Java集合框架概述
数组的特点：
- 长度不可变。
- 类型不可变。
- 方法和属性少，使用不便。
- 有序可重复。
Java 集合可分为 Collection 和 Map 两种体系
Collection接口继承树
Map接口继承树
Collection接口方法
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
package com.atguigu.java;
import java.util.Objects;
/**
* @author shkstart
* @create 2019 上午 10:06
*/
public class Person {
private String name;
private int age;
public Person() {
}
public Person(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
@Override
public String toString() {
return "Person{" +
"name='" + name + ''' +
", age=" + age +
'}';
}
@Override
public boolean equals(Object o) {
System.out.println("Person equals()....");
if (this == o) return true;
if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
Person person = (Person) o;
return age == person.age &&
Objects.equals(name, person.name);
}
@Override
public int hashCode() {
return Objects.hash(name, age);
}
}
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()。因为调用 contains方法 会调用 equals方法 去判断是否重复。
/**
* Collection接口中声明的方法的测试
*
* 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().
*
* @author shkstart
* @create 2019 上午 10:04
*/
@Test
public void test1(){
Collection coll = new ArrayList();
coll.add(123);
coll.add(456);
// Person p = new Person("Jerry",20);
// coll.add(p);
coll.add(new Person("Jerry",20));
coll.add(new String("Tom"));
coll.add(false);
//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()。
boolean contains = coll.contains(123);
System.out.println(contains);
System.out.println(coll.contains(new String("Tom")));
// System.out.println(coll.contains(p));//true
System.out.println(coll.contains(new Person("Jerry",20)));//false -->true，重写equals（）就可以比较对象了。contains判断相同默认调用equals方法。
//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().
//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。
Collection coll1 = Arrays.asList(123,4567);
System.out.println(coll.containsAll(coll1));
}
注意：remove 和 removeAll 的区别
@Test
public void test2(){
//3.remove(Object obj):从当前集合中移除obj元素。
Collection coll = new ArrayList();
coll.add(123);
coll.add(456);
coll.add(new Person("Jerry",20));
coll.add(new String("Tom"));
coll.add(false);
coll.remove(1234);
System.out.println(coll);
coll.remove(new Person("Jerry",20));
System.out.println(coll);
//4. removeAll(Collection coll1):差集：从当前集合中移除coll1中所有的元素。
Collection coll1 = Arrays.asList(123,456);
coll.removeAll(coll1);
System.out.println(coll);
}
@Test
public void test3(){
Collection coll = new ArrayList();
coll.add(123);
coll.add(456);
coll.add(new Person("Jerry",20));
coll.add(new String("Tom"));
coll.add(false);
//5.retainAll(Collection coll1):交集：获取当前集合和coll1集合的交集，并返回给当前集合
// Collection coll1 = Arrays.asList(123,456,789);
// coll.retainAll(coll1);
// System.out.println(coll);
//6.equals(Object obj):要想返回true，需要当前集合和形参集合的元素都相同。
Collection coll1 = new ArrayList();
coll1.add(456);
coll1.add(123);
coll1.add(new Person("Jerry",20));
coll1.add(new String("Tom"));
coll1.add(false);
System.out.println(coll.equals(coll1));
}
集合 --->数组：toArray()
数组 --->集合：调用Arrays类的静态方法asList()
/**
* 集合元素的遍历操作，使用迭代器Iterator接口
* 1.内部的方法：hasNext() 和 next()
* 2.集合对象每次调用iterator()方法都得到一个全新的迭代器对象，
* 默认游标都在集合的第一个元素之前。
* 3.内部定义了remove(),可以在遍历的时候，删除集合中的元素。此方法不同于集合直接调用remove()
*
* @author shkstart
* @create 2019 上午 10:44
*/
@Test
public void test4(){
Collection coll = new ArrayList();
