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Collection子接口一：List Collection
Java集合框架概述
1.集合、数组都是对多个数据进行存储操作的结构，使用数组存储对象具有一些弊端，而java集合就像一种容器，可以动态的把多个对象的引用放入容器中。
说明：此时的存储，主要指的是内存层面的存储，不涉及到持久化的存储（.txt,.jpg,.avi，数据库中）
2.数组在存储多个数据方面的特点及弊端：
一旦初始化以后，其长度就确定了，不可修改。
数组一旦定义好，其元素的类型也就确定了。我们也就只能操作指定类型的数据了。比如：String[] arr;int[] arr1;Object[] arr2;
数组中提供的方法非常有限，对于添加、删除、插入数据等操作，非常不便，同时效率不高。
获取数组中实际元素的个数的需求，数组没有现成的属性或方法可用
数组存储数据的特点：有序、可重复。对于无序、不可重复的需求，不能满足。
Java集合类可以用于存储数量不等的多个对象，还可以保存具有映射关系的关联数组。
Java集合可分为Collection和Map两种体系
|----Collection接口：单列集合，用来存储对象，定义了存取一组对象的方法集合
|----List接口：存储有序的、可重复的数据
|----ArrayList、LinkedList、Vector
|----Set接口：存储无序的、不可重复的数据
|----HashSet、LinkedHashSet、TreeSet
|----Map接口：双列集合，用来存储具有映射关系的一对(key-value)一对的数据
|----HashMap、LinkedHashMap、TreeMap、Hashtable、Properties、
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Collection接口
Collection接口是List、Set的父类接口，该接口里定义的方法可用于操作Set集合和List集合。
JDK不提供此接口的任何直接实现，而是提供更具体的子接口实现。
在Java5之前，Java集合会丢失容器中所有对象的数据类型，把所有对象都当成Object类型处理；
从JDK5.0增加了泛型以后，Java集合可以记住容器中对象的数据类型。
Collection接口方法
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接口方法代码演示：
public class CollectionTest {
public void test1(){
Collection coll = new ArrayList();
//add(Object e):将元素e添加到集合coll中
coll.add("AA");
coll.add("BB");
coll.add(123);//自动装箱
coll.add(new Date());
//size():获取添加的元素的个数
System.out.println(coll.size());//4
//addAll(Collection coll1):将coll1集合中的元素添加到当前的集合中
Collection coll1 = new ArrayList();
coll1.add(456);
coll1.add("CC");
coll.addAll(coll1);
System.out.println(coll.size());//6
System.out.println(coll);
//clear():清空集合元素
coll.clear();
//isEmpty():判断当前集合是否为空
System.out.println(coll.isEmpty());
}public class CollectionTest {
public void test1(){
Collection coll = new ArrayList();
coll.add(123);
coll.add(456);
Person p = new Person("Jerry",20);
coll.add(p);
coll.add(new String("Tom"));
coll.add(false);
//1.contains(Object obj):判断当前集合中是否包含obj
//我们在判断时会调用obj对象所在类的equals()。
boolean contains = coll.contains(123);
System.out.println(contains);//true
System.out.println(coll.contains(new String("Tom")));//true，判断的是内容(String的equals方法重写过)
System.out.println(coll.contains(p));//true
coll.add(new Person("Jerry",20));
System.out.println(coll.contains(new Person("Jerry",20)));//false -->重写Person的equals方法可为true
//2.containsAll(Collection coll1):判断形参coll1中的所有元素是否都存在于当前集合中。拿两个集合的元素依次比较
Collection coll1 = Arrays.asList(123,4567);
System.out.println(coll.containsAll(coll1));
}
//3.remove(Object obj):通过equals方法从当前集合中移除obj元素，只会删除找到的第一个元素。
coll.remove(1234);
System.out.println(coll);
coll.remove(new Person("Jerry",20));
System.out.println(coll);
//4. removeAll(Collection coll1):结果为差集：从当前集合中移除两个集合共有的元素。
Collection coll1 = Arrays.asList(123,456);
coll.removeAll(coll1);
System.out.println(coll);
}
//5.retainAll(Collection coll1):交集：获取当前集合和coll1集合的交集，并返回给当前集合
// Collection coll1 = Arrays.asList(123,456,789);
// coll.retainAll(coll1);
// System.out.println(coll);
//6.equals(Object obj):要想返回true，需要当前集合和形参集合的元素都相同(元素顺序要看实现类)。
Collection coll1 = new ArrayList();
coll1.add(456);
coll1.add(123);
coll1.add(new Person("Jerry",20));
coll1.add(new String("Tom"));
coll1.add(false);
System.out.println(coll.equals(coll1));
}
//7.hashCode():返回当前集合对象的哈希值
System.out.println(coll.hashCode());
//8.集合 --->数组：toArray()
Object[] arr = coll.toArray();
for(int i = 0;i < arr.length;i++){
System.out.println(arr[i]);
}
//拓展：数组 --->集合:调用Arrays类的静态方法asList()
List<String> list = Arrays.asList(new String[]{"AA", "BB", "CC"});
System.out.println(list);
List arr1 = Arrays.asList(new int[]{123, 456});
System.out.println(arr1.size());//1，认为是一个元素。注意：如果直接传递数组，基本类型数组将被视为一个对象而不会被解析成数组
List arr2 = Arrays.asList(new Integer[]{123, 456});
System.out.println(arr2.size());//2，输出[123,456]
