集合

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概述

  • 一方面,面向对象语言对事物的体现都是以对象的形式,为了方便对多个对象的操作,就要对对象进行存储。另一方面,使用Array存储对象方面具有一些弊端,而Java集合就像一种容器,可以动态地把多个对象的引用放入容器中。
  • 数组在内存存储方面的特点:
    • 数组初始化以后,长度就确定了。
    • 数组声明的类型,就决定了进行元素初始化时的类型
  • 数组在存储数据方面的弊端:
    • 数组初始化以后,长度就不可变了,不便于扩展
    • 数组中提供的属性和方法少,不便于进行添加、删除、插入等操作,且效率不高。同时无法直接获取存储元素的个数
    • 数组存储的数据是有序的、可以重复的。----> 存储数据的特点单一
  • Java集合类可以用于存储数量不等的多个对象,还可用于保存具有映射关系的关联数组。

Java集合可分为Collection和 Map 两种体系

  • Collection接口:单列数据,定义了存取一组对象的方法的集合
    • List:元素有序、可重复的集合(“动态”数组)
      • ArrayList
      • LinkedList
      • Vector
    • Set:元素无序、不可重复的集合 —> 高中讲的“集合”
      • HashSet
      • LinkedHashSet
      • TreeSet
  • Map接口:双列数据,保存具有映射关系“key-value对”的集合 —> 高中“函数” y = f(x)
    • HashMap
    • LinkedHashMap
    • TreeMap
    • Hashtable
    • Properties

Collection接口方法

  1. 添加
    • add(Object obj)
    • addAll(Collection coll)
  2. 获取有效元素的个数
    • int size()
  3. 清空集合
    • void clear()
  4. 是否是空集合
    • boolean isEmpty()
  5. 是否包含某个元素
    • boolean contains(Object obj):是通过元素的equals方法来判断是否是同一个对象
    • boolean containsAll(Collection c):也是调用元素的equals方法来比较的。拿两个集合的元素挨个比较。
  6. 删除
    • boolean remove(Object obj):通过元素的equals方法判断是否是要删除的那个元素。只会删除找到的第一个元素
    • boolean removeAll(Collection coll):取当前集合的差集
  7. 取两个集合的交集
    • boolean retainAll(Collection c):把交集的结果存在当前集合中,不影响c
  8. 集合是否相等
    • boolean equals(Object obj)
  9. 转成对象数组
    • Object[ ] toArray()
  10. 获取集合对象的哈希值
    • hashCode()
  11. 遍历
    • iterator():返回迭代器对象,用于集合遍历

使用lterator接口遍历集合元素

  • lterator对象称为迭代器(设计模式的一种),主要用于遍历Collection集合中的元素。
  • GOF给迭代器模式的定义为:提供一种方法访问一个容器(container)对象中各个元素,而又不需暴露该对象的内部细节。姓代器模式,就是为容器而生。类似于“公交车上的售票员”、“火车上的乘务员”、“空姐”。
  • Collection接口继承了java.lang.lterable接口,该接口有一个iterator()方法,那么所有实现了Collection接口的集合类都有一个iterator()方法,用以返回一个实现了lterator接口的对象。
  • lterator仅用于遍历集合,lterator木身并不提供承装对象的能力。如果需要创建lterator 对象,则必须有一个被迭代的集合。
  • 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。

注意:

  • lterator可以删除集合的元素,但是是遍历过程中通过迭代器对象的remove方法,不是集合对象的remove方法。
  • 如果还未调用next()或在上一次调用next方法之后已经调用了remove方法,再调用remove都会报IllegalStateException。

使用foreach循环遍历集合元素(JDK5.0)

  • Java 5.0提供了foreach循环迭代访问Collection和数组。
  • 遍历操作不需获取collection或数组的长度,无需使用索引访问元素。
  • 遍历集合的底层调用Iterator完成操作。
  • foreach还可以用来遍历数组。

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面试题:ArrayList、LinkedList、Vector三者异同

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:

  • ArrayList:作为List接口的主要实现类;线程不安全,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;线程是安全的,效率低;底层使用Object[ ] elementData存储

ArrayList的源码分析:

jdk7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[e] = 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)

jdk8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,底层才创建了长度为10的数组,并将数据123添加到elementData[0]中