coll.add(123);
coll.add(456);
coll.add(new Person("Jerry",20));
coll.add(new String("Tom"));
coll.add(false);
//7.hashCode():返回当前对象的哈希值
System.out.println(coll.hashCode());
//8.集合 --->数组：toArray()
Object[] arr = coll.toArray();
for(int i = 0;i < arr.length;i++){
System.out.println(arr[i]);
}
//拓展：数组 --->集合:调用Arrays类的静态方法asList()
List<String> list = Arrays.asList(new String[]{"AA", "BB", "CC"});
System.out.println(list);
//这一个添加会当成一个元素
List arr1 = Arrays.asList(new int[]{123, 456});
System.out.println(arr1.size());//1
List arr2 = Arrays.asList(new Integer[]{123, 456});
System.out.println(arr2.size());//2
}
Iterator迭代器接口（只针对Collection）
迭代器Iterator
/**
* 集合元素的遍历操作，使用迭代器Iterator接口
* 1.内部的方法：hasNext() 和 next()
* 2.集合对象每次调用iterator()方法都得到一个全新的迭代器对象，
* 默认游标都在集合的第一个元素之前。
* 3.内部定义了remove(),可以在遍历的时候，删除集合中的元素。此方法不同于集合直接调用remove()
*
* @author shkstart
* @create 2019 上午 10:44
*/
@Test
public void test1(){
Collection coll = new ArrayList();
coll.add(123);
coll.add(456);
coll.add(new Person("Jerry",20));
coll.add(new String("Tom"));
coll.add(false);
Iterator iterator = coll.iterator();
//方式三：推荐
////hasNext():判断是否还有下一个元素
while(iterator.hasNext()){
//next():①指针下移 ②将下移以后集合位置上的元素返回
System.out.println(iterator.next());
}
}
错误写法
@Test
public void test2(){
Collection coll = new ArrayList();
coll.add(123);
coll.add(456);
coll.add(new Person("Jerry",20));
coll.add(new String("Tom"));
coll.add(false);
//错误方式一：
// 问题①：会出现NoSuchElementException
// 问题②：输出会跳着来，因为判断条件已经执行了一次了，输出的时候再执行一次
// Iterator iterator = coll.iterator();
// while((iterator.next()) != null){
// System.out.println(iterator.next());
// }
//错误方式二：死循环，一直输出第一个元素。
//集合对象每次调用iterator()方法都得到一个全新的迭代器对象，默认游标都在集合的第一个元素之前。
while (coll.iterator().hasNext()){
System.out.println(coll.iterator().next());
}
}
Iterator接口remove()方法
使用 foreach 循环遍历集合元素（底层也是用迭代器）
练习：判断输出结果是什么？
public class tes {
public static void main(String[] args) {
String[] str = new String[5];
for (String myStr : str) {
myStr = "atguigu";
System.out.println(myStr);
}
for (int i = 0; i < str.length; i++) {
System.out.println(str[i]);
}
}
}
输出结果：
atguigu
atguigu
atguigu
atguigu
atguigu
null
null
null
null
null
解析：
输出 “atguigu” 很正常，因为 “atguigu” 是在输出前进行赋值的。但是此赋值操作只修改增强for循环迭代的当前对象，而不是数组中的原始元素。而后面输出 null 是因为 String[] str = new String[5]; 没有进行赋值操作，数组内部没有任何元素，String包装类的默认值就是 null 了。
要想修改数组的值，就得对数组一个一个索引对应的地址值所指向的元素进行修改。
for (int i = 0; i < str.length; i++) {
str[i] = "tes";
}
Collection子接口一：List
List接口方法
public class ListTest {
/*
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
*/
@Test
public void test3(){
ArrayList list = new ArrayList();
list.add(123);
list.add(456);
list.add("AA");
//方式一：Iterator迭代器方式
Iterator iterator = list.iterator();
while(iterator.hasNext()){
System.out.println(iterator.next());
}
System.out.println("***************");
//方式二：增强for循环
for(Object obj : list){
System.out.println(obj);
}
System.out.println("***************");
//方式三：普通for循环
for(int i = 0;i < list.size();i++){
System.out.println(list.get(i));
}
}
@Test
public void test2(){
ArrayList list = new ArrayList();
list.add(123);
list.add(456);
list.add("AA");
list.add(new Person("Tom",12));
list.add(456);
//int indexOf(Object obj):返回obj在集合中首次出现的位置。如果不存在，返回-1.
int index = list.indexOf(4567);
System.out.println(index);
//int lastIndexOf(Object obj):返回obj在当前集合中末次出现的位置。如果不存在，返回-1.
