19_集合_第19天（List、Set）-优快云博客

本文详细介绍了Java集合框架中的List、Set接口及其实现类如ArrayList、LinkedList、HashSet等的特点和使用方法，包括数据存储结构、迭代器的并发修改异常、自定义对象的存储与哈希表的原理。

今日内容介绍
1、List接口
2、Set接口
3、判断集合唯一性原理

非常重要的关系图

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01List接口的特点

A:List接口的特点:

   a:它是一个元素存取有序的集合。
        例如，存元素的顺序是11、22、33。那么集合中，元素的存储就是按照11、22、33的顺序完成的）。 b:它是一个带有索引的集合，通过索引就可以精确的操作集合中的元素（与数组的索引是一个道理）。 c:集合中可以有重复的元素，通过元素的equals方法，来比较是否为重复的元素。 d:List接口的常用子类有： ArrayList集合 LinkedList集合

02List接口的特有方法

    A:List接口的特有方法(带索引的方法)
   a:增加元素方法
   add(Object e)：向集合末尾处，添加指定的元素 
   add(int index, Object e)   向集合指定索引处，添加指定的元素，原有元素依次后移
     
     /*
       *  add(int index, E)
       *  将元素插入到列表的指定索引上
       *  带有索引的操作,防止越界问题
       *  java.lang.IndexOutOfBoundsException
       *     ArrayIndexOutOfBoundsException
       *     StringIndexOutOfBoundsException
       */
      public static void function(){ List<String> list = new ArrayList<String>(); list.add("abc1"); list.add("abc2"); list.add("abc3"); list.add("abc4"); System.out.println(list); list.add(1, "itcast"); System.out.println(list); } b:删除元素删除  remove(Object e)：将指定元素对象，从集合中删除，返回值为被删除的元素  remove(int index)：将指定索引处的元素，从集合中删除，返回值为被删除的元素 /* * E remove(int index) * 移除指定索引上的元素 * 返回被删除之前的元素 */ public static void function_1(){ List<Double> list = new ArrayList<Double>(); list.add(1.1); list.add(1.2); list.add(1.3); list.add(1.4); Double d = list.remove(0); System.out.println(d); System.out.println(list); } c:替换元素方法 set(int index, Object e)：将指定索引处的元素，替换成指定的元素，返回值为替换前的元素 /* * E set(int index, E) * 修改指定索引上的元素 * 返回被修改之前的元素 */ public static void function_2(){ List<Integer> list = new ArrayList<Integer>(); list.add(1); list.add(2); list.add(3); list.add(4); Integer i = list.set(0, 5); System.out.println(i); System.out.println(list); } d:查询元素方法 get(int index)：获取指定索引处的元素，并返回该元素

03迭代器的并发修改异常

A:迭代器的并发修改异常
 
 /*
  *  迭代器的并发修改异常 java.util.ConcurrentModificationException
  *  就是在遍历的过程中,使用了集合方法修改了集合的长度,不允许的
  */
 public class ListDemo1 { public static void main(String[] args) { List<String> list = new ArrayList<String>(); list.add("abc1"); list.add("abc2"); list.add("abc3"); list.add("abc4"); //对集合使用迭代器进行获取,获取时候判断集合中是否存在 "abc3"对象 //如果有,添加一个元素 "ABC3" Iterator<String> it = list.iterator(); while(it.hasNext()){ String s = it.next(); //对获取出的元素s,进行判断,是不是有"abc3" if(s.equals("abc3")){ list.add("ABC3"); } System.out.println(s); } } } 运行上述代码发生了错误 java.util.ConcurrentModificationException这是什么原因呢？ 在迭代过程中，使用了集合的方法对元素进行操作。 导致迭代器并不知道集合中的变化，容易引发数据的不确定性。 并发修改异常解决办法： 在迭代时，不要使用集合的方法操作元素。 或者通过ListIterator迭代器操作元素是可以的，ListIterator的出现，解决了使用Iterator迭代过程中可能会发生的错误情况。

04数据的存储结构

A:数据的存储结构
 a:栈结构:后进先出/先进后出(手枪弹夹) FILO (first in last out)
 b:队列结构:先进先出/后进后出(银行排队) FIFO(first in first out)
 c:数组结构:
           查询快:通过索引快速找到元素
           增删慢:每次增删都需要开辟新的数组,将老数组中的元素拷贝到新数组中
                  开辟新数组耗费资源
 d:链表结构 查询慢:每次都需要从链头或者链尾找起 增删快:只需要修改元素记录的下个元素的地址值即可不需要移动大量元素

