Java 数组和集合

最新推荐文章于 2025-10-28 13:12:06 发布

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本文介绍了Java基本类型，包括基本数据类型和引用数据类型及缓存情况。阐述了Java数组的创建、数组与集合的转换及注意问题。还详细讲解了Java集合，如List、Set、Map的实现类特点，以及Collections集合工具类对集合元素的排序、搜索等操作。

〇、Java 基本类型。

今天一个同学问我，Java 基本类型 int 类型是 4 个字节 ? char 呢？

Java 有两大基本类型：基本数据类型和引用数据类型

基本数据类型（8 种，四整两浮一符一布）：默认的整型是 int ，默认的浮点型是 double。
对于数值类型的基本类型的取值范围，我们无需强制去记忆，因为它们的值都已经以常量的形式定义在对应的包装类中了。
引用数据类型（除去上述基本类型的包装类以外，还有由类的构造函数创建，可以使用它们访问所引用的对象。）：对象、数组都是引用数据类型，引用数据类型的默认值都是 null 。

需要注意缓存。

Boolean（全部缓存）
Byte（全部缓存）
Integer（-128 — 127 缓存）
Short（-128 — 127 缓存）
Long（-128 — 127 缓存）
Character（<= 127缓存）
Float（没有缓存）
Doulbe（没有缓存）

一、Java 数组

Java 语言中提供的数组是用来存储固定大小的同类型元素。
Java语言使用new操作符来创建数组，语法如下：（详细内容请查看菜鸟教程）

arrayRefVar = new dataType[arraySize];
上面语句做了两件事：1、使用 dataType[arraySize] 创建了一个数组。
2、把新创建的数组的引用赋值给变量 arrayRefVar。

创建和声明同时：dataType[] arrayRefVar = new dataType[arraySize];
声明时，直接填充内容：dataType[] arrayRefVar = {value0, value1, ..., valuek};

数组转集合（ Arrays.asList(array) ），集合转数组（ list.toArray() ）。

数组转集合使用 Arrays 的 asList 方法，它将数组转化成一个List，可以用这个 List 构造Set。Set set = new HashSet(Arrays.asList(array));
集合转数组使用 toArray 方法，可以通过强转来得到目标数组。
array2 = (String[]) set.toArray(new String[set.size()]); ( 将 list 中的内容放入参数数组中，当参数数组的长度小于 list 的元素个数时，会自动扩充数组的长度以适应 list 的长度，这条语句直接使用了集合的长度 )

需要注意的问题。

asList() 原始类型不能作为 Arrays.asList 方法的参数，否则会被当做一个参数。
查看源码：T 作为泛型的参数，而基本类型是不能够作为泛型参数的。

int[] list = {1,2,3,4};
List list = Arrays.asList(list);
System.out.println(list.size()); 	 // 编辑器把 int[] 数组当做了一个引用的参数对象，输出值 1

Arrays.asList(list) 返回的 ArrayList 是 Arrays 的静态内部私有类实现，继承了 AbstractList ，属于不可变结构，不是常用的那个 ArrayList ，只实现了size 、toArray、get、set、contains几个方法，具体请看源码【Ctrl + 点击方法名】。
下图中，不可变结构的 Arrays 的 ArrayList 通过构造放入真正的 ArrayList，就可以正常使用了。
集合的相等只在乎元素数据的比较，其中 equals 方法都是 AbstractList 中实现的，比较的依据是通过迭代器遍历元素挨个 equals 比较。

二、Java 集合

集合按照存储结构可以分为，单列集合 Collection 和双列集合 Map 。

Collection ：单列集合类的根接口，用于存储一系列符合某种规则的元素。重要的两个子类 List 和 Set 。List 是有序可重复，接口主要实现类 ArrayList 和 LinkedList 。Set 是无序不能重复，接口主要实现类有 HashSet 和 TreeSet 。
Map ：双列集合类的根接口，用于存储具有键值（Key-Value）映射关系的元素。可以通过指定的 Key 找到对应的 Value 。Map 的主要实现类有 HashMap 和 TreeMap 。

在这里插入图片描述

①、List 是有序可重复，接口主要实现类 ArrayList 和 LinkedList

ArrayList 集合

Array 与 ArrayList 的区别。
①、Array 可以包含基本类型和对象类型，ArrayList 只能包含对象类型。
②、Array 的大小是固定的，ArrayList 的大小是动态变化的，ArrayList 提供了更多的方法和特性，addAll()、removeAll()、iterator() 等方法。