System.out.println(list.lastIndexOf(456));
//Object remove(int index):移除指定index位置的元素，并返回此元素
Object obj = list.remove(0);
System.out.println(obj);
System.out.println(list);
//Object set(int index, Object ele):设置指定index位置的元素为ele
list.set(1,"CC");
System.out.println(list);
//List subList(int fromIndex, int toIndex):返回从fromIndex到toIndex位置的左闭右开区间的子集合
List subList = list.subList(2, 4);
System.out.println(subList);
System.out.println(list);
}
@Test
public void test1(){
ArrayList list = new ArrayList();
list.add(123);
list.add(456);
list.add("AA");
list.add(new Person("Tom",12));
list.add(456);
System.out.println(list);
//void add(int index, Object ele):在index位置插入ele元素
list.add(1,"BB");
System.out.println(list);
//boolean addAll(int index, Collection eles):从index位置开始将eles中的所有元素添加进来
List list1 = Arrays.asList(1, 2, 3);
list.addAll(list1);
// list.add(list1);
System.out.println(list.size());//9
//Object get(int index):获取指定index位置的元素
System.out.println(list.get(0));
}
}
List实现类之一：ArrayList
笔试题
解析：
这样写是默认把2当成索引，而不是对象，虽然remove有两个方法：
删：remove(int index) / remove(Object obj)
但是，参数默认最简化，2就当成索引，而不是装箱再当成对象2。要想删掉元素2，传参改成对象2就行了。
public class ListExer {
/*
区分List中remove(int index)和remove(Object obj)
*/
@Test
public void testListRemove() {
List list = new ArrayList();
list.add(1);
list.add(2);
list.add(3);
updateList(list);
System.out.println(list);//
}
private void updateList(List list) {
// list.remove(2);
list.remove(new Integer(2));
}
}
ArraysList源码
源码逐段解析
底层数据结构
//底层数据结构是数组
/**
* The array buffer into which the elements of the ArrayList are stored. 数组缓冲区，数组列表的元素被存储在其中。
* The capacity of the ArrayList is the length of this array buffer. 数组列表的容量就是这个数组缓冲区的长度。
*/
private transient Object[] elementData;
构造器
JDK7
/**
* Constructs an empty list with an initial capacity of ten. 构造一个初始容量为10的空列表。
*/
public ArrayList() {
this(10);
}
JDK8
一开始先不去创建，用到的时候才去创建数组，省下来了内存空间
/**
* Shared empty array instance used for default sized empty instances. We
* distinguish this from EMPTY_ELEMENTDATA to know how much to inflate when
* first element is added.
用于默认大小的空实例的共享空数组实例。我们将它与EMPTY_ELEMENTDATA区别开来，以了解添加第一个元素时要膨胀多少。
*/
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
/**
* Constructs an empty list with an initial capacity of ten.
*/
public ArrayList() {
this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}
创建数组
/**
* Constructs an empty list with the specified initial capacity.
构造具有指定初始容量的空列表。
*
* @param initialCapacity the initial capacity of the list
* @throws IllegalArgumentException if the specified initial capacity is negative 如果指定的初始容量为负数
*/
public ArrayList(int initialCapacity) {
super();
if (initialCapacity < 0)
throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
initialCapacity);
this.elementData = new Object[initialCapacity];
}
添加操作
JDK7
/**
* Appends the specified element to the end of this list.
将指定元素追加到此列表的末尾
*
* @param e element to be appended to this list
* @return <tt>true</tt> (as specified by {@link Collection#add})
*/
public boolean add(E e) {
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
elementData[size++] = e;
return true;
}
判断是否超出数组容量，ensureCapacityInternal
JDK7
//判断是否超出数组容量 当前size + 1（要设置的容量）
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
modCount++;
// overflow-conscious code
// 当前size + 1（要设置的容量），elementData.length默认的初始值是10
if (minCapacity - elementData.length > 0)
// 扩容
grow(minCapacity);
}
JDK8
private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
modCount++;
// overflow-conscious code
if (minCapacity - elementData.length > 0)
grow(minCapacity);
}
扩容
/**
* Increases the capacity to ensure that it can hold at least the
* number of elements specified by the minimum capacity argument.
