集合、数组都是对多个数据进行存储操作的结构,简称Java容器。
说明:此时的存储,主要指的是内存层面的存储,不涉及到持久化的存储(.txt,.jpg,.avi,数据库中)
2.1 数组在存储多个数据方面的特点:
向Collection接口的实现类的对象中添加数据obj时,要求obj所在类要重写equals().
public class CollectionTest {
@Test
public void teste1(){
Collection coll=new ArrayList();
//add(Object e):将元素e添加到集合coll中
coll.add("AA");
coll.add("BB");
coll.add(123);//自动装箱
coll.add(new Date());
//size():获取添加的元素的个数
System.out.println(coll.size());//4
//addAll(Collection coll1):将coll1集合中的元素添加到当前的集合中
Collection coll1=new ArrayList();
coll1.add(456);
coll1.add("cc");
coll.addAll(coll1);
System.out.println(coll.size());//6
System.out.println(coll);
//clear():清空集合元素
//与coll=null不同,没有空指针
coll.clear();
//isEmpty():判断当前集合是否为空
System.out.println(coll.isEmpty());
}
@Test
public void test2(){
Collection coll = new ArrayList();
coll.add(123);
coll.add(456);
Person p = new Person("Jerry",20);
coll.add(p);
// coll.add(new Person("Jerry",20));
coll.add(new String("Tom"));
coll.add(false);
//1.contains(Object obj):判断当前集合中是否包含obj
//我们在判断时会调用obj对象所在类的equals()。
boolean contains=coll.contains(123);
System.out.println(contains);//true
System.out.println(coll.contains(new String("Tom")));//true,重写了equals
//未重写equals()之前,调用object中的equals(比较地址值),分别返回true,false
//重写equals之后,只比较内容,都为true
System.out.println(coll.contains(p));//true
System.out.println(coll.contains(new Person("Jerry",20)));//false -->true
//2.containsAll(Collection coll1):判断形参coll1中的所有元素是否都存在于当前集合中。
Collection coll1= Arrays.asList(123,456);
System.out.println(coll.containsAll(coll1));//true
Collection coll2= Arrays.asList(123,4567);
System.out.println(coll.containsAll(coll2));//false
}
@Test
public void test3(){
Collection coll = new ArrayList();
coll.add(123);
coll.add(456);
coll.add(new Person("Jerry",20));
coll.add(new String("Tom"));
coll.add(false);
//3.remove(Object obj):从当前集合中移除obj元素。
//remove执行也需要调用equals
coll.remove(1234);
System.out.println(coll);
coll.remove(new Person("Jerry",20));
System.out.println(coll);
//4. removeAll(Collection coll1):差集:从当前集合中移除coll1中所有的元素。
Collection coll1=Arrays.asList(123,456);
coll.removeAll(coll1);
System.out.println(coll);//[Tom, false]
//删掉coll1中有的,取差集
Collection coll2=Arrays.asList(123,4567);
coll.removeAll(coll2);
System.out.println(coll);//[Tom, false]
}
@Test
public void test4(){
Collection coll = new ArrayList();
coll.add(123);
coll.add(456);
coll.add(new Person("Jerry",20));
coll.add(new String("Tom"));
coll.add(false);
//5.retainAll(Collection coll1):交集:获取当前集合和coll1集合的交集,并返回给当前集合
// Collection coll1=Arrays.asList(123,456,789);
// coll.retainAll(coll1);
// System.out.println(coll);//[123, 456]
//6.equals(Object obj):要想返回true,需要当前集合和形参集合的元素都相同。
Collection coll1 = new ArrayList();
coll1.add(123);
coll1.add(456);
coll1.add(new Person("Jerry",20));
coll1.add(new String("Tom"));
coll1.add(false);
System.out.println(coll.equals(coll1));//ArrayList有序,需顺序一致
//7.hashCode():返回当前对象的哈希值
System.out.println(coll.hashCode());
//8.集合 --->数组:toArray()
