Java 数组和集合

〇、Java 基本类型。

今天一个同学问我,Java 基本类型 int 类型是 4 个字节 ? char 呢 ?

Java 有两大基本类型:基本数据类型和引用数据类型

  • 基本数据类型(8 种,四整两浮一符一布):默认的整型是 int ,默认的浮点型是 double。
    对于数值类型的基本类型的取值范围,我们无需强制去记忆,因为它们的值都已经以常量的形式定义在对应的包装类中了。
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  • 引用数据类型(除去上述基本类型的包装类以外,还有由类的构造函数创建,可以使用它们访问所引用的对象。):对象、数组都是引用数据类型,引用数据类型的默认值都是 null 。

需要注意缓存。

  • Boolean(全部缓存)
  • Byte(全部缓存)
  • Integer(-128 — 127 缓存)
  • Short(-128 — 127 缓存)
  • Long(-128 — 127 缓存)
  • Character(<= 127缓存)
  • Float(没有缓存)
  • Doulbe(没有缓存)

一、Java 数组

Java 语言中提供的数组是用来存储固定大小的同类型元素。
Java语言使用new操作符来创建数组,语法如下:(详细内容请查看菜鸟教程)

arrayRefVar = new dataType[arraySize];
上面语句做了两件事:1、使用 dataType[arraySize] 创建了一个数组。
          2、把新创建的数组的引用赋值给变量 arrayRefVar。

  1. 创建和声明同时 :dataType[] arrayRefVar = new dataType[arraySize];
  2. 声明时,直接填充内容:dataType[] arrayRefVar = {value0, value1, ..., valuek};

数组转集合( Arrays.asList(array) ),集合转数组( list.toArray() )。

  1. 数组转集合使用 Arrays 的 asList 方法,它将数组转化成一个List,可以用这个 List 构造Set。Set set = new HashSet(Arrays.asList(array));
  2. 集合转数组使用 toArray 方法,可以通过强转来得到目标数组。
    array2 = (String[]) set.toArray(new String[set.size()]); ( 将 list 中的内容放入参数数组中,当参数数组的长度小于 list 的元素个数时,会自动扩充数组的长度以适应 list 的长度,这条语句直接使用了集合的长度 )

需要注意的问题。

  1. asList() 原始类型不能作为 Arrays.asList 方法的参数,否则会被当做一个参数。
    查看源码:T 作为泛型的参数,而基本类型是不能够作为泛型参数的。
int[] list = {1,2,3,4};
List list = Arrays.asList(list);
System.out.println(list.size()); 	 // 编辑器把 int[] 数组当做了一个引用的参数对象,输出值 1
  1. Arrays.asList(list) 返回的 ArrayList 是 Arrays 的静态内部私有类实现,继承了 AbstractList ,属于不可变结构,不是常用的那个 ArrayList ,只实现了size 、toArray、get、set、contains几个方法,具体请看源码【Ctrl + 点击方法名】。
    下图中,不可变结构的 Arrays 的 ArrayList 通过构造放入真正的 ArrayList,就可以正常使用了。
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  2. 集合的相等只在乎元素数据的比较,其中 equals 方法都是 AbstractList 中实现的,比较的依据是通过迭代器遍历元素挨个 equals 比较。
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二、Java 集合

集合按照存储结构可以分为,单列集合 Collection 和 双列集合 Map 。

  1. Collection :单列集合类的根接口,用于存储一系列符合某种规则的元素。重要的两个子类 List 和 Set 。List 是有序可重复,接口主要实现类 ArrayList 和 LinkedList 。Set 是无序不能重复,接口主要实现类有 HashSet 和 TreeSet 。
  2. Map :双列集合类的根接口,用于存储具有键值(Key-Value)映射关系的元素。可以通过指定的 Key 找到对应的 Value 。Map 的主要实现类有 HashMap 和 TreeMap 。

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①、List 是有序可重复,接口主要实现类 ArrayList 和 LinkedList

ArrayList 集合

  1. Array 与 ArrayList 的区别。
    ①、Array 可以包含基本类型和对象类型,ArrayList 只能包含对象类型。
    ②、Array 的大小是固定的,ArrayList 的大小是动态变化的,ArrayList 提供了更多的方法和特性,addAll()、removeAll()、iterator() 等方法。