增加容量，以确保它至少可以容纳由 minCapacity 参数指定的元素数量。
*
* @param minCapacity the desired minimum capacity
*/
// 当前size + 1（要设置的容量）
private void grow(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
// 老容量
int oldCapacity = elementData.length;
// 新容量 = 1.5倍老容量（Stringbuffer 扩容为原来两倍加个二）
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
// 扩容后还是小，那就把当前想要设置的值设置为容量
if (newCapacity - minCapacity < 0)
newCapacity = minCapacity;
// 超过整型的最大值，那就取最大值Integer.MAX_VALUE - 8
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
// minCapacity is usually close to size, so this is a win:
// 数组复制
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}
源码分析小结
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。
List实现类之二：LinkedList
重要：要求会画图，会写数据结构。
List 实现类之三：Vector
List常见面试题
1、请问ArrayList/LinkedList/Vector的异同？谈谈你的理解？
ArrayList和LinkedList的异同
①二者都线程不安全，相对线程安全的Vector，执行效率高。
②此外，ArrayList是实现了基于动态数组的数据结构，LinkedList基于链表的数据结构。对于
随机访问get和set，ArrayList觉得优于LinkedList，因为LinkedList要移动指针。对于新增
和删除操作add(特指插入)和remove，LinkedList比较占优势，因为ArrayList要移动数据。
ArrayList和Vector的区别
①Vector和ArrayList几乎是完全相同的,唯一的区别在于Vector是同步类(synchronized)，属于强同步类。因此开销就比ArrayList要大，访问要慢。正常情况下,大多数的Java程序员使用
ArrayList而不是Vector,因为同步完全可以由程序员自己来控制。
②Vector每次扩容请求其大小的2倍空间，而ArrayList是1.5倍。Vector还有一个子类Stack。
Collection子接口二：Set
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。
无序性主要是从 数据结构、在内存的分布 来讲的，数组结构是一块连续内存空间，所以叫有序性，Set不是一块连续的内存空间，所以无序性。
Set实现类之一：HashSet
HashSet底层原理分析
注意：
看最后一点，所以要设置好hashcode方法，不然hashset可能会存在重复元素。
只要equals（）或者hashCode（）方法其中有一个没有重写好，就相当于两个对象会判断成不一样，所以集合中会出现相同的两个元素。
两个方法的作用：
hashCode（）作用：①决定位置。②决定第一次对象的判断。
equals（）作用：进行第二次判断
hash值的作用：
①用来代入散列算法算存放位置的。
②用来比较对应位置上面元素的hash值。
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。
重写 hashCode()
重写 equals()
了解即可
HashSet常用的方法（和Collection一样，因为没有新增方法）
package com.atguigu.java1;
import org.junit.Test;
import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;
import java.util.LinkedHashSet;
import java.util.Set;
/**
* 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。
*
*
* @author shkstart
* @create 2019 下午 3:40
*/
public class SetTest {
/*
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。
*/
@Test
public void test1(){
Set set = new HashSet();
set.add(456);
set.add(123);
set.add(123);
set.add("AA");
set.add("CC");
set.add(new User("Tom",12));
set.add(new User("Tom",12));
set.add(129);
Iterator iterator = set.iterator();
while(iterator.hasNext()){
System.out.println(iterator.next());
}
}
}
}
Set实现类之二：LinkedHashSet
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。
因为维护了一个双向链表，直接顺着双向链表去遍历就行了。
Set实现类之三：TreeSet
package com.atguigu.java1;
import org.junit.Test;
import java.util.Comparator;
import java.util.Iterator;
import java.util.TreeSet;
/**
* @author shkstart
* @create 2019 下午 4:59
*/
public class TreeSetTest {
/*
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().