05ArrayList集合的自身特点

A:ArrayList集合的自身特点

 底层采用的是数组结构
 ArrayList al=new ArrayList();//创建了一个长度为0的Object类型数组
 al.add("abc");//底层会创建一个长度为10的Object数组 Object[] obj=new Object[10]
               //obj[0]="abc" //如果添加的元素的超过10个,底层会开辟一个1.5*10的长度的新数组 //把原数组中的元素拷贝到新数组,再把最后一个元素添加到新数组中 原数组: a b c d e f g h k l 添加m: a b c d e f g h k l m null null null null

06LinkedList集合的自身特点

A:LinkedList集合的自身特点

 底层采用链表结构,每次查询都要从链头或链尾找起,查询相对数组较慢
 但是删除直接修改元素记录的地址值即可,不要大量移动元素
 
 LinkedList的索引决定是从链头开始找还是从链尾开始找
 如果该元素小于元素长度一半,从链头开始找起,如果大于元素长度的一半,则从链尾找起

07LinkedList特有方法

*A:LinkedList特有方法:获取,添加,删除

   /*
 *  LinkedList 链表集合的特有功能
 *    自身特点: 链表底层实现,查询慢,增删快
 *  
 *  子类的特有功能,不能多态调用
 */
public class LinkedListDemo {
  public static void main(String[] args) { function_3(); } /* * E removeFirst() 移除并返回链表的开头 * E removeLast() 移除并返回链表的结尾 */ public static void function_3(){ LinkedList<String> link = new LinkedList<String>(); link.add("1"); link.add("2"); link.add("3"); link.add("4"); String first = link.removeFirst(); String last = link.removeLast(); System.out.println(first); System.out.println(last); System.out.println(link); } /* * E getFirst() 获取链表的开头 * E getLast() 获取链表的结尾 */ public static void function_2(){ LinkedList<String> link = new LinkedList<String>(); link.add("1"); link.add("2"); link.add("3"); link.add("4"); if(!link.isEmpty()){ String first = link.getFirst(); String last = link.getLast(); System.out.println(first); System.out.println(last); } } public static void function_1(){ LinkedList<String> link = new LinkedList<String>(); link.addLast("a"); link.addLast("b"); link.addLast("c"); link.addLast("d"); link.addFirst("1"); link.addFirst("2"); link.addFirst("3"); System.out.println(link); } /* * addFirst(E) 添加到链表的开头 * addLast(E) 添加到链表的结尾 */ public static void function(){ LinkedList<String> link = new LinkedList<String>(); link.addLast("heima"); link.add("abc"); link.add("bcd"); link.addFirst("itcast"); System.out.println(link); } }

08Vector类的特点

*A:Vector类的特点

   Vector集合数据存储的结构是数组结构，为JDK中最早提供的集合,它是线程同步的
   Vector中提供了一个独特的取出方式，就是枚举Enumeration，它其实就是早期的迭代器。
   此接口Enumeration的功能与 Iterator 接口的功能是类似的。
   Vector集合已被ArrayList替代。枚举Enumeration已被迭代器Iterator替代。

09Set接口的特点

A:Set接口的特点
a:它是个不包含重复元素的集合。
b:Set集合取出元素的方式可以采用：迭代器、增强for。
c:Set集合有多个子类，这里我们介绍其中的HashSet、LinkedHashSet这两个集合。

10Set集合存储和迭代

A:Set集合存储和迭代

  /*
   *  Set接口,特点不重复元素,没索引
   *  
   *  Set接口的实现类,HashSet (哈希表)
   *  特点: 无序集合,存储和取出的顺序不同,没有索引,不存储重复元素
   *  代码的编写上,和ArrayList完全一致
   */
  public class HashSetDemo {
    public static void main(String[] args) { Set<String> set = new HashSet<String>(); set.add("cn"); set.add("heima"); set.add("java"); set.add("java"); set.add("itcast"); Iterator<String> it = set.iterator(); while(it.hasNext()){ System.out.println(it.next()); } System.out.println("=============="); for(String s : set){ System.out.println(s); } } }

11哈希表的数据结构

A:哈希表的数据结构:(参见图解)

