java集合——带你系统理解集合之间的联系

java集合

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目录

1. Java集合概述

2. List集合 

3. Map集合

4. Properties 

5. Set集合

6. Queue 

7. PriorityQueue

8. Deque

9. Stack

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1. Java集合概述

Java集合设计特点：

• 接口和实现相分离：List接口——ArrayList、LinkedList
• 支持泛型：List list= new ArrayList<>();
• 访问集合有统一的方法：迭代器Iterator

遗留类：

• Hashtable：一种线程安全的Map实现
• Vector：一种线程安全的List实现
• Stack：基于Vector实现的LIFO栈

遗留接口：

• Enumeration：已被Iterator取代

总结

• Java集合类定义在java.util包中
• 常用的集合类包括List、Set、Map
• Java集合使用统一的Iterator遍历集合
• 尽量不要使用遗留接口

2. List集合 

List和Array转换

把List变为Array：

• Object[ ] toArray()
• T[ ] toArray(T[ ] a)

把Array变为List:

• List Arrays.asList(T...a)  ——  伪不可修改

• 通过避免使用原始集合来实现真正不可修改

总结List特点

• 按索引顺序访问的长度可变的链表
• 优先使用ArrayList而不是LinkedList
• 可以直接使用for...each遍历
• 可以和Array互相转换

List查找总结

• List的实现类通过元素的equals方法比较两个元素
• 放入的元素必须正确覆写equals方法，JDK提供的String、Integer等已经覆写了equals方法
• 编写equals方法可借助Object.equals( )判断

注：如果不在List中查找元素，不必覆写equals方法 

3. Map集合

遍历Map：

• 遍历Key可以使用for...each循环遍历KeySet()

• 同时遍历Key和Value可以使用for...each循环遍历entrySet()

最常用的实现类是HashMap，HashMap内部存储不保证有序：

• 遍历时的顺序不一定是put放入的顺序，也不一定是Key的排序顺序

SortMap保证遍历时以Key的顺序排序：

• SortedMap的实现类是TreeMap

• TreeMap按Key顺序排序，可以自定义排序算法：

HashCode和equals 

Map是一种键-值映射表：

• HashMap通过计算Key的hashCode()定位Key的存储位置，继而获得Value

正确使用Map必须保证：

• 作为Key的对象必须正确覆写equals()方法
• 作为Key的对象必须正确覆写hashCode()方法：

如果两个对象相等，则两个对象的hashCode()必须相等；

如果两个对象不相等，则两个对象的hashCode()不需要相等；

以上截图来自HashMap类中的get(key)方法中调用的getNode(int Object）方法，证实了map集合在操作的时候要同时保证hashCode和equals都相同才可进行相应的操作。

如果一个对象覆写了equals()方法，就必须正确覆写hashCode()方法：

• 如果a.equals(b)==true，则a.hashCode()==b.hashCode() —— 必须要满足
• 如果a.equals(b)==false，则a和b的hashCode()尽量不要相等 —— 避免map冲突提升效率

4. Properties 

Properties用于读取配置：

• properties文件只能使用ASCII编码

• 可以从文件系统读取.properties文件

• 可以从ClassPath读取.properties文件

• 可以读取多个.properties文件，后读取的Key-Value会覆盖已读取的K-V

提示：在ClathPath中配置默认配置，在文件系统的配置更改的配置

Properties实际上是从Hashtable派生：

提示：不要调用get、put方法；仅使用getProperty() / setProperty()方法

5. Set集合

Set用于存储不重复的元素集合：

• Set实际上相当于不存储Value的map
• Set用于去除重复元素
• 放入Set的元素要正确实现equals()和hashCode()

Set不保证有序：

• HashSet是无序的
• TreeSet是有序的
• 实现了SortedSet接口的是有序Set

• TreeSet按元素顺序排序，可以自定义排序算法：

• Set转为ArrayList

总结

• Set用于存储不重复的元素集合
• 放入Set的元素与作为Map的Key要求相同：正确实现equals()和hashCode()
• 利用Set可以去除重复元素
• 遍历SortedSet按照元素的排序顺序遍历，也可以自定义排序算法

 

6. Queue 

Queue实现一个FIFO队列：

• LinkedList实现了Queue接口

• 获取队列长度：size()
• 添加元素到队尾：boolean add(E e) / boolean offer(E e)
• 获取队列头部元素并删除：E remove() / E poll()
• 获取队列头部元素但不删除：E element() / E peek()
• 当添加或获取元素失败时：

提示：避免把null添加到队列

7. PriorityQueue

PriorityQueue的出队顺序与元素的优先级有关：

• remove() / poll() 总是取优先级最高的元素
• 添加元素到队尾：boolean add(E e) / boolean offer(E e)
• 获取队列头部元素并删除：E remove() / E poll()
• 获取队列头部元素但不删除： E element() / E peek()
• PriorityQueue 具有Queue 接口：获取队首元素时总是返回优先级最高的元素

priorityQueue必须实现comparable接口或Comparator内部类：

总结

• PriorityQueue 实现一个优先队列
• 从队首获取元素时，总是获取优先级最高的元素
• 默认按元素比较的顺序排序（必须实现Comparable接口）
• 可以通过Comparator自定义排序算法（不必实现Comparable接口）

8. Deque

Deque是新啊一个双端队列：

• 既可以添加到队尾，也可以添加到队首
• 既可以从队首获取，又可以从队尾获取 

Deque使用技巧：

• 使用Deque的时候总是调用xxxFirst() / xxxLast()方法

• Deque的实现类：ArrayDeque、LinkedList

注意：避免把null添加到Deque

9. Stack

背景：Java中已存在一个Stack类，兼容性的考虑就没有创建Stack接口

用Deque可以实现Stack的功能：

• push(E e)：addFirst(E e)
• pop()：removeFirst()
• peek()：peekFirst()

Stack的作用：

• 方法的嵌套调用，嵌套调用过多会造成栈溢出StackOverflowError

• 进行+ - * / 运算

整个流程(只截取了运行代码)还是有点复杂的，这里简单介绍以下操作流程：

1. 提供中缀表达式1+2*(9-5）

2. 转换为后缀形式1 2 9 5 - * +，按顺序将1295入栈

3. 当遇到运算符(-)时就相应的从栈中抛出两个数(5 9)

4. 进行运算(9-5)，然后将运算后的结果(4)push会栈中

5. 之后重复3和4步骤，至栈为空结束

总结

• 栈是一种LIFO的数据结构
• 操作栈的元素的方法：push(E e);  pop();  peek();  
• java使用Deque实现栈的功能，注意之调用push / pop / peek，避免调用deque的其他方法
• 不要使用遗留类Stack 

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Java集合还是有蛮多内容的，经过这样整套的系统了解稍许体会到了Java集合的设计真理，学习任何一门语言都是反复迭代的过程，也许一个月、半年、两年之后再看这篇博客将还有更多的领悟！最后，一起加油，考研、生活、专业都要努力！

                       谢谢阅读                 ----知飞翀（一个专注于Java的考研狗）