etcEriksen

JavaSE学习笔记-10

集合

数组灵活性不够，所以我们引出了集合。

集合框架体系图（背下来）

第一类集合实现继承图：

第二类集合实现继承图：

【蓝色实线表示继承类绿色虚线表示实现接口】

总结：

双列集合就是存放着键值对的元素，即是 Key-Value这样的形式。。。。。

对于单列和双列集合的举例：

对于警告如何抑制？（一劳永逸法）

Collection接口的实现类的特点

接口作为对象引用的类型类似于多态

我们知道接口和抽象类都是不可以被实例化的，但是我们可以new实现接口的实现类

List是接口 ArrayList是实现类。我们可以这样写，

一种类似于多态的形式，我们实例化的时候，只可以对实现类ArrayList进行实例化。在堆空间创建的内存空间也是ArrayList类new出来的对象空间。。。。接口List类型的对象引用list指向这个堆空间中实例化出来的对象

对于addAll，containsAll和removeAll来说，都是对于一个集合进行的增加和删除的。

【图中Collection是一个接口，我们可以把这个接口的实现类(如ArrayList类型的对象引用)传入进去(类似一种多态传参的形式)】

Collection接口是实现Iterable接口的，所以一旦实现了Collection接口，那么必须要实现Iterable接口中的迭代器方法

迭代器的执行原理：

对于hasNext方法表示的意思是：判断是否还有下一个元素

细节：

快捷键提示

增强for循环

增强for循环底层依旧是迭代器

debug一下：

总结：增强for循环就是一个简化版的迭代器

2022年1月5日，这一天我很开心。我和我最好的兄弟一起玩了一天。

我和晓东认识于2015年，那一年我刚上初一，我到现在还记得刚见他时，他的样子，他拿着一瓶激素功能饮料，喝的还剩一点。第一天上学还没有排座位，我看他旁边没人坐，所以我就坐到了他的旁边。这兄弟一交就是七年，我也不知道下一次见面是什么时候，也许一百天，也许一年，也许两年。。。我也不知道，兄弟祝你一切好运。我是老李，辈子兄弟。后会有期。

2022年1月6日晚

以上都是Collection接口公共拥有的方法,下面会分开讲解List接口和Set接口的实现方法及其细节。

单独讲解List接口

实现List接口的实现类的实例对象中的元素【企业中简称List接口对象的元素】特点有序可重复，有索引

如图就是List接口对象的创建：

List集合类中元素是有序的

并且元素是可重复的

3.实现List接口的实现类挺多的

List接口常用方法

实现set替换的时候，那个索引坐标必须是存在的，不可以是越界或者不存在的下标

返回左闭右开区间的子集合

List对应练习

List的三种遍历方式

ArrayList底层源码（重点）

transient：

————————————————

标注：DEFAULT_CAPACITY==10

自己再追踪一遍集合add的操作：

追踪ArrayList集合调用无参构造器时，add方法的源码：

1.对于集合add的操作，我们追踪一下底层的源码

先构建一个Integer对象，先进行装箱操作

标注：DEFAULT_CAPACITY==10

相等之后再进行取得二者较大值，一开始传进来的时候 minCapacity==1

【一开始为什么二者相等？因为一开始的时候elementData为null，是空的。所以才相等，等以后不是空的时候就不会相等了。】

那么返回较大值肯定是10啊返回到上一步的结果处

接收上一步的返回值即是10 -> ensureExplicitCapacity(10)

调用这个方法，modCount表示的意思是对进来确定是否扩容次数的记录

一开始elementData.length==0 那么肯定会执行扩容机制grow

7. 扩容机制核心方法grow

执行扩容机制grow 目的在于更新elementData的大小，当进行第2 3 4次等等的添加的时候，不用每一次都执行扩容操作，第一次扩容扩容到10

追踪ArrayList集合调用有参构造器时，add方法的源码：

进行装箱

调用有参构造器初始化集合大小为8

由于这是调用的有参构造器，所以一开始集合是有初始值的，所以一开始它就不相等。

直接跳转到 return minCapacity;

由于这个是带参数的构造器，一开始集合是带大小的。所以执行前8次的时候，直接加到集合中去根本不需要扩容这个操作，直到进行到第八次，我们才需要进行扩容

为了看到扩容机制，我们这里使用快捷键F8，一次F8可以快速进行一次for循环的调试

10.

