黑马程序员——基础学习日记(集合)

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学习日记：集合部分

为什么出现集合类？
面向对象对事物的体现都是以对象的形式，为了方便对多个对象的操作，就对对象进行存储。
集合就是存储对象最常用的一种方式.
数组和集合都是容器，两者有何不同？
**数组长度固定，而集合长度是可变的
**数组值可以存储对象，还可以存储基本数据类型;而集合只能存储对象
**数组存储数据类型是固定的，而集合存储的数据类型不固定
集合类的特点：
集合只能存储对象
集合的长度是可变的
集合可以存储不同类型的对象

数据结构：
栈：
特点： 先进后出
队列： 
特点： 先进先出
数组： 
特点： 增删慢， 查找快
链表：
特点： 增删快， 查找慢


Collection：
集合  VS 数组 
数组：
存储的元素类型 必须要相同
长度固定
集合：
存储的元素类型 可以不一样
长度不固定，大小随便变化

Collection集合中的方法：
  添加功能：
  (掌握)boolean add(Object obj)：在此集合的最后添加一个新的元素对象
  boolean addAll(Collection c)：在此集合的最后添加一个新的集合中的所有元素对象
  删除功能：
  (掌握)void clear()：清空此集合
  (掌握)boolean remove(Object o)：在此集合中删除输入的元素对象，删除了就返回true。此集合中没有输入的元素对象 o 返回false
  boolean removeAll(Collection c)：在此集合中删除所有与输入的集合中相同的元素对象，删除了哪怕一个也返回true
  判断功能：
  (掌握)boolean contains(Object o)：判断此集合中是否包含输入的元素对象，
  boolean containsAll(Collection c)：判断此集合中是否包含输入的集合中所有的元素对象
  (掌握)boolean isEmpty() ：判断此集合是否为空
  长度功能：
  (掌握)int size() ：返回此集合的长度
  转换功能：
  (掌握)Object[] toArray() ：返回此集合的Object数组
  遍历功能：
  (掌握)Iterator iterator() ：返回一个 Collection迭代器
  交集功能：
  boolean retainAll(Collection c) ：返回此集合与输入集合的交集的元素对象

Iterator中的方法：
  boolean hasNext()： 判断集合中 ，是否还有需要遍历(迭代)的元素
  Object next() : 获取元素
  可能会发生 没有找到元素的错误   NoSuchElementException

List:
Collection
  |- List
  |- ArrayList
  |- Vector
  |- LinkedList
  |- Set
  |- HashSet
  |- TreeSet
  
  
List集合  与 Set集合的区别??
   
    List:
    有序的集合(元素的存与取的顺序一致)
    可以存储重复的元素
    允许多个 null 元素
    Set:
    无序的集合(元素的存与取的顺序不同)
    不能够包含重复的元素
    允许一个 null 元素


List集合的特有方法：
添加功能：
(掌握)void add(int index, Object element)：在指定的位置中添加指定的元素对象
boolean addAll(int index, Collection c) ：在指定的位置上添加指定的集合，
获取功能：
(掌握)Object get(int index)：获取此集合中指定角标的元素对象
(掌握)int indexOf(Object o)：获取此集合中指定元素对象的角标，没有返回-1
int lastIndexOf(Object o)：获取此集合中指定元素对象最后一次出现的位置
Lis subList(int fromIndex, int toIndex)：获取此集合的子元素对象集合，包含头不包含尾
删除功能：
(掌握)Object remove(int index)：删除此集合中指定位置的元素，并返回该元素，
修改功能：
(掌握)Object set(int index,  Object element)：修改此集合中指定位置的元素并返回该元素，
遍历功能：
(了解)ListIterator listIterator()：获取list集合的特有迭代器，该迭代器有增删改查的功能，可以再迭代过程中进行

注意：  
ConcurrentModificationException 并发修改异常
  出现问题的原因在于， 迭代集合的过程中， 集合内的元素发生了改变，导致该异常的发生

List集合下的子集合的特点：

ArrayList：
  底层： 数组结构
  线程不同步，说白了， 就是不安全，使用起来有安全隐患，但是执行效率高
  jdk1.2
当往ArrayList里面存入元素没什么要求时，即只要求有序就行时；
  

LinkedList: 
底层： 链表结构
线程不同步，说白了， 就是不安全，使用起来有安全隐患，但是执行效率高
jdk1.2
Vector:
底层：数组结构
线程同步， 说白了， 就是安全， 使用起来没有安全隐患， 但是执行效率低
jdk1.0
Stack:
  底层： 栈结构
  Stack 是 Vector的子类
  特点： 后进先出（LIFO）