Object[] arr=coll.toArray();
for (int i = 0; i <arr.length ; i++) {
System.out.println(arr[i]);
}
//拓展:数组 --->集合:调用Arrays类的静态方法asList()
List list=Arrays.asList(new String[]{
"AA","BB","CC"});
System.out.println(list);//[AA, BB, CC]
//把int数组看为一个对象,所以长度为1
List arr1=Arrays.asList(new int[]{
123,456});
System.out.println(arr1);//[[I@78e03bb5]
System.out.println(arr1.size());//1
//自动装箱
List arr3=Arrays.asList(123,456);
System.out.println(arr3);//[123, 456]
System.out.println(arr3.size());//2
List arr2=Arrays.asList(new Integer[]{
123,456});
System.out.println(arr2);//[123, 456]
System.out.println(arr2.size());//2
}
}
class Person{
private String name;
private int age;
public Person() {
}
public Person(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
@Override
public boolean equals(Object o) {
if (this == o) return true;
if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
Person person = (Person) o;
if (age != person.age) return false;
return name != null ? name.equals(person.name) : person.name == null;
}
@Override
public String toString() {
return "Person{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
'}';
}
}
集合元素的遍历操作,使用迭代器Iterator接口
1.内部的方法:hasNext() 和 next()
2.集合对象每次调用iterator()方法都得到一个全新的迭代器对象,
默认游标都在集合的第一个元素之前。
3.内部定义了remove(),可以在遍历的时候,删除集合中的元素。此方法不同于集合直接调用remove()
public class IteratorTest {
@Test
public void test1(){
Collection coll = new ArrayList();
coll.add(123);
coll.add(456);
coll.add(new Person("Jerry",20));
coll.add(new String("Tom"));
coll.add(false);
Iterator iterator=coll.iterator();
//方式一:
// System.out.println(iterator.next());
// System.out.println(iterator.next());
// System.out.println(iterator.next());
// System.out.println(iterator.next());
// System.out.println(iterator.next());
// //报异常:NoSuchElementException
// System.out.println(iterator.next());
//方式二:不推荐
// for(int i = 0;i < coll.size();i++){
// System.out.println(iterator.next());
// }
//方式三:推荐
hasNext():判断是否还有下一个元素
while(iterator.hasNext()){
//next():①指针下移 ②将下移以后集合位置上的元素返回
System.out.println(iterator.next());
}
}
@Test
public void test2(){
Collection coll = new ArrayList();
coll.add(123);
coll.add(456);
coll.add(new Person("Jerry",20));
coll.add(new String("Tom"));
coll.add(false);
//错误方式一:
// Iterator iterator = coll.iterator();
// while((iterator.next()) != null){//指针下移
// System.out.println(iterator.next());//指针下移,跳着输出,出现异常
// }
//错误方式二:
//集合对象每次调用iterator()方法都得到一个全新的迭代器对象,默认游标都在集合的第一个元素之前。
// while (coll.iterator().hasNext()){
// System.out.println(coll.iterator().next());//死循环123
// }
}
//测试Iterator中的remove()
//如果还未调用next()或在上一次调用 next 方法之后已经调用了 remove 方法,
// 再调用remove都会报IllegalStateException。
@Test
public void test3(){
Collection coll = new ArrayList();
coll.add(123);
coll.add(456);
coll.add(new Person("Jerry",20));
coll.add(new String("Tom"));
coll.add(false);
//删除集合中"Tom"
Iterator iterator=coll.iterator();
while (iterator.hasNext()){
Object obj=iterator.next();
if("Tom".equals(obj)){