后续添加和扩容操作与jdk7无异。

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。

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;
    }
}

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,默认扩容为原来数组的2倍。


代码实现:

import org.junit.Test;

import java.util.*;

public class CollectionTest {
        @Test
        public void test() {
                Collection collection = new ArrayList();
                //add(Object o):将元素e添加到集合collection中
                collection.add("AA");
                collection.add("BB");collection.add(123); //自动装箱
                collection.add(new Date());
                //size():获取添加元素的个数
                System.out.println(collection.size());//4
                //addAll():将collection1集合中的元素添加到当前集合中
                Collection collection1 = new ArrayList();

                collection1.add("CC");
                collection1.add(456789);
                collection.addAll(collection1);
                System.out.println(collection.size());//6
                System.out.println(collection);

                //clear():清空集合元素
                collection.clear();

                //isEmpty():判断当前集合是否为空
                System.out.println(collection.isEmpty());

                collection.add(new String("WLM"));
                collection.add(new Person("WLM",20));
                //contains(Object o):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()方法。
                //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().
                boolean contains = collection.contains("CC");
                System.out.println(contains);
                System.out.println(collection.contains(new String("WLM"))); //比较的是内容
                System.out.println(collection.contains(new Person("WLM",20)));

                //containsAll(Collection collection1):判断collection1中的所有元素是否都存在于当前集合中。
                Collection collection2 = Arrays.asList(new Person("WLM",20),new String("WLM"));
                boolean b = collection.containsAll(collection2);
                System.out.println(b);
        }

        @Test
        public void test1() {
                Collection collection = new ArrayList();
                collection.add("AA");
                collection.add("BB");
                collection.add(123);
                collection.add(new Date());
                collection.add(new String("WLM"));
                collection.add(new Person("WLM",20));
                //remove(Object obj)
                System.out.println(collection.remove(123));

                //removeAll(Collection collection1):从当前集合中移除collection1中所有元素
                Collection collection1 = Arrays.asList(123,"AA","CXY","11223");
                collection.removeAll(collection1);
                System.out.println(collection);

                //retainAll(Collection collection1):
                collection.retainAll(collection1);
                System.out.println(collection);

                //equals(Object obj):判断当前集合和形参集合元素是否完全相等
                Collection collection2 = new ArrayList();
                collection2.addAll(collection);
                System.out.println(collection2.equals(collection));

        }
        @Test
        public void test2() {
                Collection collection = new ArrayList();
                collection.add("AA");
                collection.add("BB");
                collection.add(123);
                collection.add(new Date());
                collection.add(new String("WLM"));
                collection.add(new Person("WLM",20));

                //hashCode
                System.out.println(collection.hashCode());

                //集合 ---> 数组:toArray()
                Object array[] = collection.toArray();
                for (int i = 0; i < array.length; i++) {
                        System.out.println(array[i]);
                }

                //拓展:数组 ---> 集合:调用Arrays类静态方法asList()
                List<String> strings = Arrays.asList(new String[]{"AA", "BB", "CC"});
                System.out.println(strings);
                //数组类型转换方式一:
                List array1 = Arrays.asList(123,456);
                System.out.println(array1);
                //数组类型转换方式二:
                List array2 = Arrays.asList(new Integer[]{1,2,3,4});
                System.out.println(array2);
                System.out.println("******************");

        }
        //iterator():返回Iterator接口的实例,用于遍历集合元素。放在IteratorTest.java中测试
        @Test
        public void test3(){
                Collection collection = new ArrayList();
                collection.add("AA");
                collection.add("BB");
                collection.add(123);
                collection.add(new Date());
                collection.add(new String("WLM"));
                collection.add(new Person("WLM",20));
                Iterator iterator = collection.iterator();
                //方式一:
                System.out.println(iterator.next());
                System.out.println(iterator.next());
                System.out.println(iterator.next());
                System.out.println(iterator.next());
                System.out.println(iterator.next());
                System.out.println(iterator.next());
                System.out.println(iterator.next());
                //超出报异常
                System.out.println(iterator.next());

                //方式二:不推荐
                for (int i = 0; i < collection.size(); i++) {
                        //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());
                }

