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Collection集合

2022-04-14 09:31:06 阅读：131 来源： 互联网

标签：list System Collection println add 集合 public out

1.集合类介绍

为什么出现集合类：

面向对象语言对事物的体现都是以对象的形式，所以为了方便对多个对象的操作，就对对象进行存储，集合就是存储对象最常用的一种方式
数组和集合类同是容器，有何不同：
- 数组长度是固定的；集合长度是可变的。
- 数组中可以存储基本数据类型和引用数据类型，集合只能存储对象。
- 数组中存储数据类型是单一的，集合中可以存储任意类型的对象。
集合类的特点

集合只用于存储对象，集合长度是可变的，集合可以存储不同类型的对象。

2.Collection接口

2.1 Collection接口是最基本的集合接口

Collection接口不提供直接的实现，JavaSDK提供的类都是继承自Collection的“子接口”如List和Set。
Collection所代表的是一种规则，它所包含的元素都必须遵循一条或者多条规则。
Collection接口为集合提供一些统一的访问接口（泛型接口），覆盖了向集合中添加元素、删除元素以及协助对集合进行遍历访问的相关方法

2.2 Collection的遍历

使用增强型for遍历
- 使用增强型for循环进行Collection遍历的一般形式
```
for(元素类型 循环变量名 : Collection对象){
    对循环变量进行处理
}
```
  增强型 for 循环对数组的遍历一样，循环自动将 Collection 中的每个元素赋值给循环变量，在循环中针对该循环变量进行处理则就保证了对 Collection 中所有的元素进行逐一处理

使用迭代器遍历

因为Collection中有iterator方法，所以每一个子类集合对象都具备迭代器

Iterator 变量名 = Collection对象.iterator();
while(变量名.hasNext()){
    System.out.println(变量名.next());
｝

3.List接口

3.1 List接口为Collection子接口。

List所代表的是有序的Collection
它用某种特定的插入顺序来维护元素顺序，同时可以根据元素的整数索引（在列表中的位置，和数组相似，从0开始，到元素个数-1）访问元素，并检索列表中的元素
List由于列表有序并存在索引，因此除了增强for循环进行遍历外，还可以使用普通的for循环进行遍历

2.2 List的常见实现类

3.2.1 List接口实现类-ArrayList

构造方法：

特点：

1.底层实现:数组（不限制数量添加元素，底层动态扩缩容数组）

2.查找快,添加和删除慢（数组根据索引查找时间复杂度O(1），添加和删除ArrayList需要扩缩容)

3.创建ArrayList对象, 如果使用无参构造,创建的是空列表, 在添加第一个元素的时候,容量才初始化为10

4.存储数据当快溢出时，就会进行扩容操作，ArrayList的默认扩容扩展后数组大小为：原数组长度+(原数组长度>>1)

5.可添加重复元素，有序

6.ArrayList是一个非线程安全的列表

查看代码

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

public class ArrayListTest {
    public static void main(String[] args) {
        //接口编程
        //构造方法一：给定容量
        //List<String> list=new ArrayList(20);
        //无参构造方法，容量是空的，当添加一个元素时，容量是10
        System.out.println("---list.size()---");
        List<String> list = new ArrayList();
        System.out.println(list.size());/**输出：0*/
        System.out.println("---list.add()---");
        //add往尾部添加元素
        list.add("肖战");
        list.add("王一博");
        list.add("百香果");
        System.out.println(list.size());/**输出：3*/
        System.out.println("---list.get()---");
        System.out.println(list.get(1));/**输出：王一博*/
        System.out.println("---list.contains(\"百香果\")---");//转义\"
        System.out.println(list.contains("百香果"));/**输出：true*/
        System.out.println("---list.set(1,\"博肖\")---");
        list.set(1, "博肖");
        System.out.println(list.get(1));/**输出：博肖*/
        System.out.println("---指定位置插入---");
        list.add(1, "王君一");//指定位置添加插入元素
        System.out.println(list.get(1));/**输出：王君一*/
        System.out.println(list.size());/**输出：4*/
        System.out.println("---for i遍历---");
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            System.out.println(list.get(i));
        }
        System.out.println("---remove---");
        //按照对象删除，返回值是Boolean值
        //System.out.println(list.remove("pq"));/*true*/
        //按照索引删除，返回值是删除对象
        System.out.println(list.remove(1));/**输出：王君一*/
        System.out.println("---增强for循环遍历---");
        //增强for本质是iterator迭代器，增强for是语法糖
        for (String s : list) {
            System.out.println(s);
        }

