JAVA集合框架详解
文章目录
- 集合概述
-
- Collection体系集合
-
- Collection父接口
- Collection子接口
-
- List集合
- List实现类
-
- ArrayList【重点】
- ArrayList源码分析
- Vector
- LinkedList
- LinkedList源码分析
- ArrayList和LinkedList区别
- 泛型概述
-
- 泛型类
- 泛型接口
- 泛型方法
- 泛型集合
- Set集合概述
-
- Set子接口
- Set实现类
-
- HashSet【重点】
- TreeSet
- Map集合概述
-
- Map集合的实现类
-
- HashMap【重点】
- HashMap源码分析
- HashSet源码分析
- Hashtable
- Properties
- TreeMap
- TreeSet源码
- Collections工具类
我的hexo博客
集合概述
-
概念：对象的容器，定义了对多个对象进项操作的的常用方法。可实现数组的功能。
-
和数组的区别：
-
数组长度固定，集合长度不固定。
-
数组可以存储基本类型和引用类型，集合只能存储引用类型。
- 位置： java.util.*;
Collection体系集合
Collection父接口
-
特点：代表一组任意类型的对象，无序、无下标、不能重复。
-
方法：
boolean add(Object obj) //添加一个对象。boolean addAll(Collection c) //讲一个集合中的所有对象添加到此集合中。void clear() //清空此集合中的所有对象。boolean contains(Object o) //检查此集合中是否包含o对象。boolean equals(Object o) //比较此集合是否与指定对象相等。boolean isEmpty() //判断此集合是否为空。boolean remove(Object o) //在此集合中移除o对象。int size() //返回此集合中的元素个数。Object[] toArray() //姜此集合转换成数组。
/** * Collection接口的使用（一） * 1.添加元素 * 2.删除元素 * 3.遍历元素 * 4.判断 */ public class Demo1{ pubic static void main(String[] args){ //创建集合 Collection collection=new ArrayList(); // * 1.添加元素 Collection.add("苹果"); Collection.add("西瓜"); Collection.add("榴莲"); System.out.println("元素个数："+collection.size()); System.out.println(collection); // * 2.删除元素 collection.remove("榴莲"); System.out.println("删除之后："+collection.size()); // * 3.遍历元素 //3.1 使用增强for for(Object object : collection){ System.out.println(object); } //3.2 使用迭代器（迭代器专门用来遍历集合的一种方式） //hasnext();判断是否有下一个元素 //next();获取下一个元素 //remove();删除当前元素 Iterator iterator=collection.Itertor(); while(iterator.hasnext()){ String object=(String)iterator.next(); System.out.println(s); //删除操作 //collection.remove(s);引发错误：并发修改异常 //iterator.remove();应使用迭代器的方法 // * 4.判断 System.out.println(collection.contains("西瓜"));//true System.out.println(collection.isEmpty());//false } } }/** * Collection接口的使用（二） * 1.添加元素 * 2.删除元素 * 3.遍历元素 * 4.判断 */ public class Demo2 { public static void main(String[] args) { Collection collection=new ArrayList(); Student s1=new Student("张三",18); Student s2=new Student("李四", 20); Student s3=new Student("王五", 19); //1.添加数据 collection.add(s1); collection.add(s2); collection.add(s3); //collection.add(s3);可重复添加相同对象 System.out.println("元素个数："+collection.size()); System.out.println(collection.toString()); //2.删除数据 collection.remove(s1); System.out.println("删除之后："+collection.size()); //3.遍历数据 //3.1 增强for for(Object object:collection) { Student student=(Student) object; System.out.println(student.toString()); } //3.2迭代器 //迭代过程中不能使用collection的删除方法 Iterator iterator=collection.iterator(); while (iterator.hasNext()) { Student student=(Student) iterator.next(); System.out.println(student.toString()); } //4.判断和上一块代码类似。 } }/** * 学生类 */ public class Student { private String name; private int age; public Student(String name, int age) { super(); this.name = name; this.age = 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; } @Override public String toString() { return "Student [name=" + name + ", age=" + age +"]"; } }
Collection子接口
List集合
-
特点：有序、有下标、元素可以重复。
-
方法：
void add(int index,Object o) //在index位置插入对象o。boolean addAll(index,Collection c) //将一个集合中的元素添加到此集合中的index位置。Object get(int index) //返回集合中指定位置的元素。List subList(int fromIndex,int toIndex) //返回fromIndex和toIndex之间的集合元素。
