黑马程序员——学习日记8——集合框架

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        集合类的由来：
               对象用于封装特有数据，对象多了需要存储，如果对象的个数不确定。就使用集合容器进行存储。
        集合特点：
              1，用于存储对象的容器。
              2，集合的长度是可变的。
              3，集合中不可以存储基本数据类型值。
       集合容器因为内部的数据结构不同，有多种具体容器。不断的向上抽取，就形成了集合框架。
      
       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。



            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。

                  把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。

                  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();

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);
} 

                  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());
} 

       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。

       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。
 
              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据长度小于了集合的size，那么toArray方法，会自定再创建一个该类型的数据，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。

      泛型：jdk1.5版本以后出现的一个安全机制。表现格式：< >
            好处：
                  1：将运行时期的问题ClassCastException问题转换成了编译失败，体现在编译时期，程序员就可以解决问题。
                  2：避免了强制转换的麻烦。
      只要带有<>的类或者接口，都属于带有类型参数的类或者接口，在使用这些类或者接口时，必须给<>中传递一个具体的引用数据类型。
      泛型技术：其实应用在编译时期，是给编译器使用的技术，到了运行时期，泛型就不存在了。 为什么?因为泛型的擦除。也就是说，编辑器检查了泛型的类型正确后，在生成的类文件中是没有泛型的。
      在运行时，如何知道获取的元素类型而不用强转呢？
      泛型的补偿：因为存储的时候，类型已经确定了是同一个类型的元素，所以在运行时，只要获取到该元素的类型，在内部进行一次转换即可，所以使用者不用再做转换动作了。

      什么时候用泛型类呢？
            当类中的操作的引用数据类型不确定的时候，以前用的Object来进行扩展的，现在可以用泛型来表示。这样可以避免强转的麻烦，而且将运行问题转移到的编译时期。
泛型在程序定义上的体现： 

//泛型类：将泛型定义在类上。
class Tool {
    private Q obj;
    public  void setObject(Q obj) {
        this.obj = obj; 
    }
    public Q getObject() { 
        return obj;
    }
}
//当方法操作的引用数据类型不确定的时候，可以将泛型定义在方法上。
public  void method(W w) {
    System.out.println("method:"+w);
}
//静态方法上的泛型：静态方法无法访问类上定义的泛型。如果静态方法操作的引用数据类型不确定的时候，必须要将泛型定义在方法上。
public static  void function(Q t) {
    System.out.println("function:"+t);
}
//泛型接口.
interface Inter { void show(T t); }
class InterImpl implements Inter {
    public void show(R r) {
        System.out.println("show:"+r);
    }
}

      泛型中的通配符：可以解决当具体类型不确定的时候，这个通配符就是 ?  ；当操作类型时，不需要使用类型的具体功能时，只使用Object类中的功能。那么可以用 ? 通配符来表未知类型。
     泛型限定：
          上限：？extends E：可以接收E类型或者E的子类型对象。
          下限：？super E：可以接收E类型或者E的父类型对象。
          上限什么时候用：往集合中添加元素时，既可以添加E类型对象，又可以添加E的子类型对象。为什么？因为取的时候，E类型既可以接收E类对象，又可以接收E的子类型对象。
          下限什么时候用：当从集合中获取元素进行操作的时候，可以用当前元素的类型接收，也可以用当前元素的父类型接收。
     泛型的细节：
          1）、泛型到底代表什么类型取决于调用者传入的类型，如果没传，默认是Object类型；
          2）、使用带泛型的类创建对象时，等式两边指定的泛型必须一致； 原因：编译器检查对象调用方法时只看变量，然而程序运行期间调用方法时就要考虑对象具体类型了；
          3）、等式两边可以在任意一边使用泛型，在另一边不使用(考虑向后兼容)；

ArrayList al = new ArrayList