iterator.remove();
}
}
iterator=coll.iterator();//需要重新调用iterator();
while (iterator.hasNext()){
System.out.println(iterator.next());
}
}
}
foreach遍历
public class ForTest {
@Test
public void test(){
Collection coll = new ArrayList();
coll.add(123);
coll.add(456);
coll.add(new Person("Jerry",20));
coll.add(new String("Tom"));
coll.add(false);
//for(集合元素的类型 局部变量 : 集合对象)
//内部仍然调用了迭代器。
for(Object obj:coll){
System.out.println(obj);
}
}
@Test
public void test2(){
int[] arr = new int[]{
1,2,3,4,5,6};
//for(数组元素的类型 局部变量 : 数组对象)
for(int i:arr){
System.out.println(i);
}
}
@Test
public void test3(){
String[] arr = new String[]{
"MM","MM","MM"};
//方式一:普通for赋值
for (int i = 0; i <arr.length ; i++) {
arr[i]="GG";
}
//直接改变数组的值
for (int i = 0; i <arr.length ; i++) {
System.out.println(arr[i]);
}
//方式二:增强for循环
for(String s:arr){
s="gg";
}
//未改变数组的值,只是改变了形参s
for(String s:arr){
System.out.println(s);
}
}
@Test
public void test4(){
Collection coll=new ArrayList();
coll.add(123);
coll.add(234);
coll.add(456);
coll.add(133);
coll.forEach(System.out::println);
}
}
List接口框架
Collection接口:单列集合,用来存储一个一个的对象
|----List接口:存储有序的、可重复的数据。 -->“动态”数组,替换原有的数组
private static class Node<E> {
E item;
Node<E> next;
Node<E> prev;
Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
this.item = element;
this.next = next;
this.prev = prev;
}
}
Vector的源码分析
jdk7和jdk8中通过Vector()构造器创建对象时,底层都创建了长度为10的数组。
在扩容方面,默认扩容为原来的数组长度的2倍。
面试题:ArrayList、LinkedList、Vector三者的异同?
同:三个类都是实现了List接口,存储数据的特点相同:存储有序的、可重复的数据
不同:见上
查找复杂度:ArrayList—o(1),LinkedList—o(n)
删除复杂度:ArrayList—o(n),LinkedList—o(1)
List接口中的常用方法
总结:常用方法
增:add(Object obj)
删:remove(int index) (与remove(Object obj)方法构成重载)/ remove(Object obj)
改:set(int index, Object ele)
查:get(int index)
插:add(int index, Object ele)
长度:size()
遍历:① Iterator迭代器方式
② 增强for循环
③ 普通的循环
面试题
@Test
public void testListRemove() {
List list = new ArrayList();
list.add(1);
list.add(2);
list.add(3);
updateList(list);
System.out.println(list);//[1, 2]----->[1, 3]
}
private static void updateList(List list) {
//list.remove(2);//调用remove(int index)
list.remove(new Integer(2));//调用remove(Object obj)
}
Set接口的框架:
Collection接口:单列集合,用来存储一个一个的对象
|----Set接口:存储无序的、不可重复的数据 -->高中讲的“集合”
一、Set:存储无序的、不可重复的数据
以HashSet为例说明:
1. 无序性:不等于随机性。存储的数据在底层数组中并非按照数组索引的顺序添加,而是根据数据的哈希值决定的。
2. 不可重复性:保证添加的元素按照equals()判断时,不能返回true.即:相同的元素只能添加一个。
二、添加元素的过程:以HashSet为例:
我们向HashSet中添加元素a,首先调用元素a所在类的hashCode()方法,计算元素a的哈希值, 此哈希值接着通过某种算法计算出在HashSet底层数组中的存放位置(即为:索引位置),判断数组此位置上是否已经有元素:
如果此位置上没有其他元素,则元素a添加成功。 —>情况1
如果此位置上有其他元素b(或以链表形式存在的多个元素),则比较元素a与元素b的hash值:
----如果hash值不相同,则元素a添加成功。—>情况2
----如果hash值相同,进而需要调用元素a所在类的equals()方法:
-------- equals()返回true,元素a添加失败
--------equals()返回false,则元素a添加成功。—>情况3
对于添加成功的情况2和情况3而言:元素a 与已经存在指定索引位置上数据以链表的方式存储。
jdk 7 :元素a放到数组中,指向原来的元素。
jdk 8 :原来的元素在数组中,指向元素a
总结:七上八下
HashSet底层:数组+链表的结构。
TreeSet
1.向TreeSet中添加的数据,要求是相同类的对象。
2.两种排序方式:自然排序(实现Comparable接口) 和 定制排序(Comparator)
3.自然排序中,比较两个对象是否相同的标准为:compareTo()返回0.不再是equals().