*/
@Test
public void test1(){
TreeSet set = new TreeSet();
//失败：不能添加不同类的对象
// set.add(123);
// set.add(456);
// set.add("AA");
// set.add(new User("Tom",12));
//举例一：
// set.add(34);
// set.add(-34);
// set.add(43);
// set.add(11);
// set.add(8);
//举例二：
set.add(new User("Tom",12));
set.add(new User("Jerry",32));
set.add(new User("Jim",2));
set.add(new User("Mike",65));
set.add(new User("Jack",33));
set.add(new User("Jack",56));
Iterator iterator = set.iterator();
while(iterator.hasNext()){
System.out.println(iterator.next());
}
}
@Test
public void test2(){
Comparator com = new Comparator() {
//按照年龄从小到大排列
@Override
public int compare(Object o1, Object o2) {
if(o1 instanceof User && o2 instanceof User){
User u1 = (User)o1;
User u2 = (User)o2;
return Integer.compare(u1.getAge(),u2.getAge());
}else{
throw new RuntimeException("输入的数据类型不匹配");
}
}
};
TreeSet set = new TreeSet(com);
set.add(new User("Tom",12));
set.add(new User("Jerry",32));
set.add(new User("Jim",2));
set.add(new User("Mike",65));
set.add(new User("Mary",33));
set.add(new User("Jack",33));
set.add(new User("Jack",56));
Iterator iterator = set.iterator();
while(iterator.hasNext()){
System.out.println(iterator.next());
}
}
}
集合练习
1.集合Collection中存储的如果是自定义类的对象，需要自定义类重写哪个方法？为什么？
equals()方法。 contains() /remove()/retainsAll() ….等操作会用到equals()方法。
List：equals()方法
Set：(HashSet、LinkedHashSet为例)：equals()、hashCode()
(TreeSet为例)：Comparable：compareTo(Object obj)
Comparator：compare(Object o1,Object o2)
2.ArrayList,LinkedList,Vector三者的相同点与不同点？【面试题】
3.List 接口的常用方法有哪些？(增、删、改、查、插、长度、遍历)
add(Object obj)
remove(Object obj)/remove(int index)
set(int index,Object obj)
get(int index)
add(int index,Object obj)
size() 返回的是元素的个数，而不是数组的长度
使用Iterator;foreach;普通的for
4.如何使用Iterator和增强for循环遍历List。举例说明
5.Set存储数据的特点是什么？常见的实现类有什么？说明一下彼此的特点。
HashSet LinkedHashSet TreeSet
这几个set的底层就是下面的map，新建一个set就是新建一个map
HashMap LinkedHashMap TreeMap
面试题
第一题
自定义的类去重的话，要重写hashcode和equals方法
//练习：在List内去除重复数字值，要求尽量简单
public static List duplicateList(List list) {
HashSet set = new HashSet();
set.addAll(list);
return new ArrayList(set);
}
@Test
public void test2(){
List list = new ArrayList();
list.add(new Integer(1));
list.add(new Integer(2));
list.add(new Integer(2));
list.add(new Integer(4));
list.add(new Integer(4));
List list2 = duplicateList(list);
for (Object integer : list2) {
System.out.println(integer);
}
}
第二题（经典题）
第一次写的答案
正确答案
分析
这一题主要考察的是对hashset的元素添加的过程，还有对java值传递的理解。与list不同的是set会重写hashcode方法，而list直接用equals去比较元素。
第一个remove猜错了的话，后面的会全错，第一个remove是删除不了的，因为修改了p1之后hashcode的值已经变了，所以在改动后的p1所对应的hashcode位置，找不到原来的元素，所以删除不了。（hashcode不一样，equals一样）
第二个添加操作是添加成功的，因为位置上没有元素。（hashcode不一样，equals一样）
第三个也是添加成功的，因为AA那个p1位置上的元素已经被修改了改成了cc了，所以equals方法会不相等，所以可以添加成功。（hashcode一样，equals不一样）
源代码
@Test
public void test3(){
HashSet set = new HashSet();
Person p1 = new Person(1001,"AA");
Person p2 = new Person(1002,"BB");
set.add(p1);
set.add(p2);
System.out.println(set);
p1.name = "CC";
set.remove(p1);
System.out.println(set);
set.add(new Person(1001,"CC"));
System.out.println(set);
set.add(new Person(1001,"AA"));
System.out.println(set);
}
（重点）Map接口（大多数都是八股文，后面背一下）
map的底层结构
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） （重写hashCode() 都是为了提高查找效率）
- 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
Map实现类之一：HashMap
Map接口：常用方法
package com.atguigu.java;
import org.junit.Test;
import java.util.*;
/**
* 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()
*
*
* @author shkstart
* @create 2019 上午 11:15
*/
public class MapTest {
/*
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
*/
@Test
public void test5(){