                //方式三:推荐
                //hashNext():判断是否还有下一个元素。
                while(iterator.hasNext()) {
                        System.out.println(iterator.next());
                }
        }
        @Test
        public void test4() {
                Collection collection = new ArrayList();
                collection.add("AA");
                collection.add("BB");
                collection.add(123);
                collection.add(new Date());
                collection.add(new String("WLM"));
                collection.add(new Person("WLM",20));
                //删除集合中"WLM"数据
                Iterator iterator = collection.iterator();
                while(iterator.hasNext()){
                        Object object = iterator.next();
                        if(object.equals("WLM")){
                                iterator.remove();
                        }
                }
                iterator = collection.iterator();
                while(iterator.hasNext()){
                        System.out.println(iterator.next());
                }
        }
        @Test
        public void test5() {
                Collection collection = new ArrayList();
                collection.add("AA");
                collection.add("BB");
                collection.add(123);
                collection.add(new Date());
                collection.add(new String("WLM"));
                collection.add(new Person("WLM",20));
                //for(集合元素的类型 局部变量 :集合对象)
                for(Object obj : collection){
                        System.out.println(obj);
                }
                Object array[] = collection.toArray();
                //for(数组元素的类型 局部变量 :数组对象)
                for(Object obj : array){
                        System.out.println(obj);
                }
        }
}
class Person{
        private String name;
        private int age;

        public Person(String name, int age) {
            this.name = name;
            this.age = age;
        }

        public Person() {
        }

        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);
        }
}

List接口

List接口方法

  • List除了从Collection集合继承的方法外,List集合里添加了一些根据索引来操作集合元素的方法。
    • 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 tolndex):返回从fromIndex到toIndex位置的左闭右开区间子集合

代码实现:

import org.junit.Test;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;

public class ListTest {
    @Test
    public void test() {
        ArrayList list = new ArrayList();
        list.add(123);
        list.add(456);
        list.add("AA");
        list.add("WLM");
        list.add(new Person("WLM",18));
        // void add(int index,object ele):在index位置插入eLe元素
        list.add(3,"LIKE");
        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("C","X","Y");
        list.addAll(list1);
        System.out.println(list);
        System.out.println(list.size());//9
    }
    @Test
    public void test1() {
        ArrayList list = new ArrayList();
        list.add(123);
        list.add(456);
        list.add("AA");
        list.add("WLM");
        list.add(new Person("WLM",18));
        //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("WLM");
        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("LIKE"));
        //Object remove(int index):移除指定index位亶的元素,并返回此元素
        Object remove = list.remove(0);
        System.out.println(list);
        System.out.println(remove);
        //Object set(int index,object ele):设置指定index位置的元素为eLe
        list.set(1,"LIKE");
        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子集合
        List list1 = list.subList(1, 4);
        System.out.println(list1);
    }
    @Test
    public void test2() {
        ArrayList list = new ArrayList();
        list.add(123);
        list.add(456);
        list.add("AA");
        list.add("WLM");
        list.add(new Person("WLM",18));
        //方式一:
        Iterator iterator = list.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            System.out.println(iterator.next());
        }
        System.out.println("*****************");
        //方式二:
        for(Object o : list) {
            System.out.println(o);
        }
        System.out.println("*****************");
        //方式三:
        for(int i=0; i<list.size(); i++) {
            System.out.println(list.get(i));
        }
    }
}

Set接口

存储无序、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
  2. 不可重复性:保证添加的元素按照equals()判断时,不饿能返回true.即:相同元素只能添加一个。
  3. 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),判断此位置上是否以及有元素。如果此位置上没有元素,则元素a添加成功。如果此位置上有其他元素b(或以链表形式存在多个元素),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。如果hash值相同,进而调用元素a的equals()方法;equals()返回true,元素a添加失败。否则,元素a添加成功。

TreeSet是 SortedSet接口的实现类,TreeSet可以确保集合元素处于排序状态。

TreeSet底层(数组+链表)使用红黑树结构存储数据

  • 新增的方法如下:(了解)
    • Comparator comparator()
    • Object first()
    • Object last()
    • Object lower(Object e)
    • Object higher(Object e)
    • SortedSet subSet(fromElement, toElement)
    • SortedSet headSet(toElement)
    • SortedSet tailSet(fromElement)
  • TreeSet两种排序方法:自然排序和定制排序。默认情况下,TreeSet采用自然排序。