//9.iterator():返回Iterator接口的实例，用于遍历集合元素。放在IteratorTest.java中测试
}
}注意：向Collection接口的实现类的对象中添加数据obj时，要求obj所在的类要重写equals(),实现等值比较。
Arrays.asList()方法返回的List集合，既不是Arraylist实例，也不是Vector实例。Arrays.asList()返回的是一个固定长度的List集合。
Iterator迭代器接口
Iterator对象称为迭代器，主要用于遍历Collection集合中的元素。
Collection接口继承了java.lang.Iterable接口，该接口有一个iterator()方法，所有实现了Collection接口的集合类都有一个iterator()方法，用于返回一个实现了Iterator接口的对象。
1.内部的方法：hasNext()和next()
2.集合对象每次调用iterator()方法都得到一个全新的迭代器对象，默认游标都在集合的第一个元素之前。
3.内部定义了remove(),可以在遍历的时候，删除集合中的元素。此方法不同于集合直接调用remove()
@Test
public void test1(){
Collection coll = new ArrayList();
coll.add(123);
coll.add(456);
coll.add(new Person("Jerry",20));
coll.add(new String("Tom"));
coll.add(false);
Iterator iterator = coll.iterator();
//方式一：
// System.out.println(iterator.next());
// System.out.println(iterator.next());
// System.out.println(iterator.next());
// System.out.println(iterator.next());
// System.out.println(iterator.next());
// System.out.println(iterator.next());报异常：NoSuchElementException
//方式二：不推荐
// for(int i = 0;i < coll.size();i++){
// System.out.println(iterator.next());
// }
//方式三：推荐
hasNext():判断是否还有下一个元素
while(iterator.hasNext()){
//next():①指针下移 ②将下移以后集合位置上的元素返回
System.out.println(iterator.next());
}
}迭代器执行的原理
错误写法:
public void test2(){
//错误方式一：指针会跳着输出
// Iterator iterator = coll.iterator();
// while((iterator.next()) != null){//此步就已经下移一位
// System.out.println(iterator.next());//再下移一位
// }
//错误方式二：
//集合对象每次调用iterator()方法都得到一个全新的迭代器对象，默认游标都在集合的第一个元素之前。
while (coll.iterator().hasNext()){
System.out.println(coll.iterator().next());
}
}Iterator接口remove()方法
//如果还未调用next()或在上一次调用next方法之后已经调用了remove方法，再调用remove都会报IllegalStateException。
@Test
public void test3(){
Collection coll = new ArrayList();
coll.add(123);
coll.add(456);
coll.add(new Person("Jerry",20));
coll.add(new String("Tom"));
coll.add(false);
//删除集合中"Tom"
Iterator iterator = coll.iterator();
while (iterator.hasNext()){
// iterator.remove();
Object obj = iterator.next();
if("Tom".equals(obj)){
iterator.remove();
// iterator.remove();
}
}
//遍历集合
iterator = coll.iterator();
while (iterator.hasNext()){
System.out.println(iterator.next());
}
}
}使用foreach循环遍历集合元素
Java5.0提供了foreach循环迭代访问Collection和数组
遍历操作不需要获取Collection或数组的长度，无需使用索引访问元素
遍历集合的底层调用Iterator完成操作
@Test
public void test1(){
Collection coll = new ArrayList();
coll.add(123);
coll.add(456);
coll.add(new Person("Jerry",20));
coll.add(new String("Tom"));
coll.add(false);
//for(集合元素的类型 局部变量 : 集合对象)
//内部仍然调用了迭代器。
for(Object obj : coll){
System.out.println(obj);
}
int[] arr = new int[]{1,2,3,4,5,6};
//for(数组元素的类型 局部变量 : 数组对象)
for(int i : arr){
System.out.println(i);
}
}
//练习题
public void test3(){
String[] arr = new String[]{"MM","MM","MM"};
// //方式一：普通for赋值
// for(int i = 0;i < arr.length;i++){
// arr[i] = "GG";
// }
//方式二：增强for循环
for(String s : arr){
s = "GG";
}
for(int i = 0;i < arr.length;i++){
System.out.println(arr[i]);//方式一输出结果是GG，方式二输出结果MM，只是将结果赋给了s变量
}
}Collection子接口一：List Collection
1. List接口框架
|----Collection接口：单列集合，用来存储一个一个的对象
|----List接口：存储有序的、可重复的数据。 -->“动态”数组,替换原有的数组
|----ArrayList：作为List接口的主要实现类；线程不安全的，效率高；底层使用Object[] elementData存储
|----LinkedList：对于频繁的插入、删除操作，使用此类效率比ArrayList高；底层使用双向链表存储
|----Vector：作为List接口的古老实现类；线程安全的，效率低；底层使用Object[] elementData存储
2. ArrayList的源码分析：
2.1 jdk 7情况下
ArrayList list = new ArrayList();//底层创建了长度是10的Object[]数组elementData
list.add(123);//elementData[0] = new Integer(123);
...
list.add(11);//如果此次的添加导致底层elementData数组容量不够，则扩容。默认情况下，扩容为原来的容量的1.5倍，同时需要将原有数组中的数据复制到新的数组中。
结论：建议开发中使用带参的构造器：ArrayList list = new ArrayList(int capacity)。（避免多次扩容。提高效率）
2.2 jdk 8中ArrayList的变化：
ArrayList list = new ArrayList();//底层Object[] elementData初始化为{}.并没有创建长度为10的数组
list.add(123);//第一次调用add()时，底层才创建了长度10的数组，并将数据123添加到elementData[0]
...