/** * List子接口的使用（一） * 特点：1.有序有下标 2.可以重复 * * 1.添加元素 * 2.删除元素 * 3.遍历元素 * 4.判断 * 5.获取位置 */ public class Demo3 { public static void main(String[] args) { List list=new ArrayList<>(); //1.添加元素 list.add("tang"); list.add("he"); list.add(0,"yu");//插入操作 System.out.println("元素个数："+list.size()); System.out.println(list.toString()); //2.删除元素 list.remove(0); //list.remove("yu");结果同上 System.out.println("删除之后："+list.size()); System.out.println(list.toString()); //3.遍历元素 //3.1 使用for遍历 for(int i=0;i<list.size();++i) { System.out.println(list.get(i)); } //3.2 使用增强for for(Object object:list) { System.out.println(object); } //3.3 使用迭代器 Iterator iterator=list.iterator(); while (iterator.hasNext()) { System.out.println(iterator.next()); } //3.4使用列表迭代器，listIterator可以双向遍历，添加、删除及修改元素。 ListIterator listIterator=list.listIterator(); //从前往后 while (listIterator.hasNext()) { System.out.println(listIterator.next()); } //从后往前（此时“遍历指针”已经指向末尾） while(listIterator.hasPrevious()) { System.out.println(listIterator.previous()); } //4.判断 System.out.println(list.isEmpty()); System.out.println(list.contains("tang")); //5.获取位置 System.out.println(list.indexOf("tang")); } }/** * List子接口的使用（二） * 1.添加元素 * 2.删除元素 * 3.遍历元素 * 4.判断 * 5.获取位置 */ public class Demo4 { public static void main(String[] args) { List list=new ArrayList(); //1.添加数字数据（自动装箱） list.add(20); list.add(30); list.add(40); list.add(50); System.out.println("元素个数："+list.size()); System.out.println(list.toString()); //2.删除元素 list.remove(0); //list.remove(20);很明显数组越界错误，改成如下 //list.remove(Object(20)); //list.remove(new Integer(20)); System.out.println("元素个数："+list.size()); System.out.println(list.toString()); //3-5不再演示，与之前类似 //6.补充方法subList，返回子集合，含头不含尾 List list2=list.subList(1, 3); System.out.println(list2.toString()); } }
List实现类
ArrayList【重点】
- 数组结构实现，查询块、增删慢；
- JDK1.2版本，运行效率快、线程不安全。
/**
* ArrayList的使用
* 存储结构：数组；
* 特点：查找遍历速度快，增删慢。
* 1.添加元素
* 2.删除元素
* 3.遍历元素
* 4.判断
* 5.查找
*/
public class Demo5 {
public static void main(String[] args) {
ArrayList arrayList=new ArrayList<>();
//1.添加元素
Student s1=new Student("唐", 21);
Student s2=new Student("何", 22);
Student s3=new Student("余", 21);
arrayList.add(s1);
arrayList.add(s2);
arrayList.add(s3);
System.out.println("元素个数："+arrayList.size());
System.out.println(arrayList.toString());
//2.删除元素
arrayList.remove(s1);
//arrayList.remove(new Student("唐", 21));
//注：这样可以删除吗（不可以）？显然这是两个不同的对象。
//假如两个对象属性相同便认为其是同一对象，那么如何修改代码？
//3.遍历元素
//3.1使用迭代器
Iterator iterator=arrayList.iterator();
while(iterator.hasNext()) {
System.out.println(iterator.next());
}
//3.2使用列表迭代器
ListIterator listIterator=arrayList.listIterator();
//从前往后遍历
while(listIterator.hasNext()) {
System.out.println(listIterator.next());
}
//从后往前遍历
while(listIterator.hasPrevious()) {
System.out.println(listIterator.previous());
}
//4.判断
System.out.println(arrayList.isEmpty());
//System.out.println(arrayList.contains(new Student("何", 22)));
//注：与上文相同的问题。
//5.查找
System.out.println(arrayList.indexOf(s1));
}
}
注：Object里的equals(this==obj)用地址和当前对象比较，如果想实现代码中的问题，可以在学生类中重写equals方法：
@Override
public boolean equals(Object obj) {
//1.是否为同一对象
if (this==obj) {
return true;
}
//2.判断是否为空
if (obj==null) {
return false;
}
//3.判断是否是Student类型
if (obj instanceof Student) {
Student student=(Student) obj;
//4.比较属性
if(this.name.equals(student.getName())&&this.age==student.age) {
return true;
}
}
//不满足，返回false
return false;
}
ArrayList源码分析
-
默认容量大小：
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10; -
存放元素的数组：
transient Object[] elementData; -
实际元素个数：
private int size; -
创建对象时调用的无参构造函数：
//这是一个空的数组 private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {}; public ArrayList() { this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA; }这段源码说明当你没有向集合中添加任何元素时，集合容量为0。那么默认的10个容量怎么来的呢？
这就得看看add方法的源码了：
public boolean add(E e) { ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!! elementData[size++] = e; return true; }假设你new了一个数组，当前容量为0，size当然也为0。这时调用add方法进入到
ensureCapacityInternal(size + 1);该方法源码如下：private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) { ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity)); }该方法中的参数minCapacity传入的值为size+1也就是 1，接着我们再进入到