    加载因子:表中填入的记录数/哈希表的长度
    例如:
    加载因子是0.75 代表:
      数组中的16个位置,其中存入16*0.75=12个元素

    如果在存入第十三个(>12)元素,导致存储链子过长,会降低哈希表的性能,
    那么此时会扩充哈希表(在哈希),底层会开辟一个长度为原长度2倍的数组,把老元素拷贝到新
    数组中,再把新元素添加数组中
      
    当存入元素数量>哈希表长度*加载因子,就要扩容,因此加载因子决定扩容时机

12字符串对象的哈希值

  A:字符串对象的哈希值
  /*
   *  对象的哈希值,普通的十进制整数
   *  父类Object,方法 public int hashCode() 计算结果int整数
   */
  public class HashDemo {
    public static void main(String[] args) { Person p = new Person(); int i = p.hashCode(); System.out.println(i); String s1 = new String("abc"); String s2 = new String("abc"); System.out.println(s1.hashCode()); System.out.println(s2.hashCode()); /*System.out.println("重地".hashCode()); System.out.println("通话".hashCode());*/ } } //String类重写hashCode()方法 //字符串都会存储在底层的value数组中{'a','b','c'} public int hashCode() { int h = hash;//hash初值为0 if (h == 0 && value.length > 0) { char val[] = value; for (int i = 0; i < value.length; i++) { h = 31 * h + val[i]; } hash = h; } return h; }

13哈希表的存储过程

A:哈希表的存储过程

 public static void main(String[] args) {
    HashSet<String> set = new HashSet<String>(); set.add(new String("abc")); set.add(new String("abc")); set.add(new String("bbc")); set.add(new String("bbc")); System.out.println(set); }

存取原理:

每存入一个新的元素都要走以下三步:

1.首先调用本类的hashCode()方法算出哈希值

2.在容器中找是否与新元素哈希值相同的老元素,
  如果没有直接存入
  如果有转到第三步

3.新元素会与该索引位置下的老元素利用equals方法一一对比
  一旦新元素.equals(老元素)返回true,停止对比,说明重复,不再存入 如果与该索引位置下的老元素都通过equals方法对比返回false,说明没有重复,存入

14哈希表的存储自定义对象

A:哈希表的存储自定义对象

 /*
  *  HashSet集合的自身特点:
  *    底层数据结构,哈希表
  *    存储,取出都比较快
  *    线程不安全,运行速度快
  */
 public class HashSetDemo1 {
  public static void main(String[] args) { //将Person对象中的姓名,年龄,相同数据,看作同一个对象 //判断对象是否重复,依赖对象自己的方法 hashCode,equals HashSet<Person> setPerson = new HashSet<Person>(); setPerson.add(new Person("a",11)); setPerson.add(new Person("b",10)); setPerson.add(new Person("b",10)); setPerson.add(new Person("c",25)); setPerson.add(new Person("d",19)); setPerson.add(new Person("e",17));//每个对象的地址值都不同,调用Obejct类的hashCode方法返回不同哈希值,直接存入 System.out.println(setPerson); } } public class Person { private String name; private int age; public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { this.age = age; } public Person(String name, int age) { super(); this.name = name; this.age = age; } public Person(){} public String toString(){ return name+".."+age; } }

15自定义对象重写hashCode和equals

 A:自定义对象重写hashCode和equals
  /*
      *  HashSet集合的自身特点:
      *    底层数据结构,哈希表
      *    存储,取出都比较快
      *    线程不安全,运行速度快
      */
     public class HashSetDemo1 { public static void main(String[] args) { //将Person对象中的姓名,年龄,相同数据,看作同一个对象 //判断对象是否重复,依赖对象自己的方法 hashCode,equals HashSet<Person> setPerson = new HashSet<Person>(); setPerson.add(new Person("a",11)); setPerson.add(new Person("b",10)); setPerson.add(new Person("b",10)); setPerson.add(new Person("c",25)); setPerson.add(new Person("d",19)); setPerson.add(new Person("e",17)); System.out.println(setPerson); } } public class Person { private String name; private int age; /* * 没有做重写父类,每次运行结果都是不同整数 * 如果子类重写父类的方法,哈希值,自定义的 * 存储到HashSet集合的依据 * * 尽可能让不同的属性值产生不同的哈希值,这样就不用再调用equals方法去比较属性 * */ public int hashCode(){ return name.hashCode()+age*55; } //方法equals重写父类,保证和父类相同 //public boolean equals(Object obj){} public boolean equals(Object obj){ if(this == obj) return true; if(obj == null) return false; if(obj instanceof Person){ Person p = (Person)obj; return name.equals(p.name) && age==p.age; } return false; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { this.age = age; } public Person(String name, int age) { super(); this.name = name; this.age = age; } public Person(){} public String toString(){ return name+".."+age; } }