Map map = new HashMap();
map.put("AA",123);
map.put(45,1234);
map.put("BB",56);
//遍历所有的key集：keySet()
Set set = map.keySet();
Iterator iterator = set.iterator();
while(iterator.hasNext()){
System.out.println(iterator.next());
}
System.out.println();
//遍历所有的value集：values()
Collection values = map.values();
for(Object obj : values){
System.out.println(obj);
}
System.out.println();
//遍历所有的key-value
//方式一：entrySet()
Set entrySet = map.entrySet();
Iterator iterator1 = entrySet.iterator();
while (iterator1.hasNext()){
Object obj = iterator1.next();
//entrySet集合中的元素都是entry
Map.Entry entry = (Map.Entry) obj;
System.out.println(entry.getKey() + "---->" + entry.getValue());
}
System.out.println();
//方式二：
Set keySet = map.keySet();
Iterator iterator2 = keySet.iterator();
while(iterator2.hasNext()){
Object key = iterator2.next();
Object value = map.get(key);
System.out.println(key + "=====" + value);
}
}
/*
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
*/
@Test
public void test4(){
Map map = new HashMap();
map.put("AA",123);
map.put(45,123);
map.put("BB",56);
// Object get(Object key)
System.out.println(map.get(45));
//containsKey(Object key)
boolean isExist = map.containsKey("BB");
System.out.println(isExist);
isExist = map.containsValue(123);
System.out.println(isExist);
map.clear();
System.out.println(map.isEmpty());
}
/*
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
*/
@Test
public void test3(){
Map map = new HashMap();
//添加
map.put("AA",123);
map.put(45,123);
map.put("BB",56);
//修改
map.put("AA",87);
System.out.println(map);
Map map1 = new HashMap();
map1.put("CC",123);
map1.put("DD",123);
map.putAll(map1);
System.out.println(map);
//remove(Object key)
Object value = map.remove("CC");
System.out.println(value);
System.out.println(map);
//clear()
map.clear();//与map = null操作不同
System.out.println(map.size());
System.out.println(map);
}
@Test
public void test2(){
Map map = new HashMap();
map = new LinkedHashMap();
map.put(123,"AA");
map.put(345,"BB");
map.put(12,"CC");
System.out.println(map);
}
@Test
public void test1(){
Map map = new HashMap();
// map = new Hashtable();
map.put(null,123);
}
}
（重点）HashMap的底层实现原理（添加和扩容步骤）
JDK8之前
JDK8
还没细看
源码讲解视频：www.bilibili.com/video/BV1Kb…
HashMap的底层实现原理？以jdk7为例说明 （参照这上面的 JDK 7 的图来看）：
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（hash一下，例如，123456 % 16,123456是计算出来的值，16是数组的长度）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（一个entry）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。
**************************上面都是jdk7的**************************
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);
}
}
HashMap扩容后是否需要rehash？
需要的
链接：www.cnblogs.com/zwh0910/p/1…
面试题
Map实现类之二：LinkedHashMap
node的实现有一点区别，linkedhashmap多维护了一个前和后的属性。
Map实现类之三：TreeMap
package com.atguigu.java;
import org.junit.Test;
import java.util.*;
/**
* @author shkstart
* @create 2019 下午 3:46
*/
public class TreeMapTest {
//向TreeMap中添加key-value，要求key必须是由同一个类创建的对象
//因为要按照key进行排序：自然排序 、定制排序
//自然排序
@Test
public void test1(){
TreeMap map = new TreeMap();
User u1 = new User("Tom",23);
User u2 = new User("Jerry",32);
User u3 = new User("Jack",20);
User u4 = new User("Rose",18);
map.put(u1,98);
map.put(u2,89);
map.put(u3,76);
map.put(u4,100);
Set entrySet = map.entrySet();
Iterator iterator1 = entrySet.iterator();
while (iterator1.hasNext()){
Object obj = iterator1.next();
Map.Entry entry = (Map.Entry) obj;
System.out.println(entry.getKey() + "---->" + entry.getValue());
}
}
//定制排序
@Test
public void test2(){
TreeMap map = new TreeMap(new Comparator() {
@Override
public int compare(Object o1, Object o2) {