calculateCapacity(elementData, minCapacity)里面：private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) { if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) { return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity); } return minCapacity; }上文说过，elementData就是存放元素的数组，当前容量为0，if条件成立，返回默认容量
DEFAULT_CAPACITY也就是10。这个值作为参数又传入ensureExplicitCapacity()方法中，进入该方法查看源码：private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) { modCount++; // overflow-conscious code if (minCapacity - elementData.length > 0) grow(minCapacity); }我们先不要管modCount这个变量。因为elementData数组长度为0，所以if条件成立，调用grow方法，重要的部分来了，我们再次进入到grow方法的源码中：
private void grow(int minCapacity) { // overflow-conscious code int oldCapacity = elementData.length; int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1); if (newCapacity - minCapacity < 0) newCapacity = minCapacity; if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0) newCapacity = hugeCapacity(minCapacity); // minCapacity is usually close to size, so this is a win: elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity); }这个方法先声明了一个oldCapacity变量将数组长度赋给它，其值为0；又声明了一个newCapacity变量其值为
oldCapacity+一个增量，可以发现这个增量是和原数组长度有关的量，当然在这里也为0。第一个if条件满足，newCapacity的值为10（这就是默认的容量，不理解的话再看看前面）。第二个if条件不成立，也可以不用注意，因为MAX_ARRAY_SIZE的定义如下：private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;这个值太大了以至于第二个if条件没有了解的必要。
最后一句话就是为elementData数组赋予了新的长度，
Arrays.copyOf()方法返回的数组是新的数组对象，原数组对象不会改变，该拷贝不会影响原来的数组。copyOf()的第二个自变量指定要建立的新数组长度，如果新数组的长度超过原数组的长度，则保留数组默认值。这时候再回到add的方法中，接着就向下执行
elementData[size++] = e;到这里为止关于ArrayList就讲解得差不多了，当数组长度为10的时候你们可以试着过一下源码，查一下每次的增量是多少（答案是每次扩容为原来的1.5倍）。
Vector
-
数组结构实现，查询快、增删慢；
-
JDK1.0版本，运行效率慢、线程安全。
/** * Vector的演示使用 * *1.添加数据 *2.删除数据 *3.遍历 *4.判断 */ public class Demo1 { public static void main(String[] args) { Vector vector=new Vector<>(); //1.添加数据 vector.add("tang"); vector.add("he"); vector.add("yu"); System.out.println("元素个数："+vector.size()); //2.删除数据 /* * vector.remove(0); vector.remove("tang"); */ //3.遍历 //使用枚举器 Enumeration enumeration=vector.elements(); while (enumeration.hasMoreElements()) { String s = (String) enumeration.nextElement(); System.out.println(s); } //4.判断 System.out.println(vector.isEmpty()); System.out.println(vector.contains("he")); //5. Vector其他方法 //firstElement() lastElement() ElementAt(); } }
LinkedList
- 链表结构实现，增删快，查询慢。
/**
* LinkedList的用法
* 存储结构：双向链表
* 1.添加元素
* 2.删除元素
* 3.遍历
* 4.判断
*/
public class Demo2 {
public static void main(String[] args) {
LinkedList linkedList=new LinkedList<>();
Student s1=new Student("唐", 21);
Student s2=new Student("何", 22);
Student s3=new Student("余", 21);
//1.添加元素
linkedList.add(s1);
linkedList.add(s2);
linkedList.add(s3);
linkedList.add(s3);
System.out.println("元素个数："+linkedList.size());
System.out.println(linkedList.toString());
//2.删除元素
/*
* linkedList.remove(new Student("唐", 21));
* System.out.println(linkedList.toString());
*/
//3.遍历
//3.1 使用for
for(int i=0;i<linkedList.size();++i) {
System.out.println(linkedList.get(i));
}
//3.2 使用增强for
for(Object object:linkedList) {
Student student=(Student) object;
System.out.println(student.toString());
}
//3.3 使用迭代器
Iterator iterator =linkedList.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
Student student = (Student) iterator.next();
System.out.println(student.toString());
}
//3.4 使用列表迭代器（略）
//4. 判断
System.out.println(linkedList.contains(s1));
System.out.println(linkedList.isEmpty());
System.out.println(linkedList.indexOf(s3));
}
}
LinkedList源码分析
LinkedList首先有三个属性：
- 链表大小：
transient int size = 0; - （指向）第一个结点/头结点：
transient Nodefirst; - （指向）最后一个结点/尾结点：
transient Nodelast;
关于Node类型我们再进入到类里看看：
private static class Node<E> {
E item;
Node<E> next;
Node<E> prev;
Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
this.item = element;
this.next = next;
this.prev = prev;
}
}
首先item存放的是实际数据；next指向下一个结点而prev指向上一个结点。
Node带参构造方法的三个参数分别是前一个结点、存储的数据、后一个结点，调用这个构造方法时将它们赋值给当前对象。