LinkedList 集合

集合内部维护了一个双向循环链表，链表元素都使用引用的方式来记住它的前一个元素和后一个元素，从而将所有元素连接起来。

最基本的使用。

ArrayList 和 LinkedList 的区别。

主要区别：

ArrayList 是实现了基于动态数组的数据结构，ArrayList 集合在查询元素的时候速度很快，但在增删元素时效率较低。因为 LinkedList 要移动指针。
LinkedList 基于链表的数据结构，对于新增和删除操作 add 和 remove，LinedList 比较占优势，因为 ArrayList 要移动数据，而 linkedList 只需要改变引用的前后关系。

Iterator 接口（迭代器）

Iterator 主要用于迭代访问（即遍历）Collection 中的元素。

Collection 集合遍历
Map 集合遍历

②、Set 是无序不能重复，接口主要实现类有 HashSet 和 TreeSet

HashSet 集合

为保证 HashSet 正常操作，要求在存入对象时，重写 Object 类中的 hashCode() 和 equals() 方法。

add("Json") ，会先调用对象的 hashCode() 方法获取哈希值，通过哈希值确定存储地址，地址没对象直接存入，地址有对象则进行 equals() 方法进行判断，相等则舍弃，不等则覆盖。在使用自定义对象的时候，一定要注意重写 hashCode() 与 equals() .

TreeSet 集合

③、Map 的实现类有 HashTable、HashMap 和 TreeMap

HashTable 集合

HashMap 集合

遍历集合的两种方式。

// 第一种：先遍历 Map 集合中的所有键，再根据键获取相应的值
Set keys = map.keySet(); 		// 获取键的集合
Iterator it = keys.iterators();		// 迭代键值
it.hasNext();		// 判断下一个元素是否有内容
it.next();		// 获取值
map.get(key);		// 通过 key  获取 values 。
// 第二种：通过 values() 方法直接获取 Map 集合的所有值的 Collection 集合。
Collection values = map.values();	// 获取 map 存储的所有值。

TreeMap 集合

TreeMap 的红黑树。

红黑树就是节点是红色或者黑色的平衡二叉树，它通过颜色的约束来维持着二叉树的平衡。对于一棵有效的红黑树二叉树而言我们必须增加如下规则：
1、每个节点都只能是红色或者黑色
2、根节点是黑色
3、每个叶节点（NIL节点，空节点）是黑色的。
4、如果一个结点是红的，则它两个子节点都是黑的。也就是说在一条路径上不能出现相邻的两个红色结点。
5、从任一节点到其每个叶子的所有路径都包含相同数目的黑色节点。

Properties 集合

Java 读取 Properties 文件（注意文件路径）。

叁、Collections 集合工具类。

Collections 则是集合类的一个工具类，其中提供了一系列静态方法，用于对集合中元素进行排序、搜索以及线程安全等各种操作。

对集合进行排序。Collections.sort(Collection);
进行随机排序。Collections.shuffle(Collection);
返回所查找元素的索引。Collections.binarySearch(Collection,Object);

这里我采用了两种情况进行测试，已知存在和不存在的部分，但是出现如图所示的问题，查找存在和不存在的字符串都是负数（表示不存在的意思。）
在这里插入图片描述
原因：Collections 的 binarySearch 方法的查找功能，但是要是用二分查找的 List 必须是有序的，也就是使用 Collections 中的 sort 方法进行自然排序。

补充内容：-1 不是判断不存在的唯一标准，Java 编程技巧 2019.05.19 第5条

替换批定元素为某元素,若要替换的值存在刚返回true,反之返回false。Collections.replaceAll(List list,Object old,Object new);
反转集合中元素的顺序。Collections.reverse() ;
集合中的元素向后移m个位置，在后面被遮盖的元素循环到前面来。Collections.rotate(List list,int m)
集合 n 中的元素全部复制到 m 中,并且覆盖相应索引的元素。Collections.copy(List m,List n);
交换集合中指定元素索引的位置。Collections.swap(List list,int i,int j);
用对象 o 替换集合 list 中的所有元素。Collections.fill(List list,Object o);
返回大小为 n 的 List，List 不可改变，其中的所有引用都指向 o。Collections.nCopies(int n,Object o);
返回集合中的最大最小值。max();、min();