【学习打卡】Java高级（六）
学习目标：
Java 高级编程 学习打卡 第六天
学习内容：
1、集合Collection中存储的如果是自定义类的对象，需要自定义类重写哪个方法？为什么？
Collection：需要重写equals()
List：需要重写equals()
Set：
(HashSet、LinkedHashSet为例)：需要重写equals()、hashCode()
(TreeSet为例)：不需要重写equals()、hashCode()。通过Comparable：compareTo(Object obj)、Comparator：compare(Object obj1,Object obj2)
2、ArrayList，LinkedList，Vector三者的相同点与不同点？
3、List 接口的常用方法有哪些？(增、删、改、查、插、长度、遍历)
4、如何使用Iterator和增强for循环遍历List。举例说明
5、Set存储数据的特点是什么？常见的实现类有什么？说明一下彼此的特点。
学习时间：
2021年4月30日
学习产出：
【学习打卡】Java高级 第一天
【学习打卡】Java高级 第二天
【学习打卡】Java高级 第三天
【学习打卡】Java高级 第四天
【学习打卡】Java高级 第五天
【学习打卡】Java高级 第六天
学习总结
遍历Collection的两种方式：
1、java.utils包下定义的迭代器接口：Iterator
1、说明：
Iterator对象称为迭代器(设计模式的一种)，主要用于遍历 Collection 集合中的元素。GOF给迭代器模式的定义为：提供一种方法访问一个容器(container)对象中各个元素，而又不需暴露该对象的内部细节。迭代器模式，就是为容器而生。
2、作用：遍历集合Collectiton元素
3、如何获取实例：coll.iterator()返回一个迭代器实例
4、遍历的代码实现：
Collection coll = new ArrayList();
Iterator iterator = coll.iterator();
//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());
}
5、图示说明：
6、remove()的使用：
Collection coll = new ArrayList();
coll.add(123);
coll.add(456);
coll.add(new String("Tom"));
coll.add(false);
Iterator iterator = coll.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
//还未调用next(),java.lang.IllegalStateException
//iterator.remove();
Object obj = iterator.next();
if ("Tom".equals(obj)) {
iterator.remove();
//上一次调用 next 方法之后已经调用了 remove 方法，
//再调用remove,java.lang.IllegalStateException
//iterator.remove();
}
}
iterator = coll.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
System.out.println(iterator.next());
}
2、jdk5.0新特性——增强for循环：(foreach循环)
1、遍历集合举例：
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)
for(Object obj : coll){
System.out.println(obj);
}
说明：内部仍然调用了迭代器。
2、遍历数组举例：
@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);
}
}
Collection子接口：List接口
存储的数据特点：存储有序的、可重复的数据。
常用方法：
ArrayList list = new ArrayList();
//增：add(Object obj)
list.add("张三");
list.add("李四");
list.add("王五");
list.add("赵四");
//删：remove(int index) / remove(Object obj)
list.remove("Rose");
list.remove(1);
//改：set(int index, Object ele)
list.set(1,"Jack");
//查：get(int index)
System.out.println(list.get(1));
//插：add(int index, Object ele)
list.add(2,"Rose");
//长度：size()
System.out.println(list.size());
//遍历：① Iterator迭代器方式② 增强for循环③ 普通的循环
System.out.println(list);
for (Object o : list) {
System.out.println(o);
}
Iterator iterator = list.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
System.out.println(iterator.next());
}
常用实现类：
|----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,替换原的数组
|----ArrayList：作为List接口的主要实现类；
线程不安全的，效率高；底层使用Object[] elementData存储
|----LinkedList：对于频繁的插入、删除操作，使用此类效率比ArrayList高；
底层使用双向链表存储
|----Vector：作为List接口的古老实现类；线程安全的，效率低；
底层使用Object[] elementData存储
源码分析
1、ArrayList的源码分析：
jdk 7情况下
ArrayList list = new ArrayList();//底层创建了长度是10的Object[]数组elementData
list.add(123);//elementData[0] = new Integer(123);
...
list.add(11);//如果此次的添加导致底层elementData数组容量不够，则扩容。
默认情况下，扩容为原来的容量的1.5倍，同时需要将原有数组中的数据复制到新的数组中。
结论：建议开发中使用带参的构造器：ArrayList list = new ArrayList(int capacity)
jdk 8中ArrayList的变化：
ArrayList list = new ArrayList();//底层Object[] elementData初始化为{}.并没有创建长度为10的数组
list.add(123);//第一次调用add()时，底层才创建了长度10的数组，并将数据123添加到elementData[0]
后续的添加和扩容操作与jdk 7 相同。
小结：jdk7中的ArrayList的对象的创建类似于单例的饿汉式，而jdk8中的ArrayList的对象的创建类似于单例的懒汉式，延迟了数组的创建，节省内存。
2、LinkedList的源码分析：
LinkedList list = new LinkedList(); 内部声明了Node类型的first和last属性，默认值为null
list.add(123);//将123封装到Node中，创建了Node对象。
其中，Node定义为：体现了LinkedList的双向链表的说法
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;
}
}
3、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。
存储的元素的要求：
添加的对象，所在的类要重写equals()方法
面试题：ArrayList、LinkedList、Vector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
Collection子接口：Set接口
存储的数据特点：无序的、不可重复的元素
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：保证添加的元素照equals()判断时，不能返回true.即：相同的元素只能添加一个。
元素添加过程：(以HashSet为例)
HashSet底层的存储结构是HashMap
常用方法
Set接口中没额外定义新的方法，使用的都是Collection中声明过的方法。
常用实现类：
|----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”
|----HashSet：作为Set接口的主要实现类；线程不安全的；
可以存储null值
|----LinkedHashSet：作为HashSet的子类；遍历其内部数据时，可以按照添加的顺序遍历
在添加数据的同时，每个数据还维护了两个引用，记录此数据前一个数据和后一个数据。
对于频繁的遍历操作，LinkedHashSet效率高于HashSet.
|----TreeSet：可以照添加对象的指定属性，进行排序。
存储对象所在类的要求：
HashSet/LinkedHashSet:
向Set(主要指：HashSet、LinkedHashSet)中添加的数据，其所在的类一定要重写hashCode()和equals()
重写的hashCode()和equals()尽可能保持一致性：相等的对象必须具有相等的散列码
对象中用作 equals() 方法比较的 Field，都应该用来计算 hashCode 值。
TreeSet:
1.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().
2.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().
TreeSet的使用
1、使用说明:
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）
2、常用的排序方式:
方式一：自然排序
@Test
public void test1(){
TreeSet set = new TreeSet();
//失败：不能添加不同类的对象
// set.add(123);
// set.add(456);
// set.add("AA");
// set.add(new User("Tom",12));
//举例一：
// set.add(34);
// set.add(-34);
// set.add(43);
// set.add(11);
// set.add(8);
//举例二：
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());
}
}
方式二：定制排序
@Test
public void test2(){
Comparator com = new Comparator() {
//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));
set.add(new User("Jack",56));
Iterator iterator = set.iterator();
while(iterator.hasNext()){
System.out.println(iterator.next());
}
}