        List<String> list1 = new ArrayList<>();
        list1.add("啵比");
        list1.add("赞比");
        list.addAll(list1);
        System.out.println("---迭代器遍历---");
        //获取迭代器
        Iterator<String> iterator = list.iterator();
        //iterator.hasNext()，返回Boolean值，判断是否有下一个元素
        int i = 1;//游标
        while (iterator.hasNext()) {
            //获取下一个元素,要迭代器遍历，一定要调用next方法，保证游标移动，如果游标不移动iterator.next()永远是true
            System.out.println(iterator.next());
            System.out.println(i);
            if (i == 10) {
                break;
            }
            i++;
        }
        System.out.println("---list.subList(1,3)----");
        //fromIndex(包括)和toIndex(不包括)索引之间的数据
        List<String> list3 = list.subList(1, 3);//左闭右开
        for (String s : list3) {
            System.out.println(s);
        }
        System.out.println("---遍历过程中删除---");
        /*增加for循环不能边遍历边删除
        异常：java.util.ConcurrentModificationException
        for (String s:list) {
            System.out.println(s);
            list.remove(s);
        }*/

        /*从前往后删除
        System.out.println("删前："+list.size());
        int size=list.size();
        for (int j = 0; j < size; j++) {
            System.out.println(list.get(0));
            list.remove(0);
        }
        System.out.println("删后："+list.size());
        */

        //从后往前删除
        System.out.println("删前：" + list.size());
        for (int j = list.size() - 1; j >= 0; j--) {
            System.out.println(list.get(j));
            list.remove(j);
        }
        System.out.println("删后：" + list.size());
        System.out.println("---迭代器删除---");

        //边遍历边删除推荐用迭代器,只要动游标就可删除
        System.out.println("删前：" + list1.size());
        Iterator<String> iterator1 = list1.iterator();
        while (iterator1.hasNext()) {
            String next = iterator1.next();
            System.out.println(next);
            iterator1.remove();
        }
        System.out.println("删后：" + list1.size());
    }
}

3.2.2 LinkedList

LinkedList类位置java.util.包，它是List下面的类。找头和尾非常快，效率高，查询少
构造方法
特点

(1)有序，可重复

(2)底层使用双链表存储，所以查找慢（LinkedList不能随机访问，从开头或结尾遍历列表），添加和删除快

(3)LinkedList也是非同步的
案例

查看代码

public class BookEntity {
    private String name;
    private double price;
    public BookEntity(String name, double price) {
        this.name = name;
        this.price = price;
    }
    public String getName() {return name; }
    public void setName(String name) {this.name = name;}
    public double getPrice() {return price;}
    public void setPrice(double price) {this.price = price;}
    @Override
    public String toString() {
        return "BookEntity{" + "name='" + name + '\'' + ", price=" + price + '}';
    }
} import com.BookEntity;
import java.util.LinkedList;
public class LinkedListTest {
    public static void main(String[] args) {
        LinkedList<BookEntity> linkedList = new LinkedList<>();
        BookEntity be1 = new BookEntity("三国演义", 20);
        BookEntity be2 = new BookEntity("西游记", 30);
        BookEntity be3 = new BookEntity("红楼梦", 40);
        BookEntity be4 = be3;
        System.out.println("----------linkedList.add()----------");
        linkedList.add(be1);
        linkedList.add(be2);
        linkedList.add(be3);
        linkedList.add(be4);//添加重复元素,List可添加
        System.out.println("linkedList的数量为：" + linkedList.size());
        for (BookEntity be : linkedList) {
            System.out.println(be);
        }
        System.out.println("----------linkedList.get()-----------");
        System.out.println(linkedList.get(1));
        System.out.println("--------addFirst(),addLast()---------");
        BookEntity be5 = new BookEntity("水浒传", 50);
        BookEntity be6 = new BookEntity("聊斋", 45);
        linkedList.addFirst(be5);
        linkedList.addLast(be6);
        for (BookEntity be : linkedList) {
            System.out.println(be);
        }
        System.out.println("--------getFirst(),getLast()----------");
        System.out.println(linkedList.getFirst());
        System.out.println(linkedList.getLast());
        System.out.println("------removeFirst(),removeLast()------");
        System.out.println(linkedList.removeFirst());//返回删除的元素
        System.out.println(linkedList.removeLast());
        System.out.println("-------------删除后遍历------------");
        for (BookEntity be : linkedList) {
            System.out.println(be);
        }
    }
}