16LinkedHashSet集合

  A:LinkedHashSet集合
    /*
     *   LinkedHashSet 基于链表的哈希表实现
     *   继承自HashSet
     *   
     *   LinkedHashSet 自身特性,具有顺序,存储和取出的顺序相同的
     *   线程不安全的集合,运行速度块
     */
    public class LinkedHashSetDemo {
      
      public static void main(String[] args) { LinkedHashSet<Integer> link = new LinkedHashSet<Integer>(); link.add(123); link.add(44); link.add(33); link.add(33); link.add(66); link.add(11); System.out.println(link); } }

17ArrayList,HashSet判断对象是否重复的原因

A:ArrayList,HashSet判断对象是否重复的原因

 a:ArrayList的contains方法原理:底层依赖于equals方法
   ArrayList的contains方法会使用调用方法时，
     传入的元素的equals方法依次与集合中的旧元素所比较，
     从而根据返回的布尔值判断是否有重复元素。
     此时，当ArrayList存放自定义类型时，由于自定义类型在未重写equals方法前，
     判断是否重复的依据是地址值，所以如果想根据内容判断是否为重复元素，需要重写元素的equals方法。

 b:HashSet的add()方法和contains方法()底层都依赖 hashCode()方法与equals方法() Set集合不能存放重复元素，其添加方法在添加时会判断是否有重复元素，有重复不添加，没重复则添加。 HashSet集合由于是无序的，其判断唯一的依据是元素类型的hashCode与equals方法的返回结果。规则如下： 先判断新元素与集合内已经有的旧元素的HashCode值  如果不同，说明是不同元素，添加到集合。  如果相同，再判断equals比较结果。返回true则相同元素；返回false则不同元素，添加到集合。 所以，使用HashSet存储自定义类型，如果没有重写该类的hashCode与equals方法，则判断重复时，使用的是地址值，如果想通过内容比较元素是否相同，需要重写该元素类的hashcode与equals方法。

18hashCode和equals方法的面试题

 A:hashCode和equals的面试题
 /*
  *   两个对象  Person  p1 p2
  *   问题: 如果两个对象的哈希值相同 p1.hashCode()==p2.hashCode()
  *        两个对象的equals一定返回true吗  p1.equals(p2) 一定是true吗 * 正确答案:不一定 * * 如果两个对象的equals方法返回true,p1.equals(p2)==true * 两个对象的哈希值一定相同吗 * 正确答案: 一定 */ 在 Java 应用程序执行期间， 1.如果根据 equals(Object) 方法，两个对象是相等的，那么对这两个对象中的每个对象调用 hashCode 方法都必须生成相同的整数结果。 2.如果根据 equals(java.lang.Object) 方法，两个对象不相等，那么对这两个对象中的任一对象上调用 hashCode 方法不 要求一定生成不同的整数结果。 两个对象不同(对象属性值不同) equals返回false=====>两个对象调用hashCode()方法哈希值相同 两个对象调用hashCode()方法哈希值不同=====>equals返回true 两个对象不同(对象属性值不同) equals返回false=====>两个对象调用hashCode()方法哈希值不同 两个对象调用hashCode()方法哈希值相同=====>equals返回true 所以说两个对象哈希值无论相同还是不同,equals都可能返回true

作业测试

1、分析以下需求，并用代码实现：

(1)有如下代码：
    public static void main(String[] args) { List<String> list = new ArrayList<>(); list.add("a"); list.add("f"); list.add("b"); list.add("c"); list.add("a"); list.add("d"); } (2)利用HashSet对list集合去重(最终结果:list中没有重复元素)

2、:自己写出contains 方法

3、分析以下需求，并用代码实现： (1)编写一个泛形方法，实现指定位置数组元素的交换 (2)编写一个泛形方法，接收一个任意数组，并反转数组中的所有元素

4.将"goOd gooD stUdy dAy dAy up"

 每个单词的首字母转换成大写其余还是小写字母(不许直接输出good good study day day up 要用代码实现)

转载于:https://www.cnblogs.com/zoick/p/10595702.html