java之集合

最新推荐文章于 2024-12-11 14:46:19 发布

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ArrayList

集合中存放的依然是对象的引用而不是对象本身。

ArrayList底层采用数组实现，当使用不带参数的构造方法生成ArrayList对象时，实际上会在底层生成一个长度为10的Object类型数组。

如果增加的元素个数超过了10个，那么ArrayList底层会新生成一个数组，长度为原数组的1.5倍+1，然后将原数组的内容复制到新数组当中，并且后续增加的内容都会放到新数组当中。当新数组无法容纳增加的元素时，重复该过程。

对于ArrayList元素的删除操作，需要将被删除元素的后续元素向前移动，代价比较高。

集合当中只能放置对象的引用，无法放置原生数据类型，我们需要使用原生数据类型的包装类才能加入到集合当中。

集合当中放置的都是Object类型，因此取出来的也是Object类型，那么必须使用强制类型转换将其转换为真正的类型（放置进去的类型）。

关于ArrayList与LinkedList的比较分析

1）ArrayList底层采用数组实现，LinkedList底层采用双向链表生成。

2）当采用插入或者删除操作时，采用LinkedList比较好。

3）当执行搜索操作时，当执行搜索操作时，采用ArrayList比较好。

当向ArrayList添加一个对象时，实际上就是将对象放置到了ArrayList底层所维护的数组当中；当向LinkedList中添加一个对象时，实际上LinkedList内部会生成一个Entry对象，该对象结构为：

Entry
{
    Entry previous;
    Object element;
    Entry next;
}

其中的Object类型的元素element就是我们向LinkedList中所添加的元素，然后Entry又构造好了向前与向后的引用previous、next，最后将生成的这个Entry对象加入到了链表当中，也就是说，LinkedList中所维护的是一个个的Entry对象。

Set集合

关于Object类的equals方法的特点

自反性：对于任何非空引用值 x，x.equals(x) 都应返回true。

对称性：对于任何非空引用值 x 和 y，当且仅当 y.equals(x) 返回true 时，x.equals(y) 才应返回true。

传递性：对于任何非空引用值 x、y 和 z，如果 x.equals(y) 返回 true，并且 y.equals(z) 返回 true，那么x.equals(z) 应返回true。

一致性：对于任何非空引用值 x 和 y，多次调用 x.equals(y) 始终返回 true 或始终返回 false，前提是对象上 equals 比较中所用的信息没有被修改。

对于任何非空引用值 x，x.equals(null) 都应返回 false。

关于Object类的hashCode()方法的特点

1）在java应用的一次执行过程当中，对于同于一个对象的hashCode()的多次调用，他们应该返回同样的值（前提是该对象的信息没有发生改变）。

2）对于两个对象来说，如果equals方法比较返回true，那么这两个对象的hashCode值一定是相同的

3）对于两个对象来说，如果使用equals方法返回比较返回false，那么这两个对象的hashcode值不要求一定不同（可以相同，可以不同），但是如果不同可以提高哈希表的性能。

4）对于Object类来说，不同的Object对象的hashCode值是不同的（Object类的hashCode值表示的是对象的地址）。

当使用HashSet时，hashCode方法就会得到调用，判断已经存储在集合中的对象的hashcode值是否与增加的对象的hash code值一致；如果不一致，直接加进去；如果一致，再进行equals方法的比较，equals方法如果返回true，表示对象已经加进去了，就不会再增加新的对象，否则加进去。

判断一个对象会不会放到集合中，是由hashCode和equals两个方法共同决定的。

如果我们重写equals方法，那么也要重写hashCode方法，反之也是。

对于String类，它重写了hashCode方法

public class SetTest1 {
      public static void main(String[] args){

          HashSet set1 = new HashSet();
          HashSet set2 = new HashSet();
          set1.add(new People("zhangsan"));
          set1.add(new People("Lisi"));
          set1.add(new People("zhangsan"));
          People p1 = new People("zhangsan");
          set1.add(p1);
          set1.add(p1);
          System.out.println(set1);//set1集合中存放了四个对象，四个对象的hashcode值不相同，直接加入集合中
          String s1 = new String("aaa") ;
          String s2 = new String("aaa");

          System.out.println(s1==s2);
          System.out.println(s1.equals(s2));
          System.out.println(s1.hashCode());
          System.out.println(s2.hashCode());
          set2.add(s1);
          set2.add(s2);

          System.out.println(set2);//set2集合中存放了一个对象，String类重写了hashCode方法，s1.hashCode()==s2.hashCode()并且s1.equlas(s2)，所以s2对象不放入
                                  //集合中

