iterator = keyset.iterator();
while(iterator.hasNext()) {Object key = iterator.next();System.out.println(key + "-" + map.get(key));
}//第二组：把所有的value取出
Collection values = map.values();
//这里可以使用所有的Collection使用的遍历方法
//1.增强for
for(Object value : values) {System.out.println(value);
}
//2.迭代器
Iterator iterator2 = values.iterator();
while(iterator2.hasNext()) {Object value = iterator2.next();System.out.println(value);
}//第三组：通过EntrySet来获取k-v
Set entrySet = map.entrySet();//EntrySet<Map.Entry<k,b>>
//1.增强for
for(Object entry : entrySet) {//将entry转成Map.EntryMap.Entry m = (Map.Entry) entry;System.out.println(m.getKey() + "-" +m.getValue());
}//2.迭代器
Iterator iterator3 = entrySet.iterator();
hwile(iterator3.hasNext()) {Obejct entry = iterator3.next();//向下转型 Map.EntryMap.Entry m = (Map.Entry) entry;System.out.println(m.getKey() + "-" +m.getValue());}
4.HashMap

在这里插入图片描述

​ *扩容与HashSet扩容机制一致

1.HashMap底层维护了Node类型的数组table，默认为Null

2.当创建对象时，将加载因子(LoadFactor)初始化为0.75

3.第一次添加，需要扩容table容量为16，临界值(threshold)为12

4.以后再扩容，则需要扩容table容量为原来的2被，临界值为原来的两倍，即24

5.Java8中，如果一条链表的元素个数超过8(TREEIFY_THRESHOLD)，并且table大小大于或等于64(MIN_TREEIFY_CAPACITY)，就会进行树化(红黑树)

5.HashTable
1.基本介绍

1.存放的元素是键值对：K-V

2.hashtable的键和值都不能为null，否则会抛出NullPointerException

3.hashTable的使用方法基本上和HashMap一样

4.hashTable是线程安全的(synchronized)，hashMap是线程不安全的

​ *Hashtable和HashMap对比

在这里插入图片描述

6.Properties

1.Properties类继承自Hashtable类并且实现了Map接口，也是使用一种键值对的形式来保存数据

2.他的使用特点和Hashtable类似

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

//增加
//继承了HashTable
Properties properties = new Properties();
properties.put("john", 100);//k-v
properties.put("lucy", 100);//通过k获取对应值
Object o = properties.get("lucy");//返回100
7.TreeMap
TreeMap treeMap = new TreeMap(new Comparator) {@Overridepublic int compare(Object o1,Object o2) {//按照传入的k(String)的大小进行排序return ((String) o2).compareTo((String) o1);}
});
treeMap.put("jack","杰克");
treeMap.put("tom","汤姆");
8.开发中如何选择集合实现类

在这里插入图片描述

9.Collections工具类

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

​ *Collections中提供了一系列静态的方法对集合元素进行排序、查询和修改

*排序操作(均为static方法)

1.reverse(List)

：反转List中元素的顺序

List list = new ArrayList();
list.add("tom");
list.add("smith");
list.add("king");
//反转List中元素的顺序
Collections.reverse(list);
2.shuffle(List)

：对List集合元素进行随机排序

Collections.shuffle(list);
3.sort(List)

：根据元素的自然顺序对指定List集合元素按升序排序

Collections.sort(list);
4.sort(List, Comparator)

：根据指定的Comparator产生的顺序对List集合元素进行排序

Collections.sort(list,new Comparator() {@Overridepublic int compare(Object o1, Object o2) {
return ((String)o1).length() - ((String)o2).length();}
});
5.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

Collections.swap(list,0,1);//交换0、1位置的元素

​ *查找，替换

1.Object max(Collection)

：根据元素的自然顺序，返回给定集合中最大的元素

System.out.println("自然顺序最大元素" + Collections.max(list));

2.Object max(Collection, Comparator)

：根据Comparator指定的顺序，返回给定集合中的最大元素

//返回长度最大的元素
Collections.max(list, new Comparator() {@Overridepublic int compare(Object o1, Obejct o2) {return ((String)o1).length() - ((String)o2).length()}
});

3.Object min(Collection) //类似最大

System.out.println("自然顺序最小元素" + Collections.min(list));

4.Object min(Collection,Comparator)

5.int frequency(Collection, Object)

：返回指定集合中指定元素的出现次数

System.out.println("tom出现的次数：" + Collections.frequency(list,"tom");)

6.void copy(List dest,List src)

：将src中的内容复制到dest中

ArrayList dest = new ArrayList();
//为了完成一个完整拷贝，我们需要先给dest赋值，大小和list.size()一样
for(int i =0;i<list.size();i++)
{dest.add("");
}//拷贝
Collections.copy(dest,list);

7.boolean replaceAll(List list, Object oldVal, Object newVal)

：使用新值替换List对象的所有旧值

Collections.replaceAll(list,"tom","汤姆");替换list中的tom为汤姆

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