if(o1 instanceof User && o2 instanceof User){
User u1 = (User)o1;
User u2 = (User)o2;
return Integer.compare(u1.getAge(),u2.getAge());
}
throw new RuntimeException("输入的类型不匹配！");
}
});
User u1 = new User("Tom",23);
User u2 = new User("Jerry",32);
User u3 = new User("Jack",20);
User u4 = new User("Rose",18);
map.put(u1,98);
map.put(u2,89);
map.put(u3,76);
map.put(u4,100);
Set entrySet = map.entrySet();
Iterator iterator1 = entrySet.iterator();
while (iterator1.hasNext()){
Object obj = iterator1.next();
Map.Entry entry = (Map.Entry) obj;
System.out.println(entry.getKey() + "---->" + entry.getValue());
}
}
}
package com.atguigu.java;
/**
* @author shkstart
* @create 2019 下午 3:56
*/
public class User implements Comparable{
private String name;
private int age;
public User() {
}
public User(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
@Override
public String toString() {
return "User{" +
"name='" + name + ''' +
", age=" + age +
'}';
}
@Override
public boolean equals(Object o) {
System.out.println("User equals()....");
if (this == o) return true;
if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
User user = (User) o;
if (age != user.age) return false;
return name != null ? name.equals(user.name) : user.name == null;
}
@Override
public int hashCode() { //return name.hashCode() + age;
int result = name != null ? name.hashCode() : 0;
result = 31 * result + age;
return result;
}
//按照姓名从大到小排列,年龄从小到大排列
@Override
public int compareTo(Object o) {
if(o instanceof User){
User user = (User)o;
// return -this.name.compareTo(user.name);
int compare = -this.name.compareTo(user.name);
if(compare != 0){
return compare;
}else{
return Integer.compare(this.age,user.age);
}
}else{
throw new RuntimeException("输入的类型不匹配");
}
}
}
Map实现类之四：Hashtable
Map实现类之五：Properties
Collections工具类
package com.atguigu.java;
import org.junit.Test;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.Collections;
import java.util.List;
/**
* Collections:操作Collection、Map的工具类
*
*
* 面试题：Collection 和 Collections的区别？
*
*
* @author shkstart
* @create 2019 下午 4:19
*/
public class CollectionsTest {
/*
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
*/
@Test
public void test2(){
List list = new ArrayList();
list.add(123);
list.add(43);
list.add(765);
list.add(-97);
list.add(0);
//报异常：IndexOutOfBoundsException("Source does not fit in dest")
// List dest = new ArrayList();
// Collections.copy(dest,list);
//正确的：
List dest = Arrays.asList(new Object[list.size()]);
System.out.println(dest.size());//list.size();
Collections.copy(dest,list);
System.out.println(dest);
/*
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
*/
//返回的list1即为线程安全的List
List list1 = Collections.synchronizedList(list);
}
@Test
public void test1(){
List list = new ArrayList();
list.add(123);
list.add(43);
list.add(765);
list.add(765);
list.add(765);
list.add(-97);
list.add(0);
System.out.println(list);
// Collections.reverse(list);
//打乱数组元素
// Collections.shuffle(list);
// Collections.sort(list);
// Collections.swap(list,1,2);
//返回一个元素出现次数
int frequency = Collections.frequency(list, 123);
System.out.println(list);
System.out.println(frequency);
}
}
练习
1.Map存储数据的特点是什么？并指明key，value，entry存储数据的特点。
双列数据，存储key-value对数据。
key：无序的、不可重复的-Set存储
value:无序的、可重复的 –>Collection存储
key-value:无序的、不可重复 Set存储
2.描述HashMap的底层实现原理(jdk 8版)
3. Map中常用实现类有哪些？各自有什么特点？
4. 如何遍历Map中的key-value对，代码实现
5. Collection和Collections的区别？
小结
1、增强for循环 底层是用迭代器 Iterator 的。
2、ArrayList的底层源码和 Vector的源码大同小异，只是Vector里面的方法前面有个synchronize修饰，而且扩容机制是扩容2倍。
3、 集合 --->数组：toArray()
数组 --->集合：调用Arrays类的静态方法asList()