后续的添加和扩容操作与jdk 7 无异。
2.3 小结：jdk7中的ArrayList的对象的创建类似于单例的饿汉式，直接创建一个初始容量为10的数组，而jdk8中的ArrayList的对象的创建类似于单例的懒汉式，一开始创建一个长度为0的数组，当添加第一个元素时再创建一个初始容量为10的数组。延迟了数组的创建，节省内存。
3. LinkedList的源码分析：
LinkedList list = new LinkedList(); 内部声明了Node类型的first和last属性，用于记录首末元素，默认值为null
list.add(123);//将123封装到Node中，创建了Node对象。
其中，Node定义为：体现了LinkedList的双向链表的说法
private static class Node<E> {
E item;
Node<E> next;//记录后一个元素位置
Node<E> prev;//记录前一个元素位置
Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
this.item = element;
this.next = next;
this.prev = prev;
}
}4. Vector的源码分析：
Vector在JDK1.0中就有了，是线程安全的，由于效率低，尽量避免使用
jdk7和jdk8中通过Vector()构造器创建对象时，底层都创建了长度为10的数组。在扩容方面，默认扩容为原来的数组长度的2倍。
面试题：ArrayList、LinkedList、Vector三者的异同？
同：三个类都是实现了List接口，存储数据的特点相同：存储有序的、可重复的数据
不同：见上
5. List接口中的常用方法
@Test
public void test1(){
ArrayList list = new ArrayList();
list.add(123);
list.add(456);
list.add("AA");
list.add(new Person("Tom",12));
list.add(456);
System.out.println(list);//按添加的顺序输出结果[123,456，AA,Person{name="TOM",age=23},456]
//void add(int index, Object ele):在index位置插入ele元素
list.add(1,"BB");
System.out.println(list);//[123,BB,456，AA,Person{name="TOM",age=23},456]
//boolean addAll(int index, Collection eles):从index位置开始将eles中的所有元素添加进来
List list1 = Arrays.asList(1, 2, 3);
list.addAll(list1);//[123,BB,456，AA,Person{name="TOM",age=23},456,1,2,3]
//list.add(list1);此时把整体当成一个元素//[123,BB,456，AA,Person{name="TOM",age=23},456,[1,2,3]]
System.out.println(list.size());//9
Object get(int index):获取指定index位置的元素
System.out.println(list.get(0));
//int indexOf(Object obj):返回obj在集合中首次出现的位置。如果不存在，返回-1.
int index = list.indexOf(4567);
System.out.println(index);
//int lastIndexOf(Object obj):返回obj在当前集合中末次出现的位置。如果不存在，返回-1.
System.out.println(list.lastIndexOf(456));
//Object remove(int index):移除指定index位置的元素，并返回此元素(重载方法)
Object obj = list.remove(0);
System.out.println(obj);//123
System.out.println(list);//[456，AA,Person{name="TOM",age=23},456]
// Object set(int index, Object ele):设置指定index位置的元素为ele
list.set(1,"CC");
System.out.println(list);
//List subList(int fromIndex, int toIndex):返回从fromIndex到toIndex位置的左闭右开区间的子集合
List subList = list.subList(2, 4);
System.out.println(subList);
System.out.println(list);//本身的list无变化总结：常用方法
增：add(Object obj)
删：remove(int index)/remove(Object obj)
改：set(int index, Object ele)
查：get(int index)
插：add(int index, Object ele)
长度：size()
遍历：① Iterator迭代器方式
② 增强for循环
③ 普通的循环
//遍历
public void test3(){
ArrayList list = new ArrayList();
list.add(123);
list.add(456);
list.add("AA");
//方式一：Iterator迭代器方式
Iterator iterator = list.iterator();
while(iterator.hasNext()){
System.out.println(iterator.next());
}
//方式二：增强for循环
for(Object obj : list){
System.out.println(obj);
}
//方式三：普通for循环
for(int i = 0;i < list.size();i++){
System.out.println(list.get(i));
}
}面试小题：区分List中remove(int index)和remove(Object obj)
public void testListRemove() {
List list = new ArrayList();
list.add(1);
list.add(2);
list.add(3);//自动装箱
updateList(list);
System.out.println(list);//
}
private void updateList(List list) {
// list.remove(2);//会当成索引，删掉3
list.remove(new Integer(2));//删数据2
}Collections子接口二：Set
1. Set接口的框架：
|----Collection接口：单列集合，用来存储一个一个的对象
|----Set接口：存储无序的、不可重复的数据 -->高中讲的“集合”
|----HashSet：作为Set接口的主要实现类；线程不安全的；可以存储null值
|----LinkedHashSet：作为HashSet的子类；遍历其内部数据时，可以按照添加的顺序遍历，对于频繁的遍历操作，LinkedHashSet效率高于HashSet.
