Java集合框架详解-优快云博客

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本文介绍了Java集合框架，包括集合的概念、存储方式、数据结构及常用集合类如ArrayList、LinkedList、HashMap等的底层实现。讲解了集合中元素的存储特点，如ArrayList的数组底层和LinkedList的链表结构，以及HashSet、TreeSet、HashMap和Hashtable的特性。还涉及了泛型、迭代器、Map接口及其方法，强调了重写equals和hashCode方法的重要性。

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1.数组就是一个集合

2.集合实际上就是一个容器，可以容纳其他类型的数据

3.集合是一个容器，是一个载体，可以一次容纳多个对象

4.集合当中不能直接存储基本数据类型，另外集合也不能直接存储java对象，集合当中存储的是java对象的内存地址【引用】

5.集合本身是一个容器，是一个对象，集合中任何时候存储的都是引用

6.在java中每一个不同的集合，底层会对应不同的数据结构。往不同的集合当中存储元素，等于将数据放到了不同的数据结构当中

7.数据存储的结构就是数据结构。不同的数据结构，数据的存储方式不同。例如：

数组

二叉树

链表

哈希表

8.java已经将数据结构实现了，已经写好了这些常有的集合类。

new ArrayList();创建一个集合对象，底层是数组

new Linkedlist();创建一个集合对象，底层是链表

new TreeSet();创建一个集合对象，底层是二叉数

9.所有的集合类和集合接口都在java.util包下

10.在java中集合分为两大类：

一类是以单个方式存储元素：
单个方式存储元素，这一类集合中集合超级父接口：java.util.Collection;
一类是以键值对的方式存储元素
以键值对的方式尊出元素，这一类集合中超级父接口：java.util.Map;

11.Iterator it = "Collection 对象".iterator();

it是迭代器对象

12.

ArrayList:底层是数组

LinkedList:底层是双向链表

Vector：底层是数组，线程安全，效率较低，使用较少

HashSet:底层是HashMap，放到HashSet集合中的元素等同于放到HashMap集合key部分了

TreeSet：底层是TreeMap，放到TreeSet集合中的元素等同于放到TreeMap集合key部分了

HashMap：底层是哈希表

Hashtable:底层也是哈希表，只不过线程安全，效率较低，使用较少

Properties：是线程安全的，并且key和value只能存储字符串String

TreeMap:底层是二叉树。TreeMap集合的key可以自动按照大小顺序排序

List集合存储元素的特点：

有序可重复

有序：存进去的顺序和取出来的顺序相同，每一个元素都有下标

可重复：可以存进去一个1，在存进去一个1

Set(Map)集合存储元素的特点

无序不可重复

无序：存进去的顺序和取出来的顺序不一定相同。另外Set集合中元素没有下标

不可重复:存进去1，不能再存1了

SortedSet(SortedMap)集合存储元素的特点：

首先是无序不可重复的，但是SortedSet集合中的元素是可排序的

无序：存进去的顺序和取出来的顺序不一定相同。另外Set集合中元素没有下标

不可重复:存进去1，不能再存1了

可排序：可以按照大小顺序排序

Map集合的key,就是一个Set集合

再Set集合中放数据，实际上放到了Map集合当中的key部分了

13.

14.

15.关于java.util.Collection接口中常用的方法

1.没有使用泛型之前，Collection中可以存储Object中所有的子类型。使用了泛型之后，Collextion中只能存储某个的类型

2.Collection中什么都可以存，只要是Object的子类就行（集合中不能直接存储基本数据类型，也不能存java对象，只能存储java对象的内存地址）

16.Collection中的常用方法

1.boolean add(Object e) 向集合中添加元素

2.int size() 获取元素的个数

3.void clear() 移除此 collection 中的所有元素

4.boolean contains(Object o)   如果此 collection 包含指定的元素，则返回 true。

5.boolean remove(Object o)   从此 collection 中移除指定元素的单个实例，如果存在的话

6.boolean isEmpty()   如果此 collection 不包含元素，则返回 true。

7.Object[] toArray() 返回包含此 collection 中所有元素的数组。

17.对集合Collection进行迭代

1.获取集合对象的迭代器对象

Iterator it = c.iterator();

2.迭代器中的方法：

boolean hasNext()     如果仍有元素可以迭代，则返回 true。

Object next()        返回迭代的下一个元素。

Iterator it = c.iterator();
while (it.hasNext()){
    Object o = it.next();
    System.out.println(o);
}

