黑马程序员—集合

集合框架

 Collection:

|--List:有序(元素存入集合的顺序和取出的顺序一致),元素都有索引。元素可以重复。

|--Set:无序(存入和取出顺序有可能不一致),不可以存储重复元素。必须保证元素唯一性。

1,添加:

add(object):添加一个元素

addAll(Collection) :添加一个集合中的所有元素。

2,删除:

clear():将集合中的元素全删除,清空集合

remove(obj) :删除集合中指定的对象。注意:删除成功,集合的长度会改变。

removeAll(collection) :删除部分元素。部分元素和传入Collection一致。

3,判断:

boolean contains(obj) :集合中是否包含指定元素 。

boolean containsAll(Collection) :集合中是否包含指定的多个元素。

boolean isEmpty():集合中是否有元素。 

4,获取:

int size():集合中有几个元素。

5,取交集:

boolean  retainAll(Collection) :对当前集合中保留和指定集合中的相同的元素。如果两个集合元素相同,返回flase;如果retainAll修改了当前集合,返回true。

6,获取集合中所有元素:

Iterator  iterator()迭代器

7,将集合变成数组:

toArray();

 

 

List本身是Collection接口的子接口,具备了Collection的所有方法。现在学习List体系特有的共性方法,查阅方法发现List的特有方法都有索引,这是该集合最大的特点。

List:有序(元素存入集合的顺序和取出的顺序一致),元素都有索引。元素可以重复。

|--ArrayList:底层的数据结构是数组,线程不同步,ArrayList替代了Vector,查询元素的速度非常快。

|--LinkedList:底层的数据结构是链表,线程不同步,增删元素的速度非常快。

|--Vector:底层的数据结构就是数组,线程同步的,Vector无论查询和增删都巨慢。

1,添加:

add(index,element) :在指定的索引位插入元素。

addAll(index,collection) :在指定的索引位插入一堆元素。

2,删除:

remove(index) :删除指定索引位的元素。 返回被删的元素。

3,获取:

Object get(index) :通过索引获取指定元素。

int indexOf(obj) :获取指定元素第一次出现的索引位,如果该元素不存在返回-1;

  所以,通过-1,可以判断一个元素是否存在。

int lastIndexOf(Object o) :反向索引指定元素的位置。

List subList(start,end) :获取子列表。

4,修改:

Object set(index,element) :对指定索引位进行元素的修改。

5,获取所有元素:

ListIterator listIterator():list集合特有的迭代器。

List集合支持对元素的增、删、改、查。

List集合因为角标有了自己的获取元素的方式: 遍历。

for(int x=0; x

sop("get:"+list.get(x));

}

在进行list列表元素迭代的时候,如果想要在迭代过程中,想要对元素进行操作的时候,比如满足条件添加新元素。会发生.ConcurrentModificationException并发修改异常。

导致的原因是:

集合引用和迭代器引用在同时操作元素,通过集合获取到对应的迭代器后,在迭代中,进行集合引用的元素添加,迭代器并不知道,所以会出现异常情况。

如何解决呢?

既然是在迭代中对元素进行操作,找迭代器的方法最为合适.可是Iterator中只有hasNext,next,remove方法.通过查阅的它的子接口,ListIterator,发现该列表迭代器接口具备了对元素的增、删、改、查的动作。

ListIterator是List集合特有的迭代器

ListIterator it = list.listIterator;//取代Iterator it = list.iterator;

 

--< java.util >-- Set接口

Set接口中的方法和Collection中方法一致的。Set接口取出方式只有一种,迭代器

|--HashSet:底层数据结构是哈希表,线程是不同步的无序,高效;

HashSet集合保证元素唯一性:通过元素的hashCode方法,和equals方法完成的。

当元素的hashCode值相同时,才继续判断元素的equals是否为true。

如果为true,那么视为相同元素,不存。如果为false,那么存储。

如果hashCode值不同,那么不判断equals,从而提高对象比较的速度。

      |--LinkedHashSet:有序,hashset的子类。

|--TreeSet:对Set集合中的元素的进行指定顺序的排序。不同步。TreeSet底层的数据结构就是二叉树。

哈希表的原理:

1,对对象元素中的关键字(对象中的特有数据),进行哈希算法的运算,并得出一个具体的算法值,这个值 称为哈希值

2,哈希值就是这个元素的位置。

3,如果哈希值出现冲突,再次判断这个关键字对应的对象是否相同。如果对象相同,就不存储,因为元素重复。如果对象不同,就存储,在原来对象的哈希值基础 +1顺延。

4,存储哈希值的结构,我们称为哈希表。

5,既然哈希表是根据哈希值存储的,为了提高效率,最好保证对象的关键字是唯一的。

这样可以尽量少的判断关键字对应的对象是否相同,提高了哈希表的操作效率。

对于ArrayList集合,判断元素是否存在,或者删元素底层依据都是equals方法。

对于HashSet集合,判断元素是否存在,或者删除元素,底层依据的是hashCode方法和equals方法。

TreeSet:

用于对Set集合进行元素的指定顺序排序,排序需要依据元素自身具备的比较性。

如果元素不具备比较性,在运行时会发生ClassCastException异常。

所以需要元素实现Comparable接口,强制让元素具备比较性,复写compareTo方法

依据compareTo方法的返回值,确定元素在TreeSet数据结构中的位置。

TreeSet方法保证元素唯一性的方式:就是参考比较方法的结果是否为0,如果return 0,视为两个对象重复,不存。

注意:在进行比较时,如果判断元素不唯一,比如,同姓名,同年龄,才视为同一个人。

在判断时,需要分主要条件和次要条件,当主要条件相同时,再判断次要条件,按照次要条件排序。

TreeSet集合排序有两种方式,Comparable和Comparator区别:

1:让元素自身具备比较性,需要元素对象实现Comparable接口,覆盖compareTo方法。

2:让集合自身具备比较性,需要定义一个实现了Comparator接口的比较器,并覆盖compare方法,并将该类对象作为实际参数传递给TreeSet集合的构造函数。

第二种方式较为灵活。

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Map集合:

|--Hashtable:底层是哈希表数据结构,是线程同步的。不可以存储null键,null值。

|--HashMap:底层是哈希表数据结构,是线程不同步的。可以存储null键,null值。替代了Hashtable.

|--TreeMap:底层是二叉树结构,可以对map集合中的键进行指定顺序的排序。

Map集合存储和Collection有着很大不同:

Collection一次存一个元素;Map一次存一对元素。

Collection是单列集合;Map是双列集合。

Map中的存储的一对元素:一个是键,一个是值,键与值之间有对应(映射)关系。

特点:要保证map集合中键的唯一性。

1,添加。

 put(key,value):当存储的键相同时,新的值会替换老的值,并将老值返回。如果键没有重复,返回null。

void putAll(Map);

2,删除。

void clear():清空

value remove(key) :删除指定键。

3,判断。

boolean isEmpty():

boolean containsKey(key):是否包含key

boolean containsValue(value) :是否包含value

4,取出。

int size():返回长度

value get(key) :通过指定键获取对应的值。如果返回null,可以判断该键不存在。当然有特殊情况,就是在hashmap集合中,是可以存储null键null值的。

Collection values():获取map集合中的所有的值。

5,想要获取map中的所有元素:

原理:map中是没有迭代器的,collection具备迭代器,只要将map集合转成Set集合,可以使用迭代器了。之所以转成set,是因为map集合具备着键的唯一性,其实set集合就来自于map,set集合底层其实用的就是map的方法。

★ map集合转成set的方法:

Set keySet();

Set entrySet();//取的是键和值的映射关系。

Entry就是Map接口中的内部接口;

为什么要定义在map内部呢?entry是访问键值关系的入口,是map的入口,访问的是map中的键值对。

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取出map集合中所有元素的方式一:keySet()方法。

可以将map集合中的键都取出存放到set集合中。对set集合进行迭代。迭代完成,再通过get方法对获取到的键进行值的获取。

Set keySet = map.keySet();

Iterator it = keySet.iterator();

while(it.hasNext()) {

Object key = it.next();