实现类之一:HashSet

HashSet是Set接口的典型实现,大多数时候使用Set集合时都使用这个实现类。

HashSet按Hash 算法来存储集合中的元素,因此具有很好的存取、查找、删除性能。

HashSet具有以下特点:

  • 不能保证元素的排列顺序
  • HashSet不是线程安全的
  • 集合元素可以是null

HashSet集合判断两个元素相等的标准:两个对象通过 hashCode()方法比较相等,并且两个对象的equals()方法返回值也相等。

对于存放在Set容器中的对象,对应的类一定要重写equals()和hashCode(Object obj)方法,以实现对象相等规则。即:“相等的对象必须具有相等的散列码”。

import org.junit.Test;

import java.util.*;

public class SetTest {
    @Test
    public void test() {
        Set set = new HashSet();
        set.add(123);
        set.add(456);
        set.add(new String("WLM"));
        set.add(new String("LIKE"));
        set.add("WLM");
        set.add(new People("WLM",19));
        set.add(new People("WLM",20));
        Iterator iterator = set.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }
    //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
    @Test
    public void test1() {
        Set set = new LinkedHashSet();
        set.add(123);
        set.add(456);
        set.add(new String("WLM"));
        set.add(new String("LIKE"));
        set.add("WLM");
        set.add(new People("WLM",19));
        set.add(new People("WLM",20));
        Iterator iterator = set.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }
    //1.向TreeSet中添加的数据,要求是像同类的对象。
    //两种排序方式:自然排序   和    定制排序
    //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().
    //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 test2() {

        //失败:不能添加不同类对象

//        TreeSet set = new TreeSet();
//        set.add(123);
//        set.add(456);
//        set.add(new String("WLM"));
//        set.add(new String("LIKE"));
//        set.add("WLM");
//        set.add(new People("WLM",19));
//        set.add(new People("WLM",20));

        //举例一:

//        TreeSet set = new TreeSet();
//        set.add(new String("WLM"));
//        set.add(new String("LIKE"));
//        set.add("CXY");
//        set.add("YJJ");

        //举例二:

        TreeSet set = new TreeSet();
        set.add(new People("WLM",19));
        set.add(new People("WLM",18));
        set.add(new People("ZJN",18));
        set.add(new People("YJJ",20));
        set.add(new People("WRT",22));
        Iterator iterator = set.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }
    @Test
    public void test3() {
        Comparator comparator = new Comparator() {
            //按照年龄从小到大排序
            @Override
            public int compare(Object o1, Object o2) {
                //Java17新特性
//                if (o1 instanceof People p1 && o2 instanceof People p2) {
//                    return p1.getAge() - p2.getAge();
//                } else {
//                    throw new UnsupportedOperationException("输入的数据类型不匹配");
//                }
                if(o1 instanceof People&&o2 instanceof People){
                    People p1 = (People)o1;
                    People p2 = (People)o2;
                    return Integer.compare(p1.getAge(),p2.getAge());
                }else{
                    throw new RuntimeException("输入的数据类型不匹配!");
                }
            }
        };
        TreeSet set = new TreeSet(comparator);
        set.add(new People("WLM",19));
        set.add(new People("WLM",18));
        set.add(new People("ZJN",18));
        set.add(new People("YJJ",20));
        set.add(new People("WRT",22));
        Iterator iterator = set.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }
}
class People implements Comparable{
    private String name;
    private int age;

    @Override
    public String toString() {
        return "People{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;

        People people = (People) o;

        if (age != people.age) return false;
        return Objects.equals(name, people.name);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        int result = name != null ? name.hashCode() : 0;
        result = 31 * result + age;
        return result;
    }

    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;
    }

    public People() {
    }

    public People(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    //按名字从小到大排列,年龄从小到大排列
    @Override
    public int compareTo(Object o) {
        if(o instanceof People){
            People people = (People) o;
            int  result = this.name.compareTo(people.name);
            if(result != 0){
                return result;
            }else{
                return Integer.compare(this.age, people.age);
            }
        }else{
            throw new RuntimeException("输入的类型不匹配!");
        }
    }
}

Map接口:

一、Map实现类的结构

Map接口:双列数据,保存具有映射关系“key-value对”的集合 —> 高中“函数” y = f{x}

  • HashMap:作为Map的主要实现类;线程不安全,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,底层实现为红黑树。
  • Hashtable:作为古老的实现类;线程安全,效率低;
  • 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(jdk8)