3.2.3 Vector

Vector类位置java.util.Vector
Interface Enumeration<E>是接口
1.Vector与ArrayList相似，操作几乎一样，但是Vector是同步的。所以说Vector是使用数组实现的线程安全的列表；

2.Vector在进行默认规则扩容时，新数组的长度=原始数组长度*2，也可以指定扩容长度；

3.创建对象的时候初始化长度为10。

案例

import java.util.Enumeration;
import java.util.Vector;
public class VectorTest {
    public static void main(String[] args) {
        Vector<String> vector = new Vector<>();
        vector.add("jack");
        vector.add("tom");
        vector.add("lucy");
        vector.add("jack");
        System.out.println(vector.size());
        //获取Enumeration接口对象
        Enumeration<String> elements = vector.elements();
        while (elements.hasMoreElements()) {
            String s = elements.nextElement();
            System.out.println(s);
        }
    }
}

说出ArrayList与Vector的区别？

相同点：ArrayList与Vector的底层都是由数组实现的。

不同点：1、ArrayList不同步，线程相对不安全，效率相对高；Vector同步的，线程相对安全，效率相对较低。

2、ArrayList是JDK1.2出现的。Vector是jdk1.0的时候出现的。

3、扩容方式：ArrayList扩容方式：原来数组长度1.5倍

Vector扩容方式：默认是原来数组长度的2倍

4、实现方法不同

3.2.4 Stack

Stack继承自Vector，实现一个后进先出（先进后出）的堆栈
Stack提供5个额外的方法使得Vector得以被当作堆栈使用。

基本的push和pop 方法，还有peek方法得到栈顶的元素，empty方法测试堆栈是否为空，search方法检测一个元素在堆栈中的位置
Stack刚创建后是空栈

案例

查看代码

import java.util.Iterator;
import java.util.Stack;
public class StackTest {
    public static void main(String[] args) {
        Stack<Integer> stack = new Stack<>();
        stack.add(85);
        //入栈
        stack.push(95);//添加
        stack.push(105);
        System.out.println("----获取栈顶元素---");
        Integer stackUpElement = stack.peek();
        System.out.println(stackUpElement);/*输出：105*/
        System.out.println("-----遍历栈-----");
        Iterator<Integer> iterator = stack.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            Integer next = iterator.next();
            System.out.println(next);
        }/*输出：85 95 105*/
        System.out.println("---少栈顶元素---");
        //出栈，stack中少一个元素，少栈顶元素
        Integer pop = stack.pop();
        System.out.println(pop);/*输出：105*/
        System.out.println("---出栈---");
        Iterator<Integer> iterator1 = stack.iterator();
        while (iterator1.hasNext()) {
            Integer next = iterator1.next();
            System.out.println(next);
        }/*输出：85 95*/
    }
}

3.2.5 Queue

队列是一种先进先出的数据结构，元素在队列末尾添加，在队列头部删除。Queue接口扩展自Collection，并提供插入、提取、检验等操作
接口Deque，是一个扩展自Queue的双端队列，它支持在两端插入和删除元素，因为LinkedList类实现了Deque接口，所以通常我们可以使用LinkedList来创建一个队列。PriorityQueue类实现了一个优先队列，优先队列中元素被赋予优先级，拥有高优先级的先被删除

查看代码

import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;
public class QueueTest {
    public static void main(String[] args) {
        //Deque extends Queue  LinkedList实现了Deque接口
        Queue<String> queue = new LinkedList<>();
        queue.add("jack");//入队
        queue.add("jin");
        queue.add("lucy");
        System.out.println("------queue.element()------");
        //查看队头元素，并不删除队头元素
        System.out.println("element()：" + queue.element());
        System.out.println("element()：" + queue.element());
        System.out.println("------queue.peek()------");
        //查看队头元素，并不删除队头元素
        System.out.println("peek()：" + queue.peek());
        System.out.println("peek()：" + queue.peek());
        System.out.println("------queue.poll()------");
        //poll 削除队头元素,返回削除队头元素
        System.out.println("poll()：" + queue.poll());
        //peek查看
        System.out.println("peek()：" + queue.peek());
        System.out.println("------queue.remove()------");
        //remove 删除队头元素,返回删除队头元素
        System.out.println("remove()：" + queue.remove());
        //peek查看
        System.out.println("peek()：" + queue.peek());
    }
}