|----TreeSet：可以按照添加对象的指定属性，进行排序
代码演示：
public void test1(){
Set set = new HashSet();
set.add(456);
set.add(123);
set.add(123);
set.add("AA");
set.add("CC");
set.add(new User("Tom",12));
set.add(new User("Tom",12));
set.add(129);
Iterator iterator = set.iterator();
while(iterator.hasNext()){
System.out.println(iterator.next());
//AA CC 129 456 123 User{Tom,12} User{Tom,12}
}
}上述代码，相同的123只添加了一次。不在user.java中重写hashCode函数时会出现两次User对象，因为默认调用的Object类中的hashCode方法会把user计算出不同的hash值。
user.java
public class User{
private String name;
private int age;
... ...(构造器,get/set方法)
@Override
public String toString() {
return "User{" +"name='" + name + '\'' +", age=" + age +'}';
}
@Override
public boolean equals(Object o) {
System.out.println("User equals()....");
if (this == o) return true;
if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
User user = (User) o;
if (age != user.age) return false;
return name != null ? name.equals(user.name) : user.name == null;
}
@Override
public int hashCode() { //return name.hashCode() + age;
int result = name != null ? name.hashCode() : 0;//调用String类中的内容为Tom的hash值，结果是一样的
result = 31 * result + age;
return result;
}
}一、HashSet的使用
Hashset是Set接口的典型实现，大多数时候使用Set集合时都使用这个实现类。HashSet按Hash算法来存储集合中的元素，因此具有很好的存储，查找，删除的性能。
HashSet的特点
1. 无序性：不等于随机性。存储的数据在底层数组中并非按照数组索引的顺序添加，而是根据数据的哈希值决定的。
2. 不可重复性：保证添加的元素按照equals()判断时，不能返回true.即：相同的元素只能添加一个。
3.HashSet不是线程安全的。集合元素可以是null
使用要求
1. Set接口中没有额外定义新的方法，使用的都是Collection中声明过的方法。
2. HashSet判断两个元素相等的标准：两个对象通过hashcode()方法比较相等，并且两个对象的equals()方法的返回值也相等
3. 要求：向Set(主要指：HashSet、LinkedHashSet)中添加的数据，其所在的类一定要重写hashCode()和equals(),以实现对象相等。即相等的对象必须具有相等的散列码,通常编译器自动生成即可(alt+shift+s)
重写hashCode(）方法的基本原则：
1在程序运行时，同一个对象多次调用hashCode()方法应该返回相同的值。
2当两个对象的equals()方法比较返回 true 时，这两个对象的 hashCode()方法的返回值也应相等。
3对象中用作equals()方法比较的Field，都应该用来计算 hashCode 值。
重写equals()方法的基本原则：
二、添加元素的过程：以HashSet为例：
我们向HashSet中添加元素a,首先调用元素a所在类的hashCode()方法，计算元素a的哈希值，此哈希值接着通过某种算法(散列函数)计算出在HashSet底层数组中的存放位置（即为：索引位置），判断数组此位置上是否已经有元素：
如果此位置上没有其他元素，则元素a添加成功。 --->情况1
如果此位置上有其他元素b(或以链表形式存在的多个元素），则比较元素a与元素b的hash值：
如果hash值不相同，则元素a添加成功。--->情况2
如果hash值相同，进而需要调用元素a所在类的equals()方法：
equals()返回true,元素a添加失败
equals()返回false,则元素a添加成功。--->情况3
对于添加成功的情况2和情况3而言：元素a 与已经存在指定索引位置上数据以链表的方式存储。
jdk 7 :元素a放到数组中，指向原来的元素。
jdk 8 :原来的元素在数组中，指向元素a
总结：七上八下
HashSet底层：数组+链表的结构。同HashMap()
LinkedHashSet的使用
LinkedHashSet作为HashSet的子类，在根据元素的hashCode值来决定元素的存储位置添加数据的同时，每个数据还维护了两个引用，记录此数据前一个数据和后一个数据。因此数据输出的顺序同数据输入的顺序
优点：对于频繁的遍历操作，LinkedHashSet效率高于HashSet
public void test2(){
Set set = new LinkedHashSet();
set.add(456);
set.add(123);
set.add(123);
set.add("AA");
set.add("CC");
set.add(new User("Tom",12));
set.add(new User("Tom",12));
set.add(129);
Iterator iterator = set.iterator();
while(iterator.hasNext()){
System.out.println(iterator.next());//456 123 123 AA ...
}
}
}
TreeSet的使用
1.向TreeSet中添加的数据，要求是相同类的对象。TreeSet底层使用红黑树结构存储数据。TreeSet可以确保集合元素处于排序状态。
2.两种排序方式：自然排序(实现Comparable接口)和定制排序(Comparator)。默认情况下，TreeSet采用自然排序。
3.自然排序中，比较两个对象是否相同的标准为：compareTo()返回0.不再是equals().