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()

Map中的value:无序的、可重复的,使用Collection存储所有的value —>value所在类需要重写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:

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) 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(默认的存储方式)时,扩容为原来的2倍,并将原来的数据复制过来。

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。 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有数据改为使用红黑树仔储。

HashMap源码中的重要常量:

DEFAULT_INITIAL_CAPACITY : HashMap的默认容量,16

HashMap的最大支持容量,2^30

DEFAULT_LOAD_FACTOR: HashMap的默认加载因子

TREEIFY_THRESHOLD: Bucket中链表长度大于该默认值,转化为红黑树

UNTREEIFY_THRESHOLD: Bucket中红黑树存储的Node小于该默认值,转化为链表

MIN_TREEIFY_CAPACITY:桶中的Node被树化时最小的hash表容量。(当桶中Node的数量大到需要变红黑树时,若hash表容量小于MIN_TREEIFY_CAPACITY时,此时应执行resize扩容操作这个MIN_TREEIFY_CAPACITY的值至少是TREEIFY_THRESHOLD的4倍。)

table:存储元素的数组,总是2的n次幂

entrySet:存储具体元素的集

size: HashMap中存储的键值对的数量

modCount: HashMap扩容和结构改变的次数。

threshold:扩容的临界值,= 容量 * 填充因子

loadFactor:填充因子

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、常用方法:

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
  • getOrDefault(N n,T t:)获取指定 key 对应对 value,如果找不到 key ,则返回设置的默认值(t)。
import java.util.HashMap;

class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个 HashMap
        HashMap<Integer, String> sites = new HashMap<>();

        // 往 HashMap 添加一些元素
        sites.put(1, "Google");
        sites.put(2, "Runoob");
        sites.put(3, "Taobao");
        System.out.println("sites HashMap: " + sites);

        // key 的映射存在于 HashMap 中
        // Not Found - 如果 HashMap 中没有该 key,则返回默认值
        String value1 = sites.getOrDefault(1, "Not Found");
        System.out.println("Value for key 1:  " + value1);

        // key 的映射不存在于 HashMap 中
        // Not Found - 如果 HashMap 中没有该 key,则返回默认值
        String value2 = sites.getOrDefault(4, "Not Found");
        System.out.println("Value for key 4: " + value2);
    }
}

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

代码实现:

Map

package Map;

import org.junit.Test;

import java.util.*;
public class MapTest {
    @Test
    public void testMap() {
        Map map = new HashMap();
        //添加操作
        map.put(52,"WLM");
        map.put(91,"CXY");
        map.put(96,"YJJ");
        //修改(替换:当key相同时,会替换掉原有的value)
        map.put(91,"WLM");
        System.out.println(map);
        System.out.println("***********************");
        Map map1 = new HashMap();
        map1.put("AA",123);
        map1.put("BB",123);
        //putAll()
        map.putAll(map1);
        System.out.println(map);
        System.out.println("***********************");
        //remove(Object key)
        Object value = map.remove("AA");//接收的为key所对应的value;
        System.out.println(value);
        System.out.println(map);
        //clear()
        map1.clear();
        System.out.println(map1);//{}
    }
    @Test
    public void testMap1() {
        Map map = new HashMap();
        map.put(52,"WLM");
        map.put(91,"CXY");
        map.put(96,"YJJ");
        map.put("AA",123);
        map.put("BB",123);
        //Object get(Object key)
        System.out.println(map.get(52));//WLM
        //containsKey(Object key)
        System.out.println(map.containsKey(96));//true
        //containsValue(Object key)
        System.out.println(map.containsValue("WRT")); //false
        //size()
        System.out.println(map.size());
    }
    @Test
    public void testMap2() {
        Map map = new HashMap();
        map.put("WLM",52);
        map.put("CXY",91);
        map.put("YJJ",96);
        map.put(123,"AA");
        map.put(456,"BB");
        //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 value : values){
            System.out.println(value);
        }
        System.out.println("********************************");
        //遍历所有的key-value:entrySet()
        //方式一:
        Set set1 = map.entrySet();
        Iterator iterator1 = set1.iterator();
        while (iterator1.hasNext()) {
            Object obj = iterator1.next();
            //entrySet集合中的元素全是entry
            Map.Entry entry = (Map.Entry) obj;
            System.out.println(entry.getKey()+"--->"+entry.getValue());
            //或者:Map.Entry entry = (Map.Entry) iterator1.next();
            //System.out.println(entry);
        }
        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);
        }
    }
}

