【JavaSE】十一、集合

原创已于 2022-09-07 20:10:31 修改 · 588 阅读

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于 2022-09-07 20:06:39 首次发布

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本文详细介绍了Java集合框架，包括Collection和Map接口及其子接口如List、Set、HashMap等。重点讲解了Iterator迭代器和foreach循环的使用，以及ArrayList、LinkedList、HashSet、TreeSet等常见集合类的特点和操作方法。此外，还阐述了Map接口的常用方法，如HashMap、TreeMap和Properties，并提到了Collections工具类提供的排序、查找、替换和同步控制功能。

集合框架概述

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接口：元素有序、可重复的集合
  - ArrayList、LinkedList、Vector
- Set接口：元素无需、不可重复的集合
  - HashSet、LinkedHashSet、TreeSet
Map接口：双列数据，存储(key-value)对的数据
- HashMap、LinkedHashMap、TreeMap、Hashtable、Properties

在这里插入图片描述

Iterator迭代器接口

Iterator对象成为迭代器【设计模式的一种】，用于遍历集合元素

提供一种方法访问一个容器(container)对象中各个元素，而又不暴露该对象的内部细节。

Collection接口继承了java.lang.Iterable接口，有一个iterator()方法，用以返回一个实现了Iterator接口的对象

Iterator仅用于遍历集合，本身不提供承装对象的能力，若要创建Iterator对象，必须有一个被迭代的集合

集合对象每次调用Iterator()都得到一个全新的迭代器对象，默认游标在集合的第一个元素之前。

方法：

while (iterator.hasNext()){
            //next():1，指针下移  2.将下移后集合位置上的元素返回
            Object o=iterator.next();
            System.out.println(o);
        }

remove()：在遍历期间删除集合中的元素，不同于集合直接调用remove()

foreach

Java5.0提供，不需获取Collection或数组的长度，无需索引访问元素

遍历集合的底层使用Iterator完成操作

for(要遍历的元素类型遍历后自定义名称【局部变量】 : 要遍历的结构名称){

}

Person[] persons=new Person[5];
        persons[0]=new Person("1号",1);
        persons[1]=new Person("2号",2);
        persons[2]=new Person("3号",3);
        persons[3]=new Person("4号",4);
        persons[4]=new Person("5号",5);
        for (Person person:persons){
            System.out.println(person.getName());
        }

Collection接口方法

contains(Object o)：判断当前集合是否包含obj

判断时调用的是obj所在类的equals方法，将集合内每个元素作为参数填入该对象的equals方法进行比较。

containsAll(Collection coll1)：判断coll1中的所有元素是否都存在于当前集合中

remove(Object obj)：调用obj所在类的equals方法，找到第一个相同的对象删除。删除成功则返回true

removeAll(Collection coll1)：从当前集合中移除coll1中所有的元素

retainAll(Collection coll1)：获取当前集合与coll1的交集，返回给当前集合

hashCode()：返回当前对象的哈希值

toArray()：集合→数组

Array.asList()：数组→集合【List】

Collection子接口一：List

ArrayList、LinkedList、Vector是常见的实现类

同：三个类都实现了List接口，存储数据特点相同【有序、可重复】

ArrayList：主要实现类，线程不安全，效率高，底层用Object[]存储
- 为防止多次扩容，建议使用带参构造器初始化大概容量
LinkedList：线程不安全，对于频繁插入、删除操作效率比ArrayList高，底层使用双向链表存储
Vector：古老实现类，线程安全，效率低，底层用Object[]存储

常用方法：

增：add(Object obj)

删：remove(int index)并返回该元素，remove(Object obj)

改：set(int index,Object obj)

查：get(int index)

插：add(int index,Object obj)