4.Set接口

Set接口位置java.util.Set
特点：一个不包含重复元素的 collection
Set接口方法与Collection方法一致。
Set接口中常用的子类：
- HashSet：底层调用HashMap中的方法,集合元素唯一,不保证迭代顺序，线程不安全(不同步),存取速度快。
- TreeSet：元素不重复，能按照指定顺序排列。存储的对象必须实现Comparable接口。线程不安全(不同步)。
- LinkedHashSet: 哈希表和链表实现了Set接口，元素唯一，保证迭代顺序。

4.1 Set的常见实现类

4.1.1 EnumSet

EnumSet：是枚举的专用Set。所有的元素都是枚举类型

4.1.2 HashSet

常用方法：
- boolean add(E e) 将指定的元素添加到此集合（如果尚未存在）。
- void clear() 从此集合中删除所有元素。
- boolean contains(Object o) 如果此集合包含指定的元素，则返回 true 。
- boolean remove(Object o) 如果存在，则从该集合中删除指定的元素。
- int size() 返回此集合中的元素个数。
HashSet特点：
- HashSet：无序不重复，无索引
- 默认不重复的是虚地址，要想内容不重复，就重写hashcode和equals方法。
- 底层是HashMap实现，HashMap底层是由数组+链表+红黑树实现
- HashSet堪称查询速度最快的集合，因为其内部是以HashCode来实现的。它内部元素的顺序是由哈希码来决定的，所以它不保证set的迭代顺序；特别是它不保证该顺序恒久不变
- 无索引，无法使用for循环来遍历，可以使用增强for循环和迭代器来循环
- 造成存泄露的原因：HashSet的remove方法也依赖于哈希值进行待删除节点定位，如果由于集合元素内容被修改而导致hashCode方法的返回值发生变更，那么，remove方法就无法定位到原来的对象，导致删除不成功，从而导致内存泄露。

HashSet<一>：

查看代码

import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;
import java.util.Set;
public class HashSetTest {
    public static void main(String[] args) {
        Set<String> set = new HashSet<>();
        set.add("111");
        set.add("222");
        set.add("e333");
        set.add("44e4");
        set.add("222");
        //HashSet去重
        System.out.println("HashSet元素的数量为：" + set.size());
        System.out.println("----foreach----");
        //添加顺序与遍历元素顺序不一定一致
        for (String s : set) {
            System.out.println(s);
        }
        System.out.println("----Iterator----");
        Iterator<String> iterable = set.iterator();
        while (iterable.hasNext()) {
            System.out.println(iterable.next());
        }
        System.out.println("----contains----");
        boolean bl = set.contains("e333");
        System.out.println(bl);
        System.out.println("----clear----");
        set.clear();  //清空
        System.out.println("HashSet元素的数量为：" + set.size());
    }
}

HashSet<二>：

查看代码

import java.util.HashSet;
import java.util.Set;
public class HashSetTest2 {
    public static void main(String[] args) {
        Set<Person> sets = new HashSet<>();
        Person p1 = new Person("jack", 18);
        Person p2 = new Person("jim", 19);
        Person p3 = new Person("lucy", 20);
        System.out.println(p1 == p2);//false
        //p1==p2比较的是什么？比较的是地址值，
        //equals()比较两个对象是否相等,equals是Object的方法，
        //也就是说任何对象都有这个方法，我们就重写equals来符合业务需求
        System.out.println(p1.equals(p2));//false
        /**HashSet为什么优先选择HashCode比较然后再equals？
         * 因为HashCode计算和比较效率高于equals比较*/
        /**HashSet怎么判断两个Person是不是同一个，
         * 首先判断Person对象的HashCode是否相等，
         * 如果不相等就认为不是同一个对象，
         * 如果Hashcode相等，再次判断equals是否返回true，
         * 如果返回true就认为是同一个对象，返货false就认为不是同一个对象*/
        //重写HashCode和equals规则:
        // equals相等Hashcode相同，HashCode相同equals不一定相等（eg:hashCode相同，equals不等）
        sets.add(p1);
        sets.add(p2);
        sets.add(p3);
        System.out.println("sets当前数量：" + sets.size());
        //修改P3的age
        p3.setAge(22);//删不掉
        sets.remove(p3);
        System.out.println("sets当前数量：" + sets.size());
        //再次添加p3,还能添加成功
        sets.add(p3);
        System.out.println("sets当前数量：" + sets.size());
        for (Person person : sets) {
            System.out.println(person);
        }
    }
}