4.定制排序中，比较两个对象是否相同的标准为：compare()返回0.不再是equals().
TreeSet和后面要讲的TreeMap采用红黑树的存储结构。特点：有序，查询速度比list快。
关于排序
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自然排序代码演示：
public void test1(){
TreeSet set = new TreeSet();
//失败：不能添加不同类的对象
set.add(123);
set.add(456);
set.add("AA");
set.add(new User("Tom",12));
//举例一：
set.add(34);
set.add(-34);
set.add(43);
set.add(11);
set.add(8);
//举例二：
set.add(new User("Tom",12));
set.add(new User("Jerry",32));
set.add(new User("Jim",2));
set.add(new User("Mike",65));
set.add(new User("Jack",33));
set.add(new User("Jack",56));//如果自然排序方法中只比较name,则此数据添加无效。
//遍历
Iterator iterator = set.iterator();
while(iterator.hasNext()){
System.out.println(iterator.next());//-34 8 11 34 43从小到大的顺序
}
}User.java
public class User implements Comparable{
...
//按照姓名从大到小排列,年龄从小到大排列
@Override
public int compareTo(Object o) {
if(o instanceof User){
User user = (User)o;
// return -this.name.compareTo(user.name);//从大到小
int compare = -this.name.compareTo(user.name);//String实现了comparable接口
if(compare != 0){
return compare;
}else{
return Integer.compare(this.age,user.age);//
}
}else{
throw new RuntimeException("输入的类型不匹配");
}
}定制排序代码演示：
@Test
public void test2(){
Comparator com = new Comparator() {
//按照年龄从小到大排列
@Override
public int compare(Object o1, Object o2) {
if(o1 instanceof User && o2 instanceof User){
User u1 = (User)o1;
User u2 = (User)o2;
return Integer.compare(u1.getAge(),u2.getAge());
}else{
throw new RuntimeException("输入的数据类型不匹配");
}
}
};
TreeSet set = new TreeSet(com);//有参数默认使用定制排序
set.add(new User("Tom",12));
set.add(new User("Jerry",32));
set.add(new User("Jim",2));
set.add(new User("Mike",65));
set.add(new User("Mary",33));
set.add(new User("Jack",33));
set.add(new User("Jack",56));
Iterator iterator = set.iterator();
while(iterator.hasNext()){
System.out.println(iterator.next());
}
}实操：
定义一个Employee类。该类包含：private成员变量:name,age,birthday,其中birthday为MyDate类的对象；
并未每一个属性定义getter,setter方法；冲重写toString方法输出name,age,birthday.
MyDate类包含：private成员变量year,month,day;并未每一个属性定义gettter,setter方法
创建该类的5个对象，并把这些对象放入TreeSet集合中，分别按以下两种方式对集合中的元素进行排序，并遍历输出：
1.使Employee实现Compareable接口，并按name排序
2.创建TreeSet时传入Compareator对象，并按生日先后顺序排序。
关键代码：
Employee类
//按 name 排序
@Override
public int compareTo(Object o) {
if(o instanceof Employee){
Employee e = (Employee)o;
return this.name.compareTo(e.name);
}
// return 0;
throw new RuntimeException("传入的数据类型不一致！");
}
Mydate类
@Override
public int compareTo(Object o) {
if(o instanceof MyDate){
MyDate m = (MyDate)o;
//比较年
int minusYear = this.getYear() - m.getYear();
if(minusYear != 0){
return minusYear;
}
//比较月
int minusMonth = this.getMonth() - m.getMonth();
if(minusMonth != 0){
return minusMonth;
}
//比较日
return this.getDay() - m.getDay();
}
throw new RuntimeException("传入的数据类型不一致！");
}
EmployeeTest类
public class EmployeeTest {
//问题二：按生日日期的先后排序。
@Test
public void test2(){
TreeSet set = new TreeSet(new Comparator() {
@Override
public int compare(Object o1, Object o2) {
if(o1 instanceof Employee && o2 instanceof Employee){
Employee e1 = (Employee)o1;
Employee e2 = (Employee)o2;
MyDate b1 = e1.getBirthday();
MyDate b2 = e2.getBirthday();
//方式一：
// //比较年
// int minusYear = b1.getYear() - b2.getYear();
// if(minusYear != 0){
// return minusYear;
// }
// //比较月
// int minusMonth = b1.getMonth() - b2.getMonth();
// if(minusMonth != 0){
// return minusMonth;
// }
// //比较日
// return b1.getDay() - b2.getDay();
//方式二：
return b1.compareTo(b2);//前提是Mydate已经实现了Compare接口
}
// return 0;
throw new RuntimeException("传入的数据类型不一致！");
}
});