LinkedList是如何添加元素的呢？先看看add方法：
public boolean add(E e) {
linkLast(e);
return true;
}
进入到linkLast方法：
void linkLast(E e) {
final Node<E> l = last;
final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
last = newNode;
if (l == null)
first = newNode;
else
l.next = newNode;
size++;
modCount++;
}
假设刚开始new了一个LinkedList对象，first和last属性都为空，调用add进入到linkLast方法。
首先创建一个Node变量 l 将last（此时为空）赋给它，然后new一个newNode变量存储数据，并且它的前驱指向l，后继指向null；再把last指向newNode。如下图所示：
如果满足if条件，说明这是添加的第一个结点，将first指向newNode：
至此，LinkedList对象的第一个数据添加完毕。假设需要再添加一个数据，我们可以再来走一遍，过程同上不再赘述，图示如下：
ArrayList和LinkedList区别
- ArrayList：必须开辟连续空间，查询快，增删慢。
- LinkedList：无需开辟连续空间，查询慢，增删快。
泛型概述
- Java泛型是JDK1.5中引入的一个新特性，其本质是参数化类型，把类型作为参数传递。
- 常见形式有泛型类、泛型接口、泛型方法。
- 语法：
- 好处：
- 提高代码的重用性。
- 防止类型转换异常，提高代码的安全性。
泛型类
/**
* 泛型类
* 语法：类名
* T是类型占位符，表示一种引用类型，编写多个使用逗号隔开
*
*/
public class myGeneric<T>{
//1.创建泛型变量
//不能使用new来创建，因为泛型是不确定的类型，也可能拥有私密的构造方法。
T t;
//2.泛型作为方法的参数
public void show(T t) {
System.out.println(t);
}
//泛型作为方法的返回值
public T getT() {
return t;
}
}
/**
* 注意：
* 1.泛型只能使用引用类型
* 2.不同泛型类型的对象不能相互赋值
*/
public class testGeneric {
public static void main(String[] args) {
//使用泛型类创建对象
myGeneric<String> myGeneric1=new myGeneric<String>();
myGeneric1.t="tang";
myGeneric1.show("he");
myGeneric<Integer> myGeneric2=new myGeneric<Integer>();
myGeneric2.t=10;
myGeneric2.show(20);
Integer integer=myGeneric2.getT();
}
}
泛型接口
/**
* 泛型接口
* 语法：接口名
* 注意：不能创建泛型静态常量
*/
public interface MyInterface<T> {
//创建常量
String nameString="tang";
T server(T t);
}
/**
* 实现接口时确定泛型类
*/
public class MyInterfaceImpl implements MyInterface<String>{
@Override
public String server(String t) {
System.out.println(t);
return t;
}
}
//测试
MyInterfaceImpl myInterfaceImpl=new MyInterfaceImpl();
myInterfaceImpl.server("xxx");
//xxx
/**
* 实现接口时不确定泛型类
*/
public class MyInterfaceImpl2<T> implements MyInterface<T>{
@Override
public T server(T t) {
System.out.println(t);
return t;
}
}
//测试
MyInterfaceImpl2<Integer> myInterfaceImpl2=new MyInterfaceImpl2<Integer>();
myInterfaceImpl2.server(2000);
//2000
泛型方法
/**
* 泛型方法
* 语法： 返回类型
*/
public class MyGenericMethod {
public <T> void show(T t) {
System.out.println("泛型方法"+t);
}
}
//测试
MyGenericMethod myGenericMethod=new MyGenericMethod();
myGenericMethod.show("tang");
myGenericMethod.show(200);
myGenericMethod.show(3.14);
泛型集合
- 概念：参数化类型、类型安全的集合，强制集合元素的类型必须一致。
- 特点：
- 编译时即可检查，而非运行时抛出异常。
- 访问时，不必类型转换（拆箱）。
- 不同泛型指尖引用不能相互赋值，泛型不存在多态。
之前我们在创建LinkedList类型对象的时候并没有使用泛型，但是进到它的源码中会发现：
public class LinkedList<E>
extends AbstractSequentialList<E>
implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable{//略}
它是一个泛型类，而我之前使用的时候并没有传递，说明java语法是允许的，这个时候传递的类型是Object类，虽然它是所有类的父类，可以存储任意的类型，但是在遍历、获取元素时需要原来的类型就要进行强制转换。这个时候就会出现一些问题，假如往链表里存储了许多不同类型的数据，在强转的时候就要判断每一个原来的类型，这样就很容易出现错误。
Set集合概述
Set子接口
- 特点：无序、无下标、元素不可重复。
- 方法：全部继承自Collection中的方法。
/**
* 测试Set接口的使用
* 特点：1.无序，没有下标；2.重复
* 1.添加数据
* 2.删除数据
* 3.遍历【重点】
* 4.判断
*/
public class Demo1 {
public static void main(String[] args) {
Set<String> set=new HashSet<String>();
//1.添加数据
set.add("tang");
set.add("he");
set.add("yu");
System.out.println("数据个数："+set.size());
System.out.println(set.toString());//无序输出
//2.删除数据
/*
* set.remove("tang"); System.out.println(set.toString());
*/
//3.遍历【重点】
//3.1 使用增强for
for (String string : set) {
System.out.println(string);
}
//3.2 使用迭代器
Iterator<String> iterator=set.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
System.out.println(iterator.next());
}
//4.判断
System.out.println(set.contains("tang"));
System.out.println(set.isEmpty());
}
}
Set实现类
HashSet【重点】
- 基于HashCode计算元素存放位置。
- 当存入元素的哈希码相同时，会调用equals进行确认，如结果为true，则拒绝后者存入。
/**
* 人类
*/
public class Person {
private String name;
private int age;
public Person(String name,int age) {
this.name = name;