import java.util.Objects;
public class Person {
    private String name;
    private int age;

    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 +
                '}';
    }

    /**
     * 重写hashcode规则
     *
     * @return
     */

    @Override
    public int hashCode() {
        return name.hashCode() + age;
    }
//    @Override
//    public int hashCode() {
//        return Objects.hash(name, age);
//    }
}

HashSet<三>：

查看代码

public class Student {
    private String no;
    private String name;
    private int age;
    public Student(String no, String name, int age) {
        this.no = no;
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    public String getNo() {
        return no;
    }
//    public void setNo(String no) {
//        this.no = no;
//    }
    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 "Student{" +
                "no='" + no + '\'' +
                ", name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
    //如果业务上有要求：如果两个学生的学号相同就认为是同一个学生，
    //在业务判断中，用equals判断对象是否相等
    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        Student otherStu = (Student) o;
        if (this.getNo() == null || otherStu.getNo() == null) {
            return false;
        }
        return this.getNo().equals(otherStu.getNo());
    }
    //重写HashCode，适应HashSet和HashMap
    // equals相等HashCode必须相同时，HashCOde相同equlas不一定相等
    @Override
    public int hashCode() {
        //只有相同的学号字符串，HashCode也相同
        //不同字符串HashCode也有可能相同，不影响，因为HashSet和HashMap，盘算HashCode相等之后还有判断equals
        return this.getNo().hashCode();
    }
}

import java.util.HashSet;
import java.util.Set;
public class StudentHashSet {
    public static void main(String[] args) {
        Student s1 = new Student("001", "jack", 20);
        Student s2 = new Student("002", "tom", 30);
        Student s3 = new Student("003", "bxx", 40);
        //在业务看来s1和s5相等
        Student s5 = new Student("003", "lucy", 40);
        Student s4 = s1;
        //没有业务要求，s1,s2,s3是三个不相等的对象（s1,s2,s3内存地址不相等）
        Set<Student> sets = new HashSet<>();
        //HashSet怎么判断s1,s2,s3是不相等的三个对象？
        //1、判断HashCode是否相等
        //2、如果HashCode相同，就判断equals是否相等
        s1.setAge(80);
        s2.setAge(90);
        s3.setAge(100);
//        s1.setNo("004");//在业务上已经发生改变，s1不再是原来的学生了，再次删除不掉，是符合业务需求的
        System.out.println(s1.hashCode());//没修改年龄前的HashCode：460141958
        System.out.println(s2.hashCode());//没修改年龄前的HashCode：1163157884
        System.out.println(s3.hashCode());//没修改年龄前的HashCode：1956725890
        System.out.println(s4.equals(s1));//true
        sets.add(s1);
        sets.add(s2);
        sets.add(s3);
        sets.add(s4);//去重
        sets.add(s5);
        System.out.println("数量：" + sets.size());
        sets.remove(s1);
        System.out.println("数量：" + sets.size());
        //如果业务上有要求：如果两个学生的学号相同就认为是同一个学生，
    }
}

4.1.3 LinkedHashSet

LinkedHashSet继承自HashSet，它主要是用链表实现来扩展HashSet类，HashSet中条目是没有顺序的，但是在LinkedHashSet中元素既可以按照它们插入的顺序排序，也可以按它们最后一次被访问的顺序排序
保持Set中元素的插入顺序或者访问顺序，就使用LinkedHashSet

案例

查看代码

import java.util.ArrayList;
import java.util.LinkedHashSet;
import java.util.List;
public class LinkedHashSetTest {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("a");
        list.add("a");
        list.add("b");
        list.add("b");
        list.add("c");
        list.add("c");
        list.add("d");
        list.add("c");
        list.add("d");
        //要求list去重，又要保证顺序
        LinkedHashSet<String> lhs = new LinkedHashSet();
        lhs.addAll(list);
        for (String s : lhs) {
            System.out.println(s);
        }
    }
}