遍历：Iterator迭代器，增强for，普通循环

Collection子接口二：Set

无序性：不等于随机性，存储的数据并非按照数组索引顺序添加，而是根据数据哈希值决定的

不可重复性：保证添加的元素按照equals()判断时，不能返回true【相同的元素不能添加进来】

HashSet

主要实现类，线程不安全，可以存null
Set的典型实现，按照Hash算法存储集合中的元素，因此有很好的存储、查找、删除的功能
添加元素的过程

1.向HashSet添加元素a时，先调用a所在类的hashCode()计算其哈希值。此哈希值通过某种算法计算出在HashSet底层数组中存放的位置【索引位置】

2.判断底层数组此位置是否已有元素

若无其他元素，则元素a添加成功【情况1】

若有其他元素b（或已存在以链表形式存在的多个元素），则比较元素a与元素b的哈希值：

若哈希值不相同，则元素a添加成功【情况2】

若哈希值相同，则调用元素a所在类的equals()方法，将哈希值相同的对象与a比较：

若equals()返回false，则元素a添加成功【情况3】

若equals()返回true，则元素a添加失败

对于情况2和情况3而言，元素a与已存在与索引位置上的数据以链表方式存储【七上八下】

jdk7：元素a放到数组中，指向原来的元素

jdk8：原来的元素在数组中，指向元素a

要求：

向Set中添加的数据，所在的类一定要重写hashCode()和equals()

重写的hashCode()和equals()尽可能保证一致性【相等的对象一定要有相等的散列码】
LinkedHashSet

HashSet的子类，遍历其内部顺序可根据添加顺序遍历
- 根据元素的hashCode决定元素的存储位置
- 用双向链表维护元素次序，使得元素看上去像是以插入顺序保存的
- 性能略低于HashSet，但是迭代访问Set里的全部元素性能更佳

TreeSet

SortedSet接口实现类，确保集合元素处于排序状态，有序、查询速度快
添加的数据要求是相同类的对象
可按照添加对象的指定属性进行排序
底层使用红黑树结构存储数据
两种排序方法：自然排序（实现Comparable接口）【默认】和定制排序（Comparator）
- 自然排序中，比较两个对象相同的标准是：compareTo()返回0，不再是euqals()
- 定制排序中，比较两个对象相同的标准是：compare()返回0，不再是equals()

Map接口

结构

key：无序、不可重复，使用Set存储所有的key【以hashMap为例：key所在类要重写equals()和hashCode()】

value：无序、可重复，使用Collection存储所有的value【value所在的类要重写equals()】

一对key-value构成了一个Entry对象

entry：无序的、不可重复的，使用Set存储所有的Entry

常用方法

添加、删除、修改
- Object put(Object key,Object value)：将指定键值对添加/修改到当前map对象中
- void putAll(Map m)：将m中所有键值对存放到当前map
- Object remove(Object key)：移除指定key的键值对并返回value
- void clear()：清空map
查询
- Object get(Object key)：获取指定key对应的value
- boolean containsKey(Object key)：是否包含指定key
- boolean containsValue(Object value)：是否包含指定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
- 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

HashMap

Map主要实现类，线程不安全，效率高，可以存储null的键值

底层：数组+链表（jdk7及之前），数组+链表+红黑树（jdk8）

LinkedHashMap

保证遍历map元素时，可以按照添加顺序实现遍历（在原有hash底层基础上添加了一对指针，指向先后元素）
对于频繁遍历操作，效率高于HashMap

TreeMap

要求key必须是同一个类创建的对象
保证按照添加的key-value进行排序，实现排序遍历【按照key自然排序/定制排序】
底层使用红黑树

Hashtable

Map的古老实现类，线程安全，效率低，不能存储null的键值

Properties

常用来处理配置文件，key和value都是String类型

				Properties pros=new Properties();
        FileInputStream fis=new FileInputStream(new File("jdbc.properties"));
        pros.load(fis);
        String user = pros.getProperty("user");
        String password = pros.getProperty("password");
        System.out.println(user);
        System.out.println(password);
        fis.close();