4.定制排序中,比较两个对象是否相同的标准为:compare()返回0.不再是equals().
public class SetTest {
@Test
public void test1(){
TreeSet set = new TreeSet();
set.add(new User("Tom",12));
set.add(new User("Jerry",32));
set.add(new User("Jim",2));
set.add(new User("Mike",65));
set.add(new User("Jack",33));
set.add(new User("Jack",56));
Iterator iterator = set.iterator();
while(iterator.hasNext()){
System.out.println(iterator.next());
}
}
@Test
public void test2(){
Comparator com=new Comparator() {
//按照年龄从小到大排列
@Override
public int compare(Object o1, Object o2) {
if(o1 instanceof User &&o2 instanceof User){
User u1=(User)o1;
User u2=(User)o2;
return Integer.compare(u1.getAge(),u2.getAge());
}else{
throw new RuntimeException("输入的数据类型不匹配");
}
}
};
TreeSet set=new TreeSet(com);
set.add(new User("Tom",12));
set.add(new User("Jerry",32));
set.add(new User("Jim",2));
set.add(new User("Mike",65));
set.add(new User("Mary",33));
set.add(new User("Jack",33));//相同年龄的没法输出,由排序方法决定(红黑树,不允许相同的数)
set.add(new User("Jack",56));
Iterator iterator=set.iterator();
while(iterator.hasNext()){
System.out.println(iterator.next());
}
}
}
class User implements Comparable{
private String name;
private int age;
public User() {
}
public User(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public String getName() {
return name;
}
public int getAge() {
return age;
}
@Override
public boolean equals(Object o) {
if (this == o) return true;
if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
User user = (User) o;
if (age != user.age) return false;
return name != null ? name.equals(user.name) : user.name == null;
}
@Override
public int hashCode() {
int result = name != null ? name.hashCode() : 0;
result = 31 * result + age;
return result;
}
@Override
public String toString() {
return "User{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
'}';
}
//按照姓名从大到小排列,年龄从小到大排列
@Override
public int compareTo(Object o) {
if(o instanceof User){
User u=(User)o;
if(name.compareTo(u.name)==0){
return Integer.compare(age,u.age);
}else{
return -name.compareTo(u.name);}
}
throw new RuntimeException("输入数据类型不匹配");
}
}
面试题
public class TreesetExer {
@Test
public void test(){
HashSet set = new HashSet();
Person1 p1 = new Person1(1001,"AA");
Person1 p2 = new Person1(1002,"BB");
set.add(p1);
set.add(p2);
p1.name = "CC";//p1的哈希值改变
set.remove(p1);//按照p1的新哈希值找位置删除
System.out.println(set);//[Person1{id=1002, name='BB'}, Person1{id=1001, name='CC'}]
set.add(new Person1(1001,"CC"));//按照p1的新哈希值的位置,进行添加,添加成功
System.out.println(set);
//[Person1{id=1002, name='BB'}, Person1{id=1001, name='CC'}, Person1{id=1001, name='CC'}]
set.add(new Person1(1001,"AA"));//按照p1的旧哈希值的位置,进行添加,对比新旧哈希值不同,添加成功
System.out.println(set);
//[Person1{id=1002, name='BB'}, Person1{id=1001, name='CC'}, Person1{id=1001, name='CC'}, Person1{id=1001, name='AA'}]
}
}
一、Map的实现类的结构:
Map:双列数据,存储key-value对的数据 —类似于高中的函数:y = f(x)
面试题:
二、Map结构的理解:
Map中的key:无序的、不可重复的,使用Set存储所有的key —> key所在的类要重写equals()和hashCode() (以HashMap为例)
Map中的value:无序的、可重复的,使用Collection存储所有的value —>value所在的类要重写equals()
一个键值对:key-value构成了一个Entry对象。
Map中的entry:无序的、不可重复的,使用Set存储所有的entry
三、HashMap的底层实现原理?以jdk7为例说明:
HashMap map = new HashMap():
在实例化以后,底层创建了长度是16的一维数组Entry[] table。
…可能已经执行过多次put…
map.put(key1,value1):
首先,调用key1所在类的hashCode()计算key1哈希值,此哈希值经过某种算法计算以后,得到在Entry数组中的存放位置。
如果此位置上的数据为空,此时的key1-value1添加成功。 ----情况1
如果此位置上的数据不为空,(意味着此位置上存在一个或多个数据(以链表形式存在)),比较key1和已经存在的一个或多个数据的哈希值:
public class MapTest {
@Test
public void test1(){
Map map=new HashMap();
//添加
map.put("AA",123);
map.put(45,123);
map.put("BB",56);
System.out.println(map);//{AA=123, BB=56, 45=123}
//修改
map.put("AA",87);
System.out.println(map);//{AA=87, BB=56, 45=123}
Map map1=new HashMap();
map1.put("CC",123);
map1.put("DD",123);
map.putAll(map1);
System.out.println(map);
//remove(Object key)
Object value=map.remove("CC");
System.out.println(value);//123
System.out.println(map);
//clear()
map.clear();//与map = null操作不同
System.out.println(map.size());//0
System.out.println(map);//{}
}
@Test
public void test2(){
Map map = new HashMap();
map.put("AA",123);
map.put(45,123);
map.put("BB",56);
// Object get(Object key)
System.out.println(map.get(45));
//containsKey(Object key)
System.out.println(map.containsKey("BB"));
System.out.println(map.containsValue(123));
map.clear();
System.out.println(map.isEmpty());
}
@Test
public void test3(){
Map map = new HashMap();
map.put("AA",123);
map.put(45,1234);
map.put("BB",56);
//遍历所有的key集:keySet()
Set set=map.keySet();
Iterator iterator=set.iterator();
while (iterator.hasNext()){
System.out.println(iterator.next());
}
//遍历所有的value集:values()
Collection values=map.values();
for(Object obj:values){
System.out.println(obj);
}
//遍历所有的key-value
//方式一:entrySet()
Set set1=map.entrySet();
Iterator iterator1=set1.iterator();
while (iterator1.hasNext()){
//System.out.println(iterator1.next());
//AA=123
//BB=56
//45=1234
Object obj=iterator1.next();
Map.Entry entry=(Map.Entry)obj;
System.out.println(entry.getKey()+"-----"+entry.getValue());
}
//方式二:
Set set2=map.keySet();
Iterator iterator2=set2.iterator();
while (iterator2.hasNext()){
Object key=iterator2.next();
Object value=map.get(key);
System.out.println(key+"==="+value);
}
}
}
面试题:Collection 和 Collections的区别?
@Test
public void test2(){
List list = new ArrayList();
list.add(123);
list.add(43);
list.add(765);
list.add(-97);
list.add(0);
//报异常:IndexOutOfBoundsException("Source does not fit in dest")
//list的size大于dest的,异常
// List dest=new ArrayList();
// Collections.copy(dest,list);
List dest= Arrays.asList(new Object[list.size()]);
System.out.println(dest.size());
Collections.copy(dest,list);
System.out.println(dest);
/*
Collections 类中提供了多个 synchronizedXxx() 方法,
该方法可使将指定集合包装成线程同步的集合,从而可以解决
多线程并发访问集合时的线程安全问题
*/
//返回的list1即为线程安全的List
List list1=Collections.synchronizedList(list);
}