4.1.4 TreeSet

TreeSet特点：无序不重复，但是排序。线程不安全（不同步）。底层基于TreeMap实现。
使用元素的自然顺序（字典顺序）进行排序：
- 存储非自定义对象(必须本身已经实现Comparable的接口)，默认进行排序。
- 存储自定义对象(需要实现Comparable接口,重写compareTo方法)进行排序。
- 接口Comparable<T>

使用比较器进行排序：

可以使用外部比较器Comparator，灵活为类定义多种比较器，此时类本身不需要实现Comparable接口；

查看代码

public class Teacher implements Comparable<Teacher> {
    private String name;
    private int age;
    private int level;
    public Teacher(String name, int age, int level) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.level = level;
    }
    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 int getLevel() {
        return level;
    }
    public void setLevel(int level) {
        this.level = level;
    }

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

    /**
     * 比较两个对象大小(通过年龄比大小)
     *
     * @param o
     * @return 大于0：当前对象大于传入对象o；小于0：当前对象小于传入对象o；等于0：当前对象等于传入对象o
     */
    @Override
    public int compareTo(Teacher o) {
        //return this.age-o.age;//由小到大排序
        return o.age - this.age;//由大到小排序
        //this表示新添加的元素
        //例如：第一个添加的元素是Jack，第二个是Tom
        //this指的是Tom，o指的是Jack
        //结果-3，表示Tom<Jack
    }
}

import java.util.Set;
import java.util.TreeSet;
public class TreeSetTest {
    public static void main(String[] args) {
        //创建对象Teacher
        Teacher t1 = new Teacher("jack", 20, 13);
        Teacher t2 = new Teacher("tom", 28, 14);
        Teacher t3 = new Teacher("lucy", 30, 20);
        Teacher t4 = new Teacher("yam", 25, 17);
        //创建TreeSet对象
        //元素对象哪个大哪个小，取决于Comparable接口CompareTo方法的返回值
        Set<Teacher> sets = new TreeSet<>();
        sets.add(t1);
        sets.add(t2);
        sets.add(t3);
        sets.add(t4);
        System.out.println("sets的数量为：" + sets.size());
        for (Teacher t : sets) {
            System.out.println(t);
        }
    }
}

5.Map接口

Map是由一系列键值对组成的集合，提供了key到Value的映射。同时它也没有继承 Collection。
Map是一个key对应一个value，所以它不能存在相同的 key 值，当然value值可以相同
Map接口提供了重要的针对键、值进行操作的接口方法

5.1 HashMap

特点：
- 1.底层实现1.7之前:数组+链表 1.8以后：数组+链表+红黑树
- 2.key不允许重复，如果key的值相同，后添加的数据会覆盖之前的数据
- 3.HashMap是非线程安全的，允许存放null键，null值。

查看代码

import java.util.Collection;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
public class HashMapTest {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String, Teacher> maps = new HashMap<>();//创建HashMap对象
        //创建Teacher对象
        Teacher t1 = new Teacher("唐僧", 25, 100);
        Teacher t2 = new Teacher("孙悟空", 3000, 80);
        Teacher t3 = new Teacher("猪八戒", 2000, 60);
        Teacher t4 = new Teacher("沙悟净", 2000, 50);
        Teacher t5 = new Teacher("沙悟净1", 2300, 65);
        //Teacher添加到HashMap中
        maps.put("唐僧", t1);
        maps.put("孙悟空", t2);
        maps.put("孙悟空", t1);//value重复，t1替换t2，后赋值的覆盖前面的
        maps.put("猪八戒", t3);
        maps.put("沙悟净", t4);
        maps.put("沙悟净", t5);//key重复，t5替换t4，后赋值的覆盖前面的
        System.out.println("maps的数量：" + maps.size());
        System.out.println("maps的containsKey：" + maps.containsKey("孙悟空"));
        System.out.println("maps的containsValue：" + maps.containsValue(t3));
        Teacher t0 = maps.get("猪八戒");
        System.out.println("maps的get方法,根据Key获取Value值：" + t0);
        System.out.println("--------遍历Key-------");
        Set<String> keys = maps.keySet();
        for (String key : keys) {
            System.out.println(key);
        }
        System.out.println("--------遍历Value-------");
        Collection<Teacher> value = maps.values();
        for (Teacher t : value) {
            System.out.println(t);
        }
        System.out.println("-------根据Key删除元素-------");
        Teacher remove = maps.remove("猪八戒");
        System.out.println("删除的元素为：" + remove);
        System.out.println("--------遍历KeyValue对 对象Entry-------");
        Set<Map.Entry<String, Teacher>> entries = maps.entrySet();
        for (Map.Entry<String, Teacher> entry : entries) {
            Object key = entry.getKey();
            Teacher value1 = entry.getValue();
            System.out.println("Key为：" + key + ",value为：" + value1);
        }
    }
}