Employee e1 = new Employee("liudehua",55,new MyDate(1965,5,4));
Employee e2 = new Employee("zhangxueyou",43,new MyDate(1987,5,4));
Employee e3 = new Employee("guofucheng",44,new MyDate(1987,5,9));
Employee e4 = new Employee("liming",51,new MyDate(1954,8,12));
Employee e5 = new Employee("liangzhaowei",21,new MyDate(1978,12,4));
set.add(e1);
set.add(e2);
set.add(e3);
set.add(e4);
set.add(e5);
Iterator iterator = set.iterator();
while (iterator.hasNext()){
System.out.println(iterator.next());
}
}
//问题一：使用自然排序
@Test
public void test1(){
TreeSet set = new TreeSet();
添加数据如上
Iterator iterator = set.iterator();
while (iterator.hasNext()){
System.out.println(iterator.next());
}
}
课后练习：
练习：在List内去除重复数字值，要求尽量简单
public static List duplicateList(List list) {
HashSet set = new HashSet();
set.addAll(list);
return new ArrayList(set);
}
@Test
public void test2(){
List list = new ArrayList();
list.add(new Integer(1));
list.add(new Integer(2));
list.add(new Integer(2));
list.add(new Integer(4));
list.add(new Integer(4));
List list2 = duplicateList(list);
for (Object integer : list2) {
System.out.println(integer);
}
//如果是自定义对象，需要重写equals()和hashcode()方法
} public void test3(){
HashSet set = new HashSet();
Person p1 = new Person(1001,"AA");
Person p2 = new Person(1002,"BB");
set.add(p1);
set.add(p2);
System.out.println(set);//[{id=1002,name="BB"},Person{id=1001,name="AA"}]
//p1和p2存放的索引位置根据id和name属性算出
p1.name = "CC";//通过1001和AA计算出的索引更改
set.remove(p1);//通过更改后的1001和CC索引找p1,此时p1存放的位置还是原索引值，没有remove掉
System.out.println(set);//[{id=1002,name="BB"},Person{id=1001,name="CC"}]
set.add(new Person(1001,"CC"));通过1001和CC的hash生成的索引，此时位置为空直接存放，没通过equal判断
System.out.println(set);//[{id=1002,name="BB"},Person{id=1001,name="CC"},Person{id=1001,name="CC"}]
set.add(new Person(1001,"AA"));//hash值算出来和p1相同，但是equal不同，还是能存放
System.out.println(set);[{id=1002,name="BB"},Person{id=1001,name="CC"},Person{id=1001,name="CC"},Person{id=1001,name="AA"}]
}
//其中Person类中重写了hashcode()和equals()方法
//先进行hashcode比较，在equalsMap接口
一、Map的实现类的结构
|----Map:双列数据，存储key-value对的数据 ---类似于高中的函数：y = f(x)
|----HashMap:作为Map的主要实现类；线程不安全的，效率高；存储null的key和value
|----LinkedHashMap:保证在遍历map元素时，可以按照添加的顺序实现遍历。原因：在原有的HashMap底层结构基础上，添加了一对指针，指向前一个和后一个元素。对于频繁的遍历操作，此类执行效率高于HashMap。
|----TreeMap:保证按照添加的key-value对进行排序，实现排序遍历。此时考虑key的自然排序或定制排序。底层使用红黑树
|----Hashtable:作为古老的实现类；线程安全的，效率低；不能存储null的key和value
|----Properties:常用来处理配置文件。key和value都是String类型
HashMap的底层：数组+链表 （jdk7及之前）
数组+链表+红黑树 （jdk 8）
二、Map结构的理解：
Map中的key:无序的、不可重复的，使用Set存储所有的key （以HashMap为例）
Map中的value:无序的、可重复的，使用Collection存储所有的value
一个键值对：key-value构成了一个Entry对象。
Map中的entry:无序的、不可重复的，使用Set存储所有的entry。
HashMap判断两个key相等的标准是：两个key通过equals()方法返回true,hashcode值也相等。 key所在的类要重写equals()和hashCode()
HashMap判断两个value相等的标准是：两个value通过equals()方法返回true ，value所在的类要重写equals()。(在比较是否相等时，不重写的话默认调用object的equals方法，及默认要为同一个对象时才相等，原则上只要内容相等)
HashMap可以存储null的key和value，Hashtable不能存储null的key和value
public void test1(){
Map map = new HashMap();
// map = new Hashtable();
map.put(null,123);
}三、HashMap的底层实现原理 以jdk7为例说明：
HashMap码源中的重要常量
DEFAULT_INITIAL_CAPACITY : HashMap的默认容量，16
DEFAULT_LOAD_FACTOR：HashMap的默认加载因子：0.75
threshold：扩容的临界值，=容量*填充因子：16 * 0.75 => 12
TREEIFY_THRESHOLD：Bucket中链表长度大于该默认值，转化为红黑树:8
MIN_TREEIFY_CAPACITY：桶中的Node被树化时最小的hash表容量:64
JDK1.8之前HashMap的存储结构
HashMap的内部存储结构其实是数组和链表的结合。 当实例化一个HashMap时，系统会创建一个长度为Capacity的Entry数组(长度是16的一维数组Entry[] table)。这个长度在哈希表中被称为容量，在这个数组中可以存放元素的位置我们称之为桶(bucket)，每个bucket都有自己的索引，系统可以根据索引快速的查找bucket中的元素。
每个bucket中存储一个元素，即一个Entry对象，但每一个Entry对象可以带一个引用变量，用于指向下一个元素，因此，在一个桶中，就有可能生成一个Entry链。而且新添加的元素作为链表的head.