Object value = map.get(key);

System.out.println(key+":"+value);

}

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取出map集合中所有元素的方式二:entrySet()方法。

Set entrySet = map.entrySet();

Iterator it = entrySet.iterator();

while(it.hasNext()) {

Map.Entry  me = (Map.Entry)it.next();

System.out.println(me.getKey()+"::::"+me.getValue());

}

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使用集合的技巧:

看到Array就是数组结构,有角标,查询速度很快。

看到link就是链表结构:增删速度快,而且有特有方法。addFirst; addLast; removeFirst(); removeLast(); getFirst();getLast();

看到hash就是哈希表,就要想要哈希值,就要想到唯一性,就要想到存入到该结构的中的元素必须覆盖hashCode,equals方法。

看到tree就是二叉树,就要想到排序,就想要用到比较。

比较的两种方式:

一个是Comparable:覆盖compareTo方法;

一个是Comparator:覆盖compare方法。

LinkedHashSet,LinkedHashMap:这两个集合可以保证哈希表有存入顺序和取出顺序一致,保证哈希表有序。

集合什么时候用?

当存储的是一个元素时,就用Collection。当存储对象之间存在着映射关系时,就使用Map集合。

保证唯一,就用Set。不保证唯一,就用List。

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Collections它的出现给集合操作提供了更多的功能。这个类不需要创建对象,内部提供的都是静态方法。

静态方法:

Collections.sort(list);//list集合进行元素的自然顺序排序。

Collections.sort(list,new ComparatorByLen());//按指定的比较器方法排序。

class ComparatorByLen implements Comparator{

public int compare(String s1,String s2){

int temp = s1.length()-s2.length();

return temp==0?s1.compareTo(s2):temp;

}

}

Collections.max(list); //返回list中字典顺序最大的元素。

int index = Collections.binarySearch(list,"zz");//二分查找,返回角标。

Collections.reverseOrder();//逆向反转排序。

Collections.shuffle(list);//随机对list中的元素进行位置的置换。

将非同步集合转成同步集合的方法:Collections中的  XXX synchronizedXXX(XXX);

List synchronizedList(list);

Map synchronizedMap(map);

原理:定义一个类,将集合所有的方法加同一把锁后返回。

Collection 和 Collections的区别:

Collections是个java.util下的类,是针对集合类的一个工具类,提供一系列静态方法,实现对集合的查找、排序、替换、线程安全化(将非同步的集合转换成同步的)等操作。

Collection是个java.util下的接口,它是各种集合结构的父接口,继承于它的接口主要有Set和List,提供了关于集合的一些操作,如插入、删除、判断一个元素是否其成员、遍历等。

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Arrays

用于操作数组对象的工具类,里面都是静态方法。

asList方法将数组转换成list集合。

String[] arr = {"abc","kk","qq"};

List list = Arrays.asList(arr);//将arr数组转成list集合。

将数组转换成集合,有什么好处呢?用aslist方法,将数组变成集合;

可以通过list集合中的方法来操作数组中的元素:isEmpty()、contains、indexOf、set; 

注意(局限性):数组是固定长度,不可以使用集合对象增加或者删除等,会改变数组长度的功能方法。比如add、remove、clear。(会报不支持操作异常UnsupportedOperationException);

如果数组中存储的引用数据类型,直接作为集合的元素可以直接用集合方法操作。

如果数组中存储的是基本数据类型,asList会将数组实体作为集合元素存在。

集合变数组:用的是Collection接口中的方法:toArray();

如果给toArray传递的指定类型的数长度小于了集合的size,那么toArray方法,会自定再创建一个该类型的数,长度为集合的size。

如果传递的指定的类型的数组的长度大于了集合的size,那么toArray方法,就不会创建新数组,直接使用该数组即可,并将集合中的元素存储到数组中,其他为存储元素的位置默认值null。

所以,在传递指定类型数组时,最好的方式就是指定的长度和size相等的数组。

将集合变成数组后有什么好处?限定了对集合中的元素进行增删操作,只要获取这些元素即可。

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