数据结构：

java1.7 HashMap结构

大方向上，HashMap 里面是一个数组，然后数组中每个元素是一个单向链表。上图中，每个绿色

的实体是嵌套类 Entry 的实例，Entry 包含四个属性：key, value, hash 值和用于单向链表的 next
1. capacity：当前数组容量，始终保持 2^n，可以扩容，扩容后数组大小为当前的 2 倍。
2. loadFactor：负载因子，默认为 0.75。
3. threshold：扩容的阈值，等于 capacity * loadFactor
java1.8 HashMap结构:

Java1.8 对 HashMap 进行了一些修改，最大的不同就是利用了红黑树，所以其由数组+链表+红黑树组成。

根据 Java1.7 HashMap 的介绍，查找的时候，根据 hash 值我们能够快速定位到数组的具体下标，但是之后的话，需要顺着链表一个个比较下去才能找到我们需要的，时间复杂度取决于链表的长度，为 O(n)。为了降低这部分的开销，在 Java1.8 中，当链表中的元素超过了 8 个以后，会将链表转换为红黑树，在这些位置进行查找的时候可以降低时间复杂度为 O(logN)。
如何判断key是否相同：第一步计算key的hashcode是否想相同，如果不同，就认为key不相同，如果相同进行第二步判断，判断key的equals是否为true，如果为false就是认为key不相同，如果为true就认为key相同
所以我们重写hashcode和equals的原则，hashcode相同，equals不一定相等，但是equals相等，hashcode必须相同

5.2 HashTable

Hashtable，它的操作接口和HashMap相同。
HashMap和HashTable的区别在于：
- Hashtable是线程安全的，而HashMap是非线程安全的
- Hashtable不允许空的键值对，而HashMap可以
- Hashtable与HashMap都实现Map接口，但二个类的继承的父类不是同一个
HashTable底层实现:数组+链表+红黑树

案例

查看代码

import java.util.Collection;
import java.util.HashMap;
import java.util.Hashtable;
import java.util.Map;
public class HashTableTest {
    public static void main(String[] args) {
        Hashtable<String, Integer> hashTable = new Hashtable<>();
//        hashTable.put(null,1);//运行报错，java.lang.NullPointerException，key不能是null
//        hashTable.put("a",null);//运行报错，java.lang.NullPointerException，value不能是null
//        hashTable.put(null,null);//运行报错，java.lang.NullPointerException
        HashMap<String, Integer> hashmap = new HashMap<>();
        hashmap.put(null, 1);//key可以为null
        hashmap.put("jack", null);//value也可以为null
        hashmap.put(null, null);

        for (Map.Entry<String, Integer> entry : hashmap.entrySet()
        ) {
            System.out.println(entry);
        }
    }
}

5.3 ConcurrentHashMap

特点：ConcurrentHashMap是线程安全并且高效的HashMap
常用方法：同HashMap
数据结构：JDK8 数组+链表+红黑树，数组的结构可能是链表，也可能是红黑树，红黑树是为了提高查找效率。采用CAS+Synchronized保证线程安全。CAS表示原子操作，例如：i++不是原子操作。Synchronized：表示锁，多线程能够保证只有一个线程操作。
ConcurrentHashMap比HashTable效率要高