this.age = 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;
}
@Override
public String toString() {
return "Peerson [name=" + name + ", age=" + age + "]";
}
}
/**
* HashSet集合的使用
* 存储结构：哈希表（数组+链表+红黑树）
* 1.添加元素
* 2.删除元素
* 3.遍历
* 4.判断
*/
public class Demo3 {
public static void main(String[] args) {
HashSet<Person> hashSet=new HashSet<>();
Person p1=new Person("tang",21);
Person p2=new Person("he", 22);
Person p3=new Person("yu", 21);
//1.添加元素
hashSet.add(p1);
hashSet.add(p2);
hashSet.add(p3);
//重复，添加失败
hashSet.add(p3);
//直接new一个相同属性的对象，依然会被添加，不难理解。
//假如相同属性便认为是同一个对象，怎么修改？
hashSet.add(new Person("yu", 21));
System.out.println(hashSet.toString());
//2.删除元素
hashSet.remove(p2);
//3.遍历
//3.1 增强for
for (Person person : hashSet) {
System.out.println(person);
}
//3.2 迭代器
Iterator<Person> iterator=hashSet.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
System.out.println(iterator.next());
}
//4.判断
System.out.println(hashSet.isEmpty());
//直接new一个相同属性的对象结果输出是false，不难理解。
//注：假如相同属性便认为是同一个对象，该怎么做？
System.out.println(hashSet.contains(new Person("tang", 21)));
}
}
注：hashSet存储过程：
- 根据hashCode计算保存的位置，如果位置为空，则直接保存，否则执行第二步。
- 执行equals方法，如果方法返回true，则认为是重复，拒绝存储，否则形成链表。
存储过程实际上就是重复依据，要实现“注”里的问题，可以重写hashCode和equals代码：
@Override
public int hashCode() {
final int prime = 31;
int result = 1;
result = prime * result + age;
result = prime * result + ((name == null) ? 0 : name.hashCode());
return result;
}
@Override
public boolean equals(Object obj) {
if (this == obj)
return true;
if (obj == null)
return false;
if (getClass() != obj.getClass())
return false;
Person other = (Person) obj;
if (age != other.age)
return false;
if (name == null) {
if (other.name != null)
return false;
} else if (!name.equals(other.name))
return false;
return true;
}
hashCode方法里为什么要使用31这个数字大概有两个原因：
- 31是一个质数，这样的数字在计算时可以尽量减少散列冲突。
- 可以提高执行效率，因为31*i=(i<<5)-i，31乘以一个数可以转换成移位操作，这样能快一点；但是也有网上一些人对这两点提出质疑。
TreeSet
- 基于排序顺序实现不重复。
- 实现了SortedSet接口，对集合元素自动排序。
- 元素对象的类型必须实现Comparable接口，指定排序规则。
- 通过CompareTo方法确定是否为重复元素。
/**
* 使用TreeSet保存数据
* 存储结构：红黑树
* 要求：元素类必须实现Comparable接口，compareTo方法返回0，认为是重复元素
*/
public class Demo4 {
public static void main(String[] args) {
TreeSet<Person> persons=new TreeSet<Person>();
Person p1=new Person("tang",21);
Person p2=new Person("he", 22);
Person p3=new Person("yu", 21);
//1.添加元素
persons.add(p1);
persons.add(p2);
persons.add(p3);
//注：直接添加会报类型转换错误，需要实现Comparable接口
System.out.println(persons.toString());
//2.删除元素
persons.remove(p1);
persons.remove(new Person("he", 22));
System.out.println(persons.toString());
//3.遍历（略）
//4.判断
System.out.println(persons.contains(new Person("yu", 21)));
}
}
查看Comparable接口的源码，发现只有一个compareTo抽象方法，在人类中实现它：
public class Person implements Comparable<Person>{
@Override
//1.先按姓名比
//2.再按年龄比
public int compareTo(Person o) {
int n1=this.getName().compareTo(o.getName());
int n2=this.age-o.getAge();
return n1==0?n2:n1;
}
}
除了实现Comparable接口里的比较方法，TreeSet也提供了一个带比较器Comparator的构造方法，使用匿名内部类来实现它：
/**
* TreeSet的使用
* Comparator：实现定制比较（比较器）
*/
public class Demo5 {
public static void main(String[] args) {
TreeSet<Person> persons=new TreeSet<Person>(new Comparator<Person>() {
@Override
public int compare(Person o1, Person o2) {
// 先按年龄比较
// 再按姓名比较
int n1=o1.getAge()-o2.getAge();
int n2=o1.getName().compareTo(o2.getName());
return n1==0?n2:n1;
}
});
Person p1=new Person("tang",21);
Person p2=new Person("he", 22);
Person p3=new Person("yu", 21);
persons.add(p1);
persons.add(p2);
persons.add(p3);
System.out.println(persons.toString());
}
}
接下来我们来做一个小案例：
/**
* 要求：使用TreeSet集合实现字符串按照长度进行排序
* helloworld tangrui hechengyang wangzixu yuguoming
* Comparator接口实现定制比较
*/
public class Demo6 {
public static void main(String[] args) {
TreeSet<String> treeSet=new TreeSet<String>(new Comparator<String>() {
@Override
//先比较字符串长度
//再比较字符串
