红黑树、HashSet、Map

最新推荐文章于 2022-05-27 15:59:03 发布

原创最新推荐文章于 2022-05-27 15:59:03 发布 · 237 阅读

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本文详细介绍了红黑树的规则及其添加元素的恢复策略。深入解析了HashSet的特性，包括无序性、唯一性，并探讨了JDK7和JDK8底层实现的区别，强调了hashCode和equals方法在保证元素唯一性中的作用。同时，概述了Map集合的基本使用、遍历方法，重点阐述了HashMap和TreeMap的底层原理，揭示了它们与HashSet的关联及排序特性。

红黑树

红黑树规则：

1.每一个节点都是红色或者黑色

2.如果一个节点没有子节点，就称为叶子节点（Null），叶子节点都是黑色

3.根节点是黑色

4.对于一个红色节点，他的子节点都是黑色

5.对任意的节点，到其叶子节点的简单路径，包含相同的黑色节点数目

红黑树添加元素：元素默认都是红色

如果添加元素破坏了红黑规则，可以如何恢复红黑规则？

HashSet

HashSet是属于Set集合的子类

HashSet集合的特点

1.元素没有顺序

2.元素不能重复（有条件的）

3.元素没有索引

HashSet集合的便利方式

1.迭代器遍历

2.增强for遍历

HashSet的底层原理

HashSet集合底层是哈希表结构，要理解哈希表首先得理解什么是哈希值。

什么是哈希值？

每一个对象都有哈希值，它是通过对象的地址算出来的一个int类型的值

如何获取哈希值？

在Object类中有一个方法叫hashCode（），通过这个方法可以获得哈希值

--同一个对象的hashCode值是一样的

--不同对象的hashCode值是不一样的

Student s1=new Student("张三",20);
Student s2=new Student("张三",20);

一般自己写一个类可以复写hashCode()方法，通过自己的属性值来计算哈希值。

    public class Student{
        private String name;
        private int age;
        //get和set,以及构造法自己补上
        
        //alt+insert --> hashCode And equals
        @Override
        public int hashCode(){
            int result = name != null ? name.hashCode() : 0;
            result = 31 * result + age;
            return result;
        }
    }

JDK7底层HashSet的原理

JDK7底层HashSet的数据结构（哈希表结构）：数组+链表的结构

往HashSet集合中添加元素，底层做的事情

1.计算元素的hashCode值，根据hashCode值来确定在数组中那个索引的位置

2.判断这个位置是否有元素

如果没有元素，直接存储

如果有元素，把添加的元素和集合中已有的元素进行比较，是用equals进行比较

3.如果hashCode和equals比较都相同，就认为元素重复，就不存储
4.如果hashCdoe相同，但是equals比较不同，就以链表的形式存储

JDK8底层HashSet的原理

如果同一个hashCode值的位置元素超过八个，就把链表改为红黑树

JDK8底层HashSet的数据结构：数组+链表+红黑树

HashSet如何包装元素唯一

1.复写元素的hashCode方法

2.复写元素的equals方法

Map集合

Map表示的是双列集合，集合中的元素是成对出现的，一对元素包括【键和值】

Map集合中键是不能重复的，但是值是可以重复的

Map集合的继承体系

Map接口

HashMap类

TreeMap类

Map集合的基本使用

//键和值都是String类

Map<String,String> map=new HashMap<>();

//添加元素

map.put("猪八戒","高老庄");
map.put("孙悟空","花果山");
map.put("沙和尚","流沙河");

System.out.println(map);

Map集合的常见方法

public V put(k key,v value)：把键和值添加到Map集合中； 如果键重复，新的值会替换旧的值。
    把被修改的值返回。

public V get(Object key) 
     根据键或者值；如果找不到就返回null
public V remove(Object key) 
     根据键删除【键值对】
     返回被删除的值。
public void clear() 
    清空集合的所有【键值对】

public int size()  
    获取Map集合中有多少个【键值对】
public boolean containsKey(Object key) 
     判断是否包含键
public boolean containsValue(Object value) 
     判断是否包含值

//定义一个字符串, 计算每一个字符出现的次数  h(2) e(2)  l(5)...
String str="hellojavahellowrold";
//键：字符，值：字符的个数
HashMap<Character,Integer> map=new HashMap<>();

//获取字符串中的每一个字符
for (int i = 0; i < str.length(); i++) {
    char ch=str.charAt(i);
    //判断map集合中是否包含ch键
    if(map.containsKey(ch)){
        //包含，先获取原来的值，再加1重新存回去
        int value=map.get(ch);
        map.put(ch,value+1);
    }else{
        //不包含，值就是1
        map.put(ch,1);
    }
}

System.out.println(map);

Map集合的遍历

通过键获取值的方式遍历Map集合

public Set<K> keySet() 
    返回Map集合所有键的Set集合



HashMap<String,String> map=new HashMap<>();
map.put("李晨","范冰冰");
map.put("贾乃亮","李小璐");
map.put("王宝强","马蓉");

//获取所有的键组成的Set集合
Set<String> keys = map.keySet();
for (String key : keys) {
    //通过键获取值
    String value = map.get(key);
    System.out.println(key+"...."+value);
}

通过获取【键值对】的方式遍历Map集合

public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet()  
    获取Map集合中所有的Entry对象，一个Entry对象表示一个【键值对】

//获取Entry对象的集合，Entry对象表示【键值对】
Set<Map.Entry<String, String>> entrys = map.entrySet();

//遍历Set集合
for (Map.Entry<String, String> entry : entrys) {
    String key = entry.getKey();
    String value = entry.getValue();
    System.out.println(key+"...."+value);
}