案例：

查看代码

import java.util.Map;
import java.util.Set;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
public class ConcurrentHashMapTest {
    public static void main(String[] args) {
        ConcurrentHashMap<String, Integer> concurrentHashMap = new ConcurrentHashMap<>();
//        concurrentHashMap.put(null,1);//key不能为null
        concurrentHashMap.put("jack", 20);
//        concurrentHashMap.put("lucy",null);//value不能为null
        System.out.println("数量为：" + concurrentHashMap.size());
        Set<Map.Entry<String, Integer>> entries = concurrentHashMap.entrySet();
        for (Map.Entry<String, Integer> en : entries) {
            System.out.println(en);
        }
    }
}

5.4 LinkedHashMap

LinkedHashMap继承自HashMap，它主要是用链表实现来扩展HashMap类，HashMap中条目是没有顺序的，但是在LinkedHashMap中元素既可以按照它们插入的顺序排序，也可以按它们最后一次被访问的顺序排序
保持Map中元素的插入顺序或者访问顺序，就使用LinkedHashMap

案例

查看代码

import java.security.Key;
import java.util.Iterator;
import java.util.LinkedHashMap;
import java.util.Set;
public class LinkedHashMapTest {
    public static void main(String[] args) {
        LinkedHashMap<String, Integer> linkedHashMap = new LinkedHashMap<>();
        linkedHashMap.put("jack", 20);
        linkedHashMap.put("tom", 23);
        linkedHashMap.put("lucy", 22);
        linkedHashMap.put("wan", 25);
        System.out.println("数量为：" + linkedHashMap.size());
        Set<String> keys = linkedHashMap.keySet();
        Iterator<String> it = keys.iterator();
        while (it.hasNext()) {
            String key = it.next();
            Integer value = linkedHashMap.get(key);
            System.out.println("key=" + keys + ",value=" + value);
        }
    }
}

5.5 TreeMap

TreeMap特点：可以对Map集合中的元素进行排序。
- 1.TreeMap基于红黑树数据结构的实现
- 2.键可以使用Comparable或Comparator接口, 重写compareTo方法来排序。
- 3.自定义的类必须实现接口和重写方法，否则抛异
- 4.Key值不允许重复，如果重复会把原有的value值覆盖。
使用元素的自然顺序（字典顺序）进行排序：
- 对象(本身具有比较功能的元素)进行排序。
- 自定义对象（本身没有比较功能的素）进行排序(要进行比较那就让元素具有比较功能，
  
  那就要实现Comparable这个接口里compareTo的方法)
使用比较器进行排序：
- 定义一个类实现Comparator接口，覆盖compare方法，将类对象作为参数传递给TreeSet集合的构造方法

查看代码


import java.util.Map;
import java.util.Set;
import java.util.TreeMap;
import java.util.TreeSet;
public class TreeMapTest {
    public static void main(String[] args) {
        Product p1 = new Product("苹果", 20);
        Product p2 = new Product("香蕉", 30);
        Product p3 = new Product("巧克力", 50);
        //创建外部比较器
        ProductComparator comparator = new ProductComparator();
        //new TreeMap传入外部比较器对象
        TreeMap<Product, String> treeMap = new TreeMap<>(comparator);
        treeMap.put(p1, "我是苹果");
        treeMap.put(p2, "我是香蕉");
        treeMap.put(p3, "我是巧克力");
        Set<Map.Entry<Product, String>> entries = treeMap.entrySet();
        for (Map.Entry<Product, String> en : entries) {
            System.out.println(en);
        }
        System.out.println("------------------------");
        TreeSet<Product> treeSet = new TreeSet<>(comparator);
        treeSet.add(p1);
        treeSet.add(p2);
        treeSet.add(p3);
        for (Product p : treeSet) {
            System.out.println(p);
        }
    }
}

标签：list,System,Collection,println,add,集合,public,out
来源： https://www.cnblogs.com/xzwyb/p/16129373.html

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Collection集合

1.集合类介绍

2.Collection接口

2.1 Collection接口是最基本的集合接口

2.2 Collection的遍历

3.List接口

3.1 List接口为Collection子接口。

2.2 List的常见实现类

3.2.1 List接口实现类-ArrayList

3.2.2 LinkedList

3.2.3 Vector

3.2.4 Stack

3.2.5 Queue

4.Set接口

4.1 Set的常见实现类

4.1.1 EnumSet

4.1.2 HashSet

4.1.3 LinkedHashSet

4.1.4 TreeSet

5.Map接口

5.1 HashMap

5.2 HashTable

5.3 ConcurrentHashMap

5.4 LinkedHashMap

5.5 TreeMap