public int compare(String o1, String o2) {
int n1=o1.length()-o2.length();
int n2=o1.compareTo(o2);
return n1==0?n2:n1;
}
});
treeSet.add("helloworld");
treeSet.add("tangrui");
treeSet.add("hechenyang");
treeSet.add("yuguoming");
treeSet.add("wangzixu");
System.out.println(treeSet.toString());
//输出[tangrui, wangzixu, yuguoming, hechenyang, helloworld]
}
}
Map体系集合
-
Map接口的特点：
- 用于存储任意键值对(Key-Value)。
- 键：无序、无下标、不允许重复（唯一）。
- 值：无序、无下标、允许重复。
Map集合概述
-
特点：存储一对数据（Key-Value），无序、无下标，键不可重复。
-
方法：
V put(K key,V value)//将对象存入到集合中，关联键值。key重复则覆盖原值。
-
Object get(Object key)//根据键获取相应的值。Set//返回所有的keyCollection//返回包含所有值的Collection集合。values() Set//键值匹配的set集合
/** * Map接口的使用 * 特点：1.存储键值对 2.键不能重复，值可以重复 3.无序 */ public class Demo1 { public static void main(String[] args) { Map<String,Integer> map=new HashMap<String, Integer>(); //1.添加元素 map.put("tang", 21); map.put("he", 22); map.put("fan", 23); System.out.println(map.toString()); //2.删除元素 map.remove("he"); System.out.println(map.toString()); //3.遍历 //3.1 使用keySet(); for (String key : map.keySet()) { System.out.println(key+" "+map.get(key)); } //3.2 使用entrySet();效率较高 for (Map.Entry<String, Integer> entry : map.entrySet()) { System.out.println(entry.getKey()+" "+entry.getValue()); } } }
Map集合的实现类
HashMap【重点】
- JDK1.2版本，线程不安全，运行效率快；允许用null作为key或是value。
/**
* 学生类
*/
public class Student {
private String name;
private int id;
public Student(String name, int id) {
super();
this.name = name;
this.id = id;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getId() {
return id;
}
public void setId(int id) {
this.id = id;
}
@Override
public String toString() {
return "Student [name=" + name + ", age=" + id + "]";
}
}
/**
* HashMap的使用
* 存储结构：哈希表（数组+链表+红黑树）
*/
public class Demo2 {
public static void main(String[] args) {
HashMap<Student, String> hashMap=new HashMap<Student, String>();
Student s1=new Student("tang", 36);
Student s2=new Student("yu", 101);
Student s3=new Student("he", 10);
//1.添加元素
hashMap.put(s1, "成都");
hashMap.put(s2, "杭州");
hashMap.put(s3, "郑州");
//添加失败，但会更新值
hashMap.put(s3,"上海");
//添加成功，不过两个属性一模一样；
//注：假如相同属性便认为是同一个对象，怎么修改？
hashMap.put(new Student("he", 10),"上海");
System.out.println(hashMap.toString());
//2.删除元素
hashMap.remove(s3);
System.out.println(hashMap.toString());
//3.遍历
//3.1 使用keySet()遍历
for (Student key : hashMap.keySet()) {
System.out.println(key+" "+hashMap.get(key));
}
//3.2 使用entrySet()遍历
for (Entry<Student, String> entry : hashMap.entrySet()) {
System.out.println(entry.getKey()+" "+entry.getValue());
}
//4.判断
//注：同上
System.out.println(hashMap.containsKey(new Student("he", 10)));
System.out.println(hashMap.containsValue("成都"));
}
}
注：和之前说过的HashSet类似，重复依据是hashCode和equals方法，重写即可：
@Override
public int hashCode() {
final int prime = 31;
int result = 1;
result = prime * result + id;
result = prime * result + ((name == null) ? 0 : name.hashCode());
return result;
}
@Override
public boolean equals(Object obj) {
if (this == obj)
return true;
if (obj == null)
return false;
if (getClass() != obj.getClass())
return false;
Student other = (Student) obj;
if (id != other.id)
return false;
if (name == null) {
if (other.name != null)
return false;
} else if (!name.equals(other.name))
return false;
return true;
}
HashMap源码分析
- 默认初始化容量：
static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // aka 16 - 数组最大容量：
static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30; - 默认加载因子：
static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f; - 链表调整为红黑树的链表长度阈值（JDK1.8）：
static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8; - 红黑树调整为链表的链表长度阈值（JDK1.8）：
static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6; - 链表调整为红黑树的数组最小阈值（JDK1.8）：
static final int MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64; - HashMap存储的数组：
transient Node - HashMap存储的元素个数：