    }

}

TreeSet

使用元素的自然顺序对元素进行排序，或者根据创建 set 时提供的 Comparator进行排序，具体取决于使用的构造方法。

public class TreeSetTest {

    public static void main(String[] args){
        TreeSet set = new TreeSet(new MyComparator());
        Person p1 = new Person(10);
        Person p2 = new Person(20);
        Person p3 = new Person(30);

        set.add(p1);
        set.add(p2);
        set.add(p3);

        for(Iterator it = set.iterator();it.hasNext();){
            System.out.println(it.next());
        }
    }
}

class Person{
    int score;

    Person(int score) {
        this.score = score;
    }

    public String toString(){
        return String.valueOf(this.score);
    }
}
class MyComparator implements Comparator{   //自己实现的比较器


    @Override
    public int compare(Object o1, Object o2) {
        Person person1 = (Person) o1;
        Person person2 = (Person) o2;
        return person2.score-person1.score;
    }
}

Map（映射）：Map的keySet()方法会返回key的集合，因为Map的键是不能重复的，因此keySet()方法的返回类型是Set；而Map的值是可以重复的，因此values()的返回类型是Collection，可以容纳重复的元素。

HashSet和HashMap的源码分析

HashSet底层是采用HashMap实现的。当使用add方法将对象添加到Set当中时，实际上是将该对象作为底层所维护的Map对象的key，而value则都是同一个Object对象（该对象我们用不上）

HashMap底层维护着一个数组（类型是HashMap.Entry），我们向HashMap中所放置的对象实际上是存储在该数组当中。

当向HashMap中put一对键值时，它会根据key的hashCode值计算出一个位置，该位置就是此对象准备往数组中存放的位置。如果该位置没有对象存在，就将此对象直接放进数组当中；如果该位置已经有对象存在了，则顺着此存在的对象的链开始寻找（Entry类有一个Entry类型的next成员变量，指向了该对象的下一个对象），如果此链上有对象的话，再去使用equals方法进行比较，如果对此链上的某个对象的equals方法比较为false，则将该对象放到数组当中，然后将该数组中该位置以前存在的那个对象链接到此对象的后面。（可以去看hashMap实现源码进行理解）

HashSet实现了Set接口，它不允许集合中有重复的值，当我们提到HashSet时，第一件事情就是在将对象存储在HashSet之前，要先确保对象重写equals()和hashCode()方法，这样才能比较对象的值是否相等，以确保set中没有储存相等的对象。如果我们没有重写这两个方法，将会使用这个方法的默认实现。

public boolean add(Object o)方法用来在Set中添加元素，当元素值重复时则会立即返回false，如果成功添加的话会返回true。

HashMap实现了Map接口，Map接口对键值对进行映射。Map中不允许重复的键。Map接口有两个基本的实现，HashMap和TreeMap。TreeMap保存了对象的排列次序，而HashMap则不能。HashMap允许键和值为null。HashMap是非synchronized的，但collection框架提供方法能保证HashMap synchronized，这样多个线程同时访问HashMap时，能保证只有一个线程更改Map。

public Object put(Object Key,Object value)方法用来将元素添加到map中。

HashSet和HashMap的区别

HashMap	HashSet
HashMap实现了Map接口	HashSet实现了Set接口
HashMap储存键值对	HashSet仅仅存储对象
使用put()方法将元素放入map中	使用add()方法将元素放入set中
HashMap中使用键对象来计算hashcode值	HashSet使用成员对象来计算hashcode值，对于两个对象来说hashcode可能相同，所以equals()方法用来判断对象的相等性，如果两个对象不同的话，那么返回false
HashMap比较快，因为是使用唯一的键来获取对象	HashSet较HashMap来说比较慢

HashMap和Hashtable的区别

HashMap和Hashtable都实现了Map接口，但决定用哪一个之前先要弄清楚它们之间的分别。主要的区别有：线程安全性，同步(synchronization)，以及速度。

HashMap几乎可以等价于Hashtable，除了HashMap是非synchronized的，并可以接受null(HashMap可以接受为null的键值(key)和值(value)，而Hashtable则不行)。
HashMap是非synchronized，而Hashtable是synchronized，这意味着Hashtable是线程安全的，多个线程可以共享一个Hashtable；而如果没有正确的同步的话，多个线程是不能共享HashMap的。Java 5提供了ConcurrentHashMap，它是HashTable的替代，比HashTable的扩展性更好。
另一个区别是HashMap的迭代器(Iterator)是fail-fast迭代器，而Hashtable的enumerator迭代器不是fail-fast的。所以当有其它线程改变了HashMap的结构（增加或者移除元素），将会抛出ConcurrentModificationException，但迭代器本身的remove()方法移除元素则不会抛出ConcurrentModificationException异常。但这并不是一个一定发生的行为，要看JVM。这条同样也是Enumeration和Iterator的区别。
由于Hashtable是线程安全的也是synchronized，所以在单线程环境下它比HashMap要慢。如果你不需要同步，只需要单一线程，那么使用HashMap性能要好过Hashtable。
HashMap不能保证随着时间的推移Map中的元素次序是不变的。