进行Arrays类的扩容机制方法

总结：

当我们进行无参构造器初始化的时候，我们需要进入这个地方

去进行初始化它的初值为10

但是如果我们使用的是有参构造器初始化它的初始大小值的时候，我们就可以跳过这一步初始化为10，当大小不够用的时候我们再进行扩容即可。

Vector底层结构和源码剖析

这个黄色的字体代表的意思是支持线程同步以及互斥，使线程比较安全

LinkedList底层结构

模拟一个双向列表：

LinkedList中add源码

1.先进行装箱，生成包装类

2.add方法

3.底层是一个双向链表

4.进入内部类进行创建节点对象

5.进行双向链表的连接

增加完100之后，add(100)之后，我们再进行add(200)的操作。

前面的代码都是同理可得的。但是后面的代码发生变化

：

双向链表，两个节点进行链接的操作，自己再演示一遍。。。。

赞不绝口，源码妙哉，妙哉。。。。

LinkedList中 remove() 源码

1.开始

2.进入删除

3. f==first

如果f==null，证明双向链表本来就是空的，无法进行删除操作，所以要抛出异常的。

进入 unlinkFirst这个方法，

我们前面执行了add(100)和add(200)，所以这里remove()操作默认是删除100这个节点

执行完删除之后再一层层的进行返回即可

ArrayList和LinkedList的比较以及该如何选择

还有就是记住一点，这两者都是属于线程不安全的，所以我们进行选择的场景一般都是属于单线程的业务场景，如果是多线程和并发的情况下我们最好慎重使用。

单独讲解Set接口

实现Set接口的实现类的实例对象的元素【企业中简称Set接口对象的元素】特点：无序无索引不可重复【和List正好相反】

如图就是Set接口对象的创建：

记住一点：我们不可以使用索引的方式来获取遍历，因为Set接口中的内容元素是无序的

set添加和删除的顺序都是无序的

细节：虽然它的顺序是无序增加和删除的，但是它的无序顺序排列出来是一个固定顺序的

使用迭代器和增强for来遍历得出Set集合中的每一个元素

Set接口实现类之HashSet

Set接口是：无序不重复无索引的

HashSet底层是实现HashMap，然而HashMap是实现了红黑树加链表加数组的，在后面会仔细分析这个机制。。。。。

HashSet案例【面试重点】：

add增加的时候，增加的元素不可以是相互重复的。

remove可以正常删除集合中的对象

输出Set集合中的对象时，是无序的。

难度升级

我们重新置空set，之后再进行add添加操作

注意一点：这里虽然 tom的名字是一样的，但是new出来的对象是不一样的，所以都可以添加成功。

经典面试题：

分析：

因为我在HashSet的底层实现就是HashMap来实现的，我们知道过程【下面会细讲】，一开始我们会根据这个元素得到一个哈希值，我们进行比较如果与table数组中某个元素的哈希值相等，那么再进行equals方法进行比较，如果equals方法得出结果说两个元素对象不相等，那么直接加在这个索引位置形成链表的最后面。如果equals方法得出结果说两个元素对象相等，那么不会再进行添加。。。但是这道题和上道添加Dog类型对象的题的不同之处在于，这题是添加String类型的对象，那么这里new出来两个对象，我们知道String类的equals方法经过重写之后，这两个对象虽然引用地址不相同，但是equals方法返回结果为True。【因为是String类的equals方法，以前笔记中记载过详细过程，不多赘述了】，所以这里不可以再添加。

——————————————————————————

这个题我们要底层源码进行分析一下：

HashSet模拟链表加数组的结构【面试重点】

原因:单纯用数组去处理元素的话，存储取出的效率实在是太低了。所以HashMap底层搞出了这样一套的优化机制

在索引为2处，已经形成一个链表了

假如说链表的长度达到8之后，且整个table数组的节点数达到64之后。会把这个链表会进行树化，这棵树叫做红黑树

为什么变成红黑树呢？

因为红黑树的效率更高

把lucy挂载到索引3处数组元素处

链表加数组，使对元素的作用存储效率更高

分析HashSet的添加元素底层是如何实现的？【面试重点，难点】

结论：

1.HashSet的底层是HashMap，

2.当添加一个元素的时候，先获取元素的哈希值，把哈希值转换为数组的索引值

3.找到存储数据表table，看这个索引位置是否已经存放的有元素

4.如果没有，直接加入

5.如果有，调用equals方法进行比较，如果相同，就放弃添加，如果不相同，则添加到最后。【这样就形成一条链表的模式】

6.在Java8中，如果一条链表上的元素达到8的时候就不再进行添加，如果table数组未达到64个元素，那么继续进行扩容机制【后面会细讲扩容机制】。如果链表上的元素达到8个元素的时候并且table数组达到64个元素的时候，才会开始进行树化【形成红黑树】。