transient int size;
- 默认加载因子是什么？
- 就是判断数组是否扩容的一个因子。假如数组容量为100，如果HashMap的存储元素个数超过了100*0.75=75，那么就会进行扩容。
- 链表调整为红黑树的链表长度阈值是什么？
- 假设在数组中下标为3的位置已经存储了数据，当新增数据时通过哈希码得到的存储位置又是3，那么就会在该位置形成一个链表，当链表过长时就会转换成红黑树以提高执行效率，这个阈值就是链表转换成红黑树的最短链表长度；
- 红黑树调整为链表的链表长度阈值是什么？
- 当红黑树的元素个数小于该阈值时就会转换成链表。
- 链表调整为红黑树的数组最小阈值是什么？
- 并不是只要链表长度大于8就可以转换成红黑树，在前者条件成立的情况下，数组的容量必须大于等于64才会进行转换。
HashMap的数组table存储的就是一个个的Node
static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
final K key;
V value;
Node<K,V> next;
}
之前的代码中在new对象时调用的是HashMap的无参构造方法，进入到该构造方法的源码查看一下：
public HashMap() {
this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR; // all other fields defaulted
}
发现没什么内容，只是赋值了一个默认加载因子；而在上文我们观察到源码中table和size都没有赋予初始值，说明刚创建的HashMap对象没有分配容量，并不拥有默认的16个空间大小，这样做的目的是为了节约空间，此时table为null，size为0。
当我们往对象里添加元素时调用put方法：
public V put(K key, V value) {
return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}
put方法把key和value传给了putVal，同时还传入了一个hash(Key)所返回的值，这是一个产生哈希值的方法，再进入到putVal方法（部分源码）：
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
boolean evict) {
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
n = (tab = resize()).length;
if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
else{
//略
}
}
这里面创建了一个tab数组和一个Node变量p，第一个if实际是判断table是否为空，而我们现在只关注刚创建HashMap对象时的状态，此时tab和table都为空，满足条件，执行内部代码，这条代码其实就是把resize()所返回的结果赋给tab，n就是tab的长度，resize顾名思义就是重新调整大小。查看resize()源码（部分）：
final Node<K,V>[] resize() {
Node<K,V>[] oldTab = table;
int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
int oldThr = threshold;
if (oldCap > 0);
else if (oldThr > 0);
else { // zero initial threshold signifies using defaults
newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;
newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);
}
@SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"})
Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];
table = newTab;
return newTab;
}
该方法首先把table及其长度赋值给oldTab和oldCap；threshold是阈值的意思，此时为0，所以前两个if先不管，最后else里newCap的值为默认初始化容量16；往下创建了一个newCap大小的数组并将其赋给了table，刚创建的HashMap对象就在这里获得了初始容量。然后我们再回到putVal方法，第二个if就是根据哈希码得到的tab中的一个位置是否为空，为空便直接添加元素，此时数组中无元素所以直接添加。至此HashMap对象就完成了第一个元素的添加。当添加的元素超过16*0.75=12时，就会进行扩容：
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,boolean evict){
if (++size > threshold)
resize();
}
扩容的代码如下（部分）：
final Node<K,V>[] resize() {
int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
int newCap;
if (oldCap > 0) {
if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {//略}
else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&
oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
}
}
核心部分是else if里的移位操作，也就是说每次扩容都是原来大小的两倍。
注：额外说明的一点是在JDK1.8以前链表是头插入，JDK1.8以后链表是尾插入。
HashSet源码分析
了解完HashMap之后，再回过头来看之前的HashSet源码，为什么放在后面写你们看一下源码就知道了（部分）：
public class HashSet<E>
extends AbstractSet<E>
implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable
{
private transient HashMap<E,Object> map;
private static final Object PRESENT = new Object();
public HashSet() {
map = new HashMap<>();
}
}
可以看见HashSet的存储结构就是HashMap，那它的存储方式是怎样的呢？可以看一下add方法：
public boolean add(E e) {
return map.put(e, PRESENT)==null;
}
很明了地发现它的add方法调用的就是map的put方法，把元素作为map的key传进去的。。
Hashtable
-
JDK1.0版本，线程安全，运行效率慢；不允许null作为key或是value。
-
初始容量11，加载因子0.75。
这个集合在开发过程中已经不用了，稍微了解即可。
Properties
- Hashtable的子类，要求key和value都是String。通常用于配置文件的读取。
它继承了Hashtable的方法，与流关系密切，此处不详解。
TreeMap
- 实现了SortedMap接口（是Map的子接口），可以对key自动排序。
/**
* TreeMap的使用
* 存储结构：红黑树
*/
public class Demo3 {
public static void main(String[] args) {
TreeMap<Student, Integer> treeMap=new TreeMap<Student, Integer>();
Student s1=new Student("tang", 36);
Student s2=new Student("yu", 101);
Student s3=new Student("he", 10);
//1.添加元素
treeMap.put(s1, 21);
treeMap.put(s2, 22);
treeMap.put(s3, 21);
//不能直接打印，需要实现Comparable接口，因为红黑树需要比较大小
System.out.println(treeMap.toString());