一般情况下： 如果要求增删快，考虑使用LinkedList
如果要求查询快，考虑使用ArrayList
如果要求线程安全，考虑使用Vector。

ArrayList:
LinkedList:
特有方法：
public void addFirst(Object e)：在集合的顶端添加元素
public void addLast(Object e)：在集合的末端添加元素
public Object getFirst()：在集合的顶端取出元素，但不影响集合
public Object getLast()：在集合的末端取出元素，但不影响集合
public Object removeFirst()：在集合的顶端删除元素，返回删除的元素
public Object removeLast()： 在集合的末端删除元素，返回删除的元素
Vector：
特有方法：
public void addElement(E obj)  ----- add(Object obj)：在集合的末端添加元素
public boolean removeElement(Object obj) --- remove(Object obj)：删除集合中指定的元素，删除了返回true，没删除返回false
public void removeElementAt(int index)  --- remove(int index)：删除指定角标的元素，角标超出会报错：角标越界
public void setElementAt(E obj, int index) -- set(int index, Object obj)：将指定位置的元素替换为指定的元素
  
public Enumeration elements() ---- iterator()：Vector集合特有的迭代器，枚举
Enumeration -- Iterator
    boolean hasMoreElements() ---- hasNext()：判断迭代器中是否还有下个元素
    E nextElement()  ---- next()：取出迭代器中的下个元素

Stack：
特有方法：
public boolean empty() 测试堆栈是否为空。
public E peek() 查看堆栈顶部的对象，但不从堆栈中移除它  
public E pop() 移除堆栈顶部的对象，并作为此函数的值返回该对象
public E push(E item) 把项压入堆栈顶部
public int search(Object o) 返回对象在堆栈中的位置，以 1 为基数

增强for循环:
jdk5新功能，用来替换iterator 迭代器

格式：
for ( 数据类型 变量名：数组名或者集合名) {
//变量名 代表数组或集合中的每一个元素
}

泛型: Genericity


为什么会出现泛型？
因为集合存放的数据类型不固定，故往集合里面存放元素时，存在安全隐患，
如果在定义集合时，可以想定义数组一样指定数据类型，那么就可以解决该类安全问题。
JDK1.5后出现了泛型，用于解决集合框架的安全问题。
泛型是一个类型安全机制。

概述： 它是在编译期，进行数据的类型约束

哪里可以使用泛型：
类
接口
方法

泛型的定义 : <数据类型>

泛型类: 就是在类上 定义泛型
好处：可以让方法中的参数，在创建对象的时候来确定， 使用的更加灵活

如：  class Person {
public void show(T t) {
SOP(t);
}
 }
 
泛型方法: 就是在方法上 定义泛型
好处：可以在使用方法的时候，来确定参数的类型， 实现每次调用接受不同类型的数据
如： 
class Test {
   //普通泛型方法
public QQ show( QQ q ){
SOP( q );
return q;
}


//静态泛型方法
public static Niu method( Niu n ){
SOP( n );
return n;
}
}
 
泛型接口: 就是在接口上 定义泛型
好处：灵活，可以在实现接口的时候来明确泛型的类型， 或者在创建对象的时候，来明确泛型的类型
如：
interface Inter {
public abstract void show(TT t);
}

//方式1  实现接口的时候来明确泛型的类型
class Test1 implements Inter {
public void show(String t){
SOP( t );
}
}

//方式2  创建对象的时候，来明确泛型的类型
class Test2 implements Inter {
public void show(QQ q){
SOP(q);
}
}
new Test2; //这个时候 确定的泛型的数据类型
 

泛型中的通配符:  可以匹配任意数据类型
格式：  
如： 
ArrayList = new ArrayList();
ArrayList = new ArrayList();
ArrayList = new ArrayList();

public void print( ArrayList objs){
for (Object obj : objs) {
SOP( obj );
}
}


泛型的边界（上边界、下边界）:
ArrayList = new ArrayList();
ArrayList = new ArrayList();
ArrayList = new ArrayList();

// ? extends Person  定义 上边界
public void print( ArrayList persons){
...
}

//? super Boy 定义 下边界
public void print2( ArrayList persons ){
...
}

上边界： ? extends Person
？代表着Person本身， 或者Person的子类

下边界： ? super Boy
？代表着Boy本身， 或者Boy的父类
 
 
使用泛型时候的注意事项：
  1: 定义泛型数据类型的时候， 要求左右两端的泛型的数据类型要一致
  ArrayList list = new ArrayList();  正确
  ArrayList list = new ArrayList(); 错误
 
  2: jdk7的新特点   菱形泛型 , 简化形式
  ArrayList list2 = new ArrayList<>();
 