哈希值不是hashCode()方法得到的值【面试重点】

它会在底层进行一个异或^操作，这样计算得到的值才是哈希值

这个算法作用是：减少进行哈希值计算时可能会发生的哈希冲突【哈希冲突的意思就是不同的key值结果得到的哈希值相同，位于一个索引值，最终发生哈希冲突】

二进制位左移一位，相当于乘以2

二进制右移一位，相当于除以2

HashSet中add方法底层源码追溯【重点】

即是HashMap底层源码 HashSet底层就是HashMap

我们通常HashSet调用add方法，其实底层还是调用的是put方法

首先我们add第一个元素对象

开始add第二个元素对象

第一句if不为空，那么执行else语句

下图三个判断语句：

第一个：先判断哈希值是否相等，相等再判断key值，key值相等则直接退出。key值的判断可以由equals方法【可由程序员重写方法自己制定比较的规则】来判断，也可以直接进行判断。

第二个：else if进入，判断是否是一颗红黑树，如果是则调用对应方法进行添加。

第三个：else 这个else包括两个if

第1个if：这是一个死循环。用e和p着两个变量，不断的变化p【不断地进行p.next】

如果e=p.next==null时，直接把该新节点加在该链表的最后一个。如果链条上的元素个数大于等于8时，要进行红黑树化。

第2个if：就是为了和链条上的对象挨个比较看，是否有一个元素对象的key值与之相等，如果相等，那么直接退出

p=e表示的意思是：重新规定p的指向【自己好好看看即可】

PRESENT:

这个是一个静态的final常量，值是一个Objec对象，是被公共使用的一个值。。。

在这里的作用是为了充当Value值，为了能够底层调用HashMap的put方法。因为put方法必须是要键值对的参数的

HashSet底层扩容机制【面试重点】：

对于第二条进行分析：

我们不可能说非得等到把内存用完之后再进行扩容，假设：如果还剩内存不多，但是短时间内激增多个任务的话，就会导致不安全。

所以当我们到达一个临界值的时候，我们就会进行扩容。这个临界值我们第一次设置为12，扩容到32。这里会乘以一个扩容因子 0.75，32*0.75==24。那么下一次的临界值就是32了，再进行扩容的时候，即是64。64*扩容因子0.75==48，我们把48作为下一次临界值。以此类推进行即可。。。

记住这一点：

分析一道题【面试重点】：

先说结论：

这个for循环调用HashSet的add方法，在一个元素后面形成一个链表，一直加，直到加8个元素，再进行加到数组别的索引位置，直到扩容到table数组为64时，链表上的元素再进行树化【红黑树】。

原因：

HashSet底层还是调用HashMap的，在调用add方法的时候，我们根据前面说添加的底层原理来分析，一开始根据运行时绑定可以调用我们在 A类中重写的hashCode()方法，这样保证每一次for循环得到的元素的哈希值是相等的。但是每一次我们new一个对象，传进去的 i 值是不相等的。等到再进行equals方法比较的时候，每一次比较都是false,所以可以每一次直接添加到该对应链表的最后面。

变式上一题

分析：这里我们再一次增加了一个B类，这里我们重写hashCode方法，返回的值是不一样的。所以得到的哈希值是不同的，所以我们添加到数组的索引位置是不同的。因此是在table数组的另外一条链表上添加了7个元素

HashSet练习

细节：

Set接口实现类之LinkedHashSet[LinkedHashSet是HashSet的子类]

记住一点就是LinkedHashSet底层是双向链表加数组，注意是双向链表。。。。添加的时候的机制和HashSet类似，但是唯一不同之处就在于 LinkedHashSet底层是双向链表来维护的。。。。。

————————————————————————————————————

总结一下HashSet和LinkedHashSet的区别：

HashSet底层是HashMap,是由数组加红黑树加单向链表来维护的。是不可以得到有顺序的，是无序的。

LinkedHashSet底层是LinkedHashMap,是由数组加双向链表来维护的。是可以得到有顺序的，我们得到数组元素时，是带有顺序的。

对于LinkedHashSet添加add是可以有序添加的【如图所示】

LinkedHashMap是HashMap的子类

LinkedHashSet底层是LinkedHashMap

HashSet底层是HashMap

LinkedHashMap的初始化table数组的大小和HashMap一样，都是16.

但是LinkedHashMap的内部存放的这个类不再是Node，而是Entry。