//2.删除元素
treeMap.remove(new Student("he", 10));
System.out.println(treeMap.toString());
//3.遍历
//3.1 使用keySet()
for (Student key : treeMap.keySet()) {
System.out.println(key+" "+treeMap.get(key));
}
//3.2 使用entrySet()
for (Entry<Student, Integer> entry : treeMap.entrySet()) {
System.out.println(entry.getKey()+" "+entry.getValue());
}
//4.判断
System.out.println(treeMap.containsKey(s1));
System.out.println(treeMap.isEmpty());
}
}
在学生类中实现Comparable接口：
public class Student implements Comparable<Student>{
@Override
public int compareTo(Student o) {
int n1=this.id-o.id;
return n1;
}
除此之外还可以使用比较器来定制比较：
TreeMap<Student, Integer> treeMap2=new TreeMap<Student, Integer>(new Comparator<Student>() {
@Override
public int compare(Student o1, Student o2) {
// 略
return 0;
}
});
TreeSet源码
和HashSet类似，放在TreeMap之后讲便一目了然（部分）：
public class TreeSet<E> extends AbstractSet<E>
implements NavigableSet<E>, Cloneable, java.io.Serializable
{
private transient NavigableMap<E,Object> m;
private static final Object PRESENT = new Object();
TreeSet(NavigableMap<E,Object> m) {
this.m = m;
}
public TreeSet() {
this(new TreeMap<E,Object>());
}
}
TreeSet的存储结构实际上就是TreeMap，再来看其存储方式：
public boolean add(E e) {
return m.put(e, PRESENT)==null;
}
它的add方法调用的就是TreeMap的put方法，将元素作为key传入到存储结构中。
Collections工具类
-
概念：集合工具类，定义了除了存取以外的集合常用方法。
-
方法：
public static void reverse(List list)//反转集合中元素的顺序public static void shuffle(List list)//随机重置集合元素的顺序public static void sort(List//升序排序（元素类型必须实现Comparable接口）list)
/** * 演示Collections工具类的使用 * */ public class Demo4 { public static void main(String[] args) { List<Integer> list=new ArrayList<Integer>(); list.add(20); list.add(10); list.add(30); list.add(90); list.add(70); //sort排序 System.out.println(list.toString()); Collections.sort(list); System.out.println(list.toString()); System.out.println("---------"); //binarySearch二分查找 int i=Collections.binarySearch(list, 10); System.out.println(i); //copy复制 List<Integer> list2=new ArrayList<Integer>(); for(int i1=0;i1<5;++i1) { list2.add(0); } //该方法要求目标元素容量大于等于源目标 Collections.copy(list2, list); System.out.println(list2.toString()); //reserve反转 Collections.reverse(list2); System.out.println(list2.toString()); //shuffle 打乱 Collections.shuffle(list2); System.out.println(list2.toString()); //补充：list转成数组 Integer[] arr=list.toArray(new Integer[0]); System.out.println(arr.length); //补充：数组转成集合 String[] nameStrings= {"tang","he","yu"}; //受限集合，不能添加和删除 List<String> list3=Arrays.asList(nameStrings); System.out.println(list3); //注：基本类型转成集合时需要修改为包装类 } }
**：集合工具类，定义了除了存取以外的集合常用方法。
-
方法：
public static void reverse(List list)//反转集合中元素的顺序public static void shuffle(List list)//随机重置集合元素的顺序public static void sort(List//升序排序（元素类型必须实现Comparable接口）list)
/** * 演示Collections工具类的使用 * */ public class Demo4 { public static void main(String[] args) { List<Integer> list=new ArrayList<Integer>(); list.add(20); list.add(10); list.add(30); list.add(90); list.add(70); //sort排序 System.out.println(list.toString()); Collections.sort(list); System.out.println(list.toString()); System.out.println("---------"); //binarySearch二分查找 int i=Collections.binarySearch(list, 10); System.out.println(i); //copy复制 List<Integer> list2=new ArrayList<Integer>(); for(int i1=0;i1<5;++i1) { list2.add(0); } //该方法要求目标元素容量大于等于源目标 Collections.copy(list2, list); System.out.println(list2.toString()); //reserve反转 Collections.reverse(list2); System.out.println(list2.toString()); //shuffle 打乱 Collections.shuffle(list2); System.out.println(list2.toString()); //补充：list转成数组 Integer[] arr=list.toArray(new Integer[0]); System.out.println(arr.length); //补充：数组转成集合 String[] nameStrings= {"tang","he","yu"}; //受限集合，不能添加和删除 List<String> list3=Arrays.asList(nameStrings); System.out.println(list3); //注：基本类型转成集合时需要修改为包装类 } }
完结撒花❀