3: 泛型的约束，它是编译器的数据类型约束， 当编译后生成的class文件中，没有泛型的约束


Set集合：
特点：
不能够存储重复元素
无序的集合(元素的存与取顺序不同)
线程不同步的集合，有安全隐患

Set集合的继承关系：
HashSet集合：
底层： 哈希表结构
无序
LinkedHashSet集合：
底层： 哈希表结构 + 链表结构
有序
它是HashSet集合的子类
TreeSet集合：
底层： 二叉树结构
无序的集合(元素的存与取顺序不同)
有序（元素按照自然排序接口 或者 比较器接口来排序）  



HashSet：
如何保证元素的唯一性？
重写hashCode()方法 与 equals() 方法
HashSet集合对象 底层是通过 HashMap集合来创建的


TreeSet:
如何保证元素的唯一性与排序的？
方式1： 通过实现自然排序接口 Comparable [ compareTo(Object obj ) ]
方式2： 通过实现比较器接口   Comparator [ compare( Object o1, Object o2 ) ]

返回值：
等于0 ： 代表 两个对象相同， 新元素不存储到集合
大于0：
小于0：
代表 两个对象不同， 新元素存储到集合， 同时排序
可以按照指定的规则进行排序 

注意： API中提供的类， 通常都实现了 Comparable接口，而我们自己创建的类没有实现，所以，自己的类 需要实现接口
基本数据类型或字符串对象均实现了Comparable接口，故同种类型基本数据间具备比较性，即自然顺序。





(重点)Map： 双列集合
特点：
键是唯一的
值可以重复的


Map集合体系关系
Map:
|- HashMap
|- TreeMap

Map集合中的方法：
添加功能：
V put(K key, V value)
删除功能：
void clear()
V remove(Object key) 
判断功能：
boolean containsKey(Object key) 
boolean containsValue(Object value)
boolean isEmpty() 
获取功能：
Set> entrySet()
V get(Object key) 
Set keySet()
Collection values() 
长度功能：
int size()


(重点)HashMap:
特点：
底层：哈希表结构
如何保证HashMap集合中key是唯一的？？？
重写key 所对应的类中的 hashCode() 与 equals() 方法
注意： 如果 key 是API中提供的类，不需要自己重写，因为API已经重写好了， 而自己定义的类，必须要重写


(理解)TreeMap:
特点：
底层： 二叉树结构
如何保证TreeMao集合中的key 是唯一和排序的？？
有两种方式：
方式1：  实现 自然排序接口  
Comparable {  compareTo(Object o) }
方式2：  实现 比较器接口
Comparator { compare(Object o1, Object o2) }

注意： 具体如何比较的代码 需要自己来实现


(重点)Map集合遍历的两种方式：
方式1： 键 找 值
a: 获取集合中所有的key
b: 获取到每一个key
c: 通过当前的key， 获取到对应的值 value

方式2： 键值对， 找键，找值
a: 获取集合中所有的键值对对象 
b: 获取到每一个键值对对象
c: 通过键值对对象， 找键，找值


（了解）HashMap集合与 Hashtable集合的区别？
Hashtable: 
是一个Map集合
它是一个线程同步的集合， 安全
键不能为null , 值不能为null
HashMap:
它是一个线程不同步的集合
键可以为null, 值可以为null

(了解)Collections: 集合工具类：
二分查找法：public static int binarySearch(List> list,T key)
最大值：public static > T max(Collection coll)
最小值：public static > T min(Collection coll)
排序：public static > void sort(List list)
随机打乱：public static void shuffle(List list)
反转：public static void reverse(List list)
把线程不同步的集合，变成同步的集合：public static Collection synchronizedCollection(Collection c)

Arrays类：
此类包含用来操作数组（比如排序和搜索）的各种方法。里面都是静态方法。
如果指定数组引用为 null，则此类中的方法都会抛出 NullPointerException。
(1)静态方法摘要：
static List asList(T... a)
返回一个受指定数组支持的固定大小的列表。
注意：
A:该方法将一个数组变成集合后，不可以使用集合的增删方法，因为数组的长度是固定的！
         如果增删，则发生UnsupportedOprationException(不支持操作异常)
 特别注意！！不能使用集合的增删方法改变长度！！！
 
B:如果数组中的元素都是基本数据类型，则该数组变成集合时，会将该数组作为集合的一个
 元素出入集合
C:如果数组中的元素都是对象，如String，那么数组变成集合后，数组中的元素就直接转成
 集合中的元素
 
数组变集合以及集合变数组的对比：
(1)数组变集合：
方法：static List asList(T... a) 返回一个受指定数组支持的固定大小的列表。
好处：可以使用集合的思想和方法操作数组中的元素，数组是一个对象，但是数组中的功能很少
(2)集合变数组：
方法：Collction中的toArray方法
好处：可以限定对集合元素的操作，防止对集合的元素进行增删，因为数组长度是固定的。

(重点)Collections类和Arrays类的使用。
A:Collections
排序
二分查找
发转
B:Arrays
把数组变成字符串输出
排序
二分查找