Java集合框架详解-优快云博客

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本文是学习Java时所记录的学习笔记，本节包含了集合的介绍，重点记录了集合中特性的部分，是从《疯狂Java讲义第四版》中学习。欢迎留言、私信交流~~

集合API

继承树

Collection集合体系的继承树

Map集合体系的继承树

Collection集合

Java Collection Framework API。也叫容器类。
只存储了一组对象，一次可以添加一个元素。
三种底层模式：数组、栈（先进后出）、队列（先进先出）。

Set集合

就是Collection。它们的行为完全相似。
该类是子接口，相当于标准的Collection。
Collection相关方法
- removeALL() //集合相减。
- addALL() //集合相减，不重复。
- retainAll() //求交集部分。

遍历Set集合，有两种方式：

用迭代器。

//例子
Iterator it = paramMap.entrySet().iterator();
//判断是否还有值
while (it.hasNext()){
    //把it中的当前值取出来，强转为键值对类型
    Map.Entry entry = (Map.Entry)it.next();
    String mapKey = entry.getKey();
    String mapValue = "";
    //通常map中value的类型是String[]，一般需要先将value赋值给object，然后通过判断再赋值给String[]
    Object obj = entry.getValue();
    if(obj instanceof String[]){
        String[] strs = (String[])obj;
        mapValue = Arrays.toString(strs);
    }
}

用foreach循环。

HashSet

HashSet的存储机制：底层用一个数组存元素，数组元素只能是2的N次方。
最理想的情况向，HashSet的性能几乎可以和数组匹敌，存储性能非常高。
通过计算HashCode来确认元素存储位置（所以可以说是无序存储）。
HashSet是Set的实现类。
在HashSet没有大量出现“链表”的情况下，HashSet性能比TreeSet性能好。
如果经常出现“rehash”，性能就没有TreeSet好。
构造器
- HashSet的构造器：HashSet(int initialCapacity,float loadFactor)
  - [initialCapacity] - 控制底层数组的长度，默认是16。如果传入的数组长度不是2的N次方，则HashSet会自动将他扩展到2的N次方。
  - [loadFactor] - 当HashSet元素达到这个百分比时（默认0.75），再次创建一个长度为原有数组长度2倍的数组。原来的数组变为垃圾——并且要把原有数组的元素复制到新数组种，专业说法叫“rehash（重hash）”。
HashSet存入机制
1. 当有元素加进来时，HashSet会调用该对象的hashCode()方法，得到一个int值。
2. 根据hashCode()返回的int值，计算出它在【底层数组】的存储位置（数组中索引）。
3. 如果要加入的位置是空的，直接放入。
4. 如果要加入的位置已经有元素，此处就会形成“链表”。
HashSet取元素机制
1. 当有取一个元素时，HashSet会调用该对象的hashCode()方法，得到一个int值。
2. 根据hashCode()返回的int值，计算出它在【底层数组】的存储位置。
3. 如果该位置恰好是要找的元素，直接取出即可。
4. 如果该位置有链表，HashSet要“逐个”搜索链表里的元素。
HashSet两个对象是相等的判断条件
1. 两个对象的hashCode()返回值相等。
2. 两个对象通过equals比较也返回true。
3. 要求自定义类的hashCode()与equals()方法是一致的。（要求程序重写equals()所用的关键属性，与计算hashCode()所用到的关键属性相同）

例子

import java.util.*;
HashSet<String> h1 = new HashSet<>();
h1.add("1雷军");
h1.add("2王兴");

LinkedHashSet

LinkedHashSet 是HashSet的子类，与HashSet的存储机制相似。
但LinkedHashSet额外的维护一个链表，可以记住元素的添加顺序。
HashSet的子类，有序。