LinkedList 集合

集合内部维护了一个双向循环链表,链表元素都使用引用的方式来记住它的前一个元素和后一个元素,从而将所有元素连接起来。

  1. 最基本的使用。
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ArrayList 和 LinkedList 的区别。

主要区别:

  1. ArrayList 是实现了基于动态数组的数据结构,ArrayList 集合在查询元素的时候速度很快,但在增删元素时效率较低。因为 LinkedList 要移动指针。
  2. LinkedList 基于链表的数据结构,对于新增和删除操作 add 和 remove,LinedList 比较占优势,因为 ArrayList 要移动数据,而 linkedList 只需要改变引用的前后关系。

Iterator 接口(迭代器)

Iterator 主要用于迭代访问(即遍历)Collection 中的元素。

  1. Collection 集合遍历
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  2. Map 集合遍历
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②、Set 是无序不能重复,接口主要实现类有 HashSet 和 TreeSet

HashSet 集合

为保证 HashSet 正常操作,要求在存入对象时,重写 Object 类中的 hashCode() 和 equals() 方法。

  1. add("Json") ,会先调用对象的 hashCode() 方法获取哈希值,通过哈希值确定存储地址,地址没对象直接存入,地址有对象则进行 equals() 方法进行判断,相等则舍弃,不等则覆盖。在使用自定义对象的时候,一定要注意重写 hashCode() 与 equals() .
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TreeSet 集合

③、Map 的实现类有 HashTable、HashMap 和 TreeMap

HashTable 集合

HashMap 集合

  1. 遍历集合的两种方式。
// 第一种:先遍历 Map 集合中的所有键,再根据键获取相应的值
Set keys = map.keySet(); 		// 获取键的集合
Iterator it = keys.iterators();		// 迭代键值
it.hasNext();		// 判断下一个元素是否有内容
it.next();		// 获取值
map.get(key);		// 通过 key  获取 values 。
// 第二种:通过 values() 方法直接获取 Map 集合的所有值的 Collection 集合。
Collection values = map.values();	// 获取 map 存储的所有值。

TreeMap 集合

  1. TreeMap 的红黑树。

红黑树就是节点是红色或者黑色的平衡二叉树,它通过颜色的约束来维持着二叉树的平衡。对于一棵有效的红黑树二叉树而言我们必须增加如下规则:
1、每个节点都只能是红色或者黑色
2、根节点是黑色
3、每个叶节点(NIL节点,空节点)是黑色的。
4、如果一个结点是红的,则它两个子节点都是黑的。也就是说在一条路径上不能出现相邻的两个红色结点。
5、从任一节点到其每个叶子的所有路径都包含相同数目的黑色节点。

Properties 集合

  1. Java 读取 Properties 文件(注意文件路径)。
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叁、Collections 集合工具类。

Collections 则是集合类的一个工具类,其中提供了一系列静态方法,用于对集合中元素进行排序、搜索以及线程安全等各种操作。

  1. 对集合进行排序。Collections.sort(Collection);
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  2. 进行随机排序。Collections.shuffle(Collection);
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  3. 返回所查找元素的索引。Collections.binarySearch(Collection,Object);

这里我采用了两种情况进行测试,已知存在和不存在的部分,但是出现如图所示的问题,查找存在和不存在的字符串都是 负数(表示不存在的意思。)
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原因:Collections 的 binarySearch 方法的查找功能,但是要是用二分查找的 List 必须是有序的,也就是使用 Collections 中的 sort 方法进行自然排序。
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补充内容:-1 不是判断不存在的唯一标准,Java 编程技巧 2019.05.19 第5条

  1. 替换批定元素为某元素,若要替换的值存在刚返回true,反之返回false。Collections.replaceAll(List list,Object old,Object new);
  2. 反转集合中元素的顺序。Collections.reverse() ;
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  3. 集合中的元素向后移m个位置,在后面被遮盖的元素循环到前面来。Collections.rotate(List list,int m)
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  4. 集合 n 中的元素全部复制到 m 中,并且覆盖相应索引的元素。Collections.copy(List m,List n);
  5. 交换集合中指定元素索引的位置。Collections.swap(List list,int i,int j);
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  6. 用对象 o 替换集合 list 中的所有元素Collections.fill(List list,Object o);
  7. 返回大小为 n 的 List,List 不可改变,其中的所有引用都指向 o。Collections.nCopies(int n,Object o);
  8. 返回集合中的最大最小值。max();、min();
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