18.存放在集合中的元素需要重写equals方法

19.获取的迭代对象，迭代器用来遍历集合，此时相当于对当前集合的状态进行了一个快照。迭代器迭代的时候会参照这个快照进行迭代

20.List的特有的，常用的方法：

void add(int index, Object object)        在列表的指定位置插入指定元素（可选操作）。

Object get(int index)         返回列表中指定位置的元素。

int indexOf(Object o)        返回此列表中第一次出现的指定元素的索引；如果此列表不包含该元素，则返回 -1。

int lastIndexOf(Object o)        返回此列表中最后出现的指定元素的索引；如果列表不包含此元素，则返回 -1。

Object remove(int index)        移除列表中指定位置的元素

Object set(int index, Object object)        用指定元素替换列表中指定位置的元素

21.ArrayList集合

1.默认初始化容量10，（底层先创建了一个长度为0的数组，当添加第一个元素的时候，初始化容量10）

2.集合底层是一个Object[]数组

3.构造方法：

new ArrayList();

new ArrayList(20);

4.ArrayList的扩容：扩容到原容量的1.5倍

尽可能少的扩容，建议再使用ArrayList集合的时候预估元素的个数，给定一个初始化容量

5.优点：检索效率比较高（每个元素占用空间大小相同，内存地址是连续的，知道首元素内存地址，然后知道下标，通过数学表达式计算出元素的内存地址，所以检索效率最高）

6.缺点：随机增删元素效率比较低

另外数组无法存储大数据量

7.向数组末尾增删元素，效率很高，不受影响

22.链表：

1.对于链表来说，任何一个节点Node中都有两个属性：

第一：存储的数据

第二：下一节点的内存地址

2.优点：随机增删元素效率较高。（因为增删元素不涉及到大量元素位移）

3.缺点：查询效率较低，每一次查找某个元素的时候都需要从头节点开始往下遍历

23.泛型

1.jdk5.0之后推出新特性：泛型

2.泛型这种语法机制，只在程序编译阶段起作用，只是给编译参考的，（运行阶段泛型没用）

3.泛型的好处

1.集合中存储的元素类型统一了

2.从集合中取出的元素类型是泛型指定的类型，不需要进行大量的向下转型

4.泛型的缺点

导致集合中存储的元素缺乏多样性

大多数业务类型中，集合中元素的类型还是统一的

5.泛型可以自定义

自定义泛型的时候，<>尖括号中的只是一个字符串，可以随便写

java源代码中经常出现的是：<E>,<T>

E是Element单词首字母

T是Type单词首字母

24.jdk8之后引入了：自动类型推断机制（又称钻石表达式）

25.jdk5.0之后退出了一个新特新：叫做增强for循环，或者foreach

1.for(元素类型变量名：数组或集合){

}

2.缺点：没有下标，在需要使用下标的循环中不建议使用增强for循环

26.Map集合以key和value的方式存储数据：键值对

key和value都是引用数据类型

key和value都是存储对象的内存

key起到主导的地位，value是key的一个附属品

27.Map接口中常用的方法

V put(K key, V value) 向Map集合中添加键值对

V get(Object key) 清空key获取value

void clear() 清空Map集合

boolean containsKey(Object key) 判断Map中是否包含某个value

boolean containsValue(Object value) 判断Map中是否包含某个value

boolean isEmpty() 判断Map集合中元素个数是否为0

Set<k> keySet() 获取Map集合所有的key(所有的键是一个set集合)

V remove(Object key) 通过key删除键值对

int size() 获取Map集合中的键值对的个数

Collection<V> values() 获取Map集合中所有的value，返回一个Collection

Set<Map.EnTry<K,V>> entrySet() 将Map集合转换成Set集合

Map集合通过entrySet()方法转换成的这个Set集合，Set集合元素的类型是Map.Entry<K,V>

Map.Entry和String一样，都是一种类型的名字，只不过：Map.Entry是静态内部类，是Map中的静态内部类

28.map.put(k,v)实现原理

第一步：先将k,v封装到Node对象当中

第二步：底层调用k的hashCode()方法得出hash值，然后通过哈希函数/哈希算法，将hash值转换成数组的下标，下标位置上如果没有任何元素，就把Node添加到这个位置上了。如果说下标对应的位置上有链表，此时会拿着k和链表上每一个节点中的k进行equals，如所有的equals方法都返回false，那么这个新节点将被添加到链表的末尾。如果其中有一个equals但会了true,那么这个节点的value将会被覆盖

29.v = map.get(k)实现原理：

先调用k的hashCode()方法得出哈希值，通过哈希算法转换成数组下标，通过数组下标快速定位到某个位置上，如果这个位置上什么也没有，返回null。如果这个位置上有单向链表，那么会拿着参数k和单向链表上的每个节点中的k进行equals，如果所有equals方法返回false，那么get方法返回null，只要其中有一个节点的k和参数k equals的时候返回true那么此时这个节点的value就是我们要找的value，get方法最终返回这个要找地value

30.为什么哈希表地随机增删，以及查询效率都很高