添加元素的过程
向HashMap中添加entry1(key,value) map.put(key,value)
首先，计算entry1中key的哈希值(根据key所在类的hashcode()计算得到)，此哈希值经过某种算法计算以后，得到在底层Entry数组中的存放位置。
如果此位置上的数据为空，此时的key1-value1添加成功。 ----情况1
如果此位置上的数据不为空，(意味着此位置上存在一个或多个数据(以链表形式存在)),需要通过循环比较key1和已经存在的一个或多个数据的哈希值：
如果key1的哈希值与已经存在的数据的哈希值都不相同，此时key1-value1添加成功。----情况2
如果key1的哈希值和已经存在的某一个数据(key2-value2)的哈希值相同，继续比较：调用key1所在类的equals(key2)方法，比较：
如果equals()返回false:此时key1-value1添加成功。----情况3
如果equals()返回true:使用value1替换value2。 (put方法有修改的功能)
补充：关于情况2和情况3：此时key1-value1和原来的数据以链表的方式存储。entry1指向原有的entry元素。
HashMap的扩容(1.8之前)
在不断的添加过程中，hash冲突的几率增高，为了提高查询效率，会涉及到扩容问题,在扩容之后，最消耗性能的点就出现了：原数组中的数据必须重新计算其在新数组中的位置并放进去，这就是resize。
什么时候进行扩容？
当HashMap中的元素个数超过threshold(数组大小*loadFactor)时，就会进行数组扩容。loadFactor的默认值为0.75，默认情况数组大小为16,当HashMap中元素个数超过12时，就把这个数组的大小扩展为2*16=32,即扩大一倍，然后重新计算每个元素在数组中的位置，这是一个非常消耗性能的操作，所以如果我们已经预知HashMap中元素的个数，那么预设的元素个数能有效的提高HashMap的性能。
jdk8相较于jdk7在底层实现方面的不同：
1. new HashMap():底层先没有创建一个长度为16的数组
2. jdk 8底层的数组是：Node[],而非Entry[]
3. 首次调用put()方法时，底层创建长度为16的数组
4. jdk7底层结构只有：数组+链表。jdk8中底层结构：数组+链表+红黑树。
4.1 形成链表时，七上八下（jdk7:新的元素指向旧的元素。jdk8：旧的元素指向新的元素）
4.2 当数组的某一个索引位置上的元素以链表形式存在的数据个数 > 8 且当前数组的长度 > 64时，此时此索引位置上的所数据改为使用红黑树存储。(当HashMap中其中的一个链的对象个数达到8个，此时如果capacity没有达到64，那么HashMap会先扩容解决，如果已经达到64，那么这个链会变成树，节点类型由Node变为TreeNode类型，当然，如果当映射关系被移除后，下次resize方法时判断树的节点个数低于6个,也会把树转为链表)
要求：进一步去理解底层源码
面试题：负载因子值的大小，对HashMap的影响
四、LinkedHashMap的底层实现原理（了解）
LinkedHashMap是HashMap的子类，在HashMap存储结构的基础上，使用了一对双向链表来记录添加元素的顺序，迭代顺序与映射对的插入顺序一致。
源码中：
static class Entry<K,V> extends HashMap.Node<K,V> {
Entry<K,V> before, after;//能够记录添加的元素的先后顺序
Entry(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {
super(hash, key, value, next);
}
}五、Map中定义的方法：
添加、删除、修改操作
public void test3(){
Map map = new HashMap();
//添加
map.put("AA",123);
map.put(45,123);
map.put("BB",56);
System.out.println(map);//{AA=87,BB=56,45=123}
//修改
map.put("AA",87);
Map map1 = new HashMap();
map1.put("CC",123);
map1.put("DD",123);
map.putAll(map1);
System.out.println(map);{AA=87,BB=56,CC=123,DD=123,45=123}
//remove(Object key)
Object value = map.remove("CC");
System.out.println(value);//123
System.out.println(map);//{AA=87,BB=56,DD=123,45=123}
//clear()
map.clear();//与map = null操作不同
System.out.println(map.size());//0
System.out.println(map);{}
}元素查询的操作：
public void test4(){
Map map = new HashMap();
map.put("AA",123);
map.put(45,123);
map.put("BB",56);
// Object get(Object key)获取指定key对应的value
System.out.println(map.get(45));
//containsKey(Object key)是否包含指定的key
boolean isExist = map.containsKey("BB");
System.out.println(isExist);
isExist = map.containsValue(123);是否包含指定的value
System.out.println(isExist);
map.clear();
System.out.println(map.isEmpty());判断当前map是否为空
}元视图操作的方法：
public void test5(){
Map map = new HashMap();
map.put("AA",123);
map.put(45,1234);
map.put("BB",56);
//遍历所有的key集：keySet()
Set set = map.keySet();
Iterator iterator = set.iterator();
while(iterator.hasNext()){
System.out.println(iterator.next());
}
//遍历所有的value集：values()
Collection values = map.values();
for(Object obj : values){
System.out.println(obj);
}
//遍历所有的key-value
//方式一：entrySet()
Set entrySet = map.entrySet();
Iterator iterator1 = entrySet.iterator();
while (iterator1.hasNext()){
Object obj = iterator1.next();
//entrySet集合中的元素都是entry
Map.Entry entry = (Map.Entry) obj;
System.out.println(entry.getKey() + "---->" + entry.getValue());
}
//方式二：
Set keySet = map.keySet();
Iterator iterator2 = keySet.iterator();
while(iterator2.hasNext()){
Object key = iterator2.next();
Object value = map.get(key);
System.out.println(key + "=====" + value);
}
} 总结：常用方法：