TreeSet

保证Set里的元素是“大小”排序。字符串的大小是一次比较每个字符串unicode值。
它是标准的“红黑树”。
树 → 二叉树 → 排序二叉树 → 平衡排序二叉树 → 红黑树。
Set-SortedSet的实现类。
TreeSet的存入、检索机制
1. 底层用一颗“红黑树”存放所有数据。
2. 元素存入、检索的性能比较好。
TreeSet与HashSet的区别
1. TreeSet不会像HashSet有“空”值。
2. TreeSet可以保证集合元素是按“大小”排序的。
TreeSet两个对象判断相等的条件
- 只要两个对象通过compareTo比较返回0，TreeSet认为他们是相等的。
要求集合元素必须是可以比较大小的。
Java比较大小有两种方式：
1. 自然排序（所有集合元素实现Comparable接口）
2. 定制排序（要求创建TreeSet时，提供Comparator对象）
3. Comparator对象负责对元素进行比较大小。
4. 可以重写compare对TreeSet进行排序。对象的比较可以用compareTo。

List集合

可以根据索引存储元素。
子接口，线性表，数组实现存储元素。类似于竹筒，有索引。

ArrayList

List的实现类，数组实现。
- 优点：可以根据底层数组的索引存取元素，所以性能非常快。
- 缺点：当插入元素、删除元素，后面的所有元素要跟着整体移动。
ArrayList与Vector的区别
- ArrayList与Vector的存储机制：
  - 它们底层完全基于数组。
- ArrayList与Vector的区别：
  - Vector是老版本的技术。
  - ArrayList是线程不安全的，Vector是线程安全的。
  - ArrayList的性能比Vector要好。
  - 可以使用Collections把ArrayList转换成线程安全的。

LinkedList

实现类，是List和Deque的实现类，链表。
即是线性表，又是队列，还是栈。LinkedList底层是基于链表实现的。
- 优点：插入元素、删除元素时，无需整体移动，所以性能非常快。
- 缺点：由于底层采用链表存储元素，因此根据索引存取元素时，性能较慢。

Queue集合

子接口，特征为队列：先进先出，后进后出。

Deque

功能被限制的线性表。既是队列，又是栈。
Queue的子接口。是双端队列。可以先进先出和后进先出都可以。

ArrayDeque

Deque的实现类，基于数组实现。

栈模式

Dequ<String> deque = new ArrayDeque<>(); 
//把Deque当栈用。
push()  //存入
pop()  //取出
peek()  //访问栈顶元素，并不弹出

队列模式

Dequ<String> deque = new ArrayDeque<>(); 
//把Deque当栈用。
offer()  //添加元素
poll()  //从队列头部取出元素
peek()  //访问栈顶元素，并不弹出

Map集合

每次可以添加一对元素，被称为双列集合。
存放的内容为：key-value对。
以键值对的形式存储数据，但键不能重复，键具有唯一性。

HashMap

根据key的hashCode()方法的返回值来计算key的存、取位置。
HashMap判断两个key重复的条件
1. 通过equals比较返回true。
2. 两个key的hashCode()返回值相等。

Hashtable

Hashtable和HashMap几乎相同。
HashTable和HashMap的区别
1. Hashtable是从JDK1.0就有的，尽量少用。
2. Hashtable不允许使用unll作为key、value。但HashMap允许。
3. Hashtable是线程安全（实现不好），HashMap是线程不安全。HashMap性能好。

TreeMap

底层的红黑树只对key进行排序。
treeMap要求key必须是可比较大小：
1. 自然排序：要求所有key实现Comparable接口。
2. 定制排序：要求创建TreeMap时提供一个Comparator接口。
treeMap判断两个key重复的条件
- 通过compareTo()比较大小时返回0，表明两个元素相等。

操作集合的工具类（collections）

Collections类

方法名称	说明
reverse()	反转
synchronizedXxx	把原有的集合，包装成线程安全的集合。
sway(List<?> list,int i,int j)	把指定集合的2个位置互换。
shuffle(List<?> list)	将list集合元素进行随机排列。