TreeMap

package TreeMap;

import org.junit.Test;
import java.util.*;
import java.util.Objects;

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
    @Test
    public void test() {
        TreeMap map = new TreeMap();
        map.put(new Person("WLM"), 18);
        map.put(new Person("YJJ"), 19);
        map.put(new Person("CXY"), 16);

        Set set1 = map.entrySet();
        Iterator iterator1 = set1.iterator();
        while (iterator1.hasNext()) {
            Object obj = iterator1.next();
            //entrySet集合中的元素全是entry
            Map.Entry entry = (Map.Entry) obj;
            System.out.println(entry.getKey() + "--->" + entry.getValue());
            //或者:Map.Entry entry = (Map.Entry) iterator1.next();
            //System.out.println(entry);
        }
    }

    //定制排序
    @Test
    public void test1() {
        TreeMap map = new TreeMap(new Comparator() {
            @Override
            public int compare(Object o1, Object o2) {
                if (o1 instanceof Person && o2 instanceof Person) {
                    Person person1 = (Person) o1;
                    Person person2 = (Person) o2;
                    return Integer.compare(person1.getAge(), person2.getAge());
                }
                throw new RuntimeException("输入的类型不匹配");
            }
        }
        );
        map.put(new Person("WLM",18), 52);
        map.put(new Person("YJJ",19), 96);
        map.put(new Person("CXY",16), 91);

        Set set1 = map.entrySet();
        Iterator iterator1 = set1.iterator();
        while (iterator1.hasNext()) {
            Object obj = iterator1.next();
            //entrySet集合中的元素全是entry
            Map.Entry entry = (Map.Entry) obj;
            System.out.println(entry.getKey() + "--->" + entry.getValue());
            //或者:Map.Entry entry = (Map.Entry) iterator1.next();
            //System.out.println(entry);
        }
    }
}
    class Person implements Comparable {
        private String name;
        private int age;

        public Person(String name, int age) {
            this.name = name;
            this.age = age;
        }

        public Person() {
        }

        public String getName() {
            return name;
        }

        public Person(String name) {
            this.name = 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);
        }

        //按名字从小到大排列,年龄从小到大排列
        @Override
        public int compareTo(Object o) {
            if (o instanceof Person) {
                Person person = (Person) o;
                int result = this.name.compareTo(person.name);
                if (result != 0) {
                    return result;
                } else {
                    return Integer.compare(this.age, person.age);
                }
            } else {
                throw new RuntimeException("输入的类型不匹配!");
            }
        }
    }

Properties

package Properties;

import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.util.Properties;

public class PropertiesTest {
//Properties:常用来处理配置文件。key和value都是String类型
    public static void main(String[] args) {
        FileInputStream fis = null;
        try {
            Properties properties = new Properties();
            fis = new FileInputStream("jdbc.properties");
            properties.load(fis);//加载流对应的文件
            String name = properties.getProperty("name");
            String age = properties.getProperty("age");
            System.out.println(name + "--->" + age);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (fis != null) {
                try {
                    fis.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}


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、查询和修改等操作,,还提供了对集合对象设置不可变、对集合对象实现同步控制等方法

排序操作:(均为static方法)

  • 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

常用方法:

查找、替换

  • 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

代码实现:

package Collections;

import org.junit.Test;

import java.util.*;

public class CollectionsTest {
    @Test
    public void test(){
        List list = new ArrayList();
        list.add("WLM");
        list.add("YJJ");
        list.add("CXY");
        list.add(123);
        list.add(456);
        //报异常:IndexOutOfBoundsException: Source does not fit in dest   原因:dest容量为0,与list不匹配
//        List dest = new ArrayList();
        List dest = Arrays.asList(new Object[list.size()]);
        System.out.println(dest.size());//list.size();
        Collections.copy(dest,list);
        System.out.println(dest);


        //返回list1即为线程安全的List
        List list1 = Collections.synchronizedList(list);
    }
}