添加：put(Object key,Object value)
删除：remove(Object key)
修改：put(Object key,Object value)
查询：get(Object key)
长度：size()
遍历：keySet() / values() / entrySet()
TreeMap两种添加方式的使用
向TreeMap中添加key-value，要求key必须是由同一个类创建的对象，因为要按照key进行排序：自然排序 、定制排序
自然排序
使用的user类同上
public void test1(){
TreeMap map = new TreeMap();
User u1 = new User("Tom",23);
User u2 = new User("Jerry",32);
User u3 = new User("Jack",20);
User u4 = new User("Rose",18);
map.put(u1,98);
map.put(u2,89);
map.put(u3,76);
map.put(u4,100);
//遍历
Set entrySet = map.entrySet();
Iterator iterator1 = entrySet.iterator();
while (iterator1.hasNext()){
Object obj = iterator1.next();
Map.Entry entry = (Map.Entry) obj;
System.out.println(entry.getKey() + "---->" + entry.getValue());
}
}定制排序
@Test
public void test2(){
TreeMap map = new TreeMap(new Comparator() {
@Override
public int compare(Object o1, Object o2) {
if(o1 instanceof User && o2 instanceof User){
User u1 = (User)o1;
User u2 = (User)o2;
return Integer.compare(u1.getAge(),u2.getAge());
}
throw new RuntimeException("输入的类型不匹配！");
}
});
User u1 = new User("Tom",23);
User u2 = new User("Jerry",32);
User u3 = new User("Jack",20);
User u4 = new User("Rose",18);
map.put(u1,98);
map.put(u2,89);
map.put(u3,76);
map.put(u4,100);
Set entrySet = map.entrySet();
Iterator iterator1 = entrySet.iterator();
while (iterator1.hasNext()){
Object obj = iterator1.next();
Map.Entry entry = (Map.Entry) obj;
System.out.println(entry.getKey() + "---->" + entry.getValue());
}
}Properties
Properties:常用来处理配置文件。key和value都是String类型。存取数据时，建议使用setProperty（String key,String value）方法和getProperty(String key)方法
FileInputStream fis = null;
try {
Properties pros = new Properties();
fis = new FileInputStream("jdbc.properties");
pros.load(fis);//加载流对应的文件
String name = pros.getProperty("name");
String password = pros.getProperty("password");
System.out.println("name = " + name + ", password = " + password);
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
if(fis != null){
try {
fis.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
Collections工具类
Collections:操作Collection、Map的工具类（操作数组的工具类Arrays）
Collection：集合接口
Collections中提供了一系列静态的方法对集合元素进行操作，还提供了对集合对象设置不可变、对集合对象实现同步控制等方法。
常用方法
reverse(List)：反转 List 中元素的顺序
shuffle(List)：对 List 集合元素进行随机排序
sort(List)：根据元素的自然顺序对指定 List 集合元素按升序排序
sort(List，Comparator)：根据指定的 Comparator 产生的顺序对 List 集合元素进行排序
swap(List，int， int)：将指定 list 集合中的 i 处元素和 j 处元素进行交换
Object max(Collection)：根据元素的自然顺序，返回给定集合中的最大元素
Object max(Collection，Comparator)：根据 Comparator 指定的顺序，返回给定集合中的最大元素
Object min(Collection)
Object min(Collection，Comparator)
int frequency(Collection，Object)：返回指定集合中指定元素的出现次数
void copy(List dest,List src)：将src中的内容复制到dest中
boolean replaceAll(List list，Object oldVal，Object newVal)：使用新值替换 List 对象的所有旧值 public void test1(){
List list = new ArrayList();
list.add(123);
list.add(43);
list.add(765);
list.add(765);
list.add(765);
list.add(-97);
list.add(0);
Collections.reverse(list);
Collections.shuffle(list);
Collections.sort(list);
Collections.swap(list,1,2);
int frequency = Collections.frequency(list, 123);//123出现的频率
//报异常：IndexOutOfBoundsException("Source does not fit in dest")
List dest = new ArrayList();
Collections.copy(dest,list);
//正确的：
List dest = Arrays.asList(new Object[list.size()]);
System.out.println(dest.size());//list.size();
Collections.copy(dest,list);
System.out.println(dest);
}
Collections 类中提供了多个 synchronizedXxx() 方法，该方法可使将指定集合包装成线程同步的集合，从而可以解决多线程并发访问集合时的线程安全问题
//返回的list1即为线程安全的List
List list1 = Collections.synchronizedList(list);
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