第九章:Java集合

第九章:Java集合

9.1:Java集合框架概述

数组、集合都是对多个数据进行存储(内存层面,不涉及持久化)操作的结构,简称Java容器。

  1. 数组存储多个数据方面的特点

    • 一旦初始化以后,其长度就确定了。
    • 数组一旦定义好,其元素的类型也就确定了。我们也就只能操作指定类型的数据了。
  2. 数组在存储多个数据方面的缺点

    • 一旦初始化以后,其长度就不可修改。
    • 数组中提供的方法非常有限,对于添加、删除、插入数据等操作,非常不便,同时效率不搞。
    • 获取数据中实际元素的个数的需求,数组没有现成的属性或方法可用。
    • 数组存储数据的特点:有序、可重复。对于无序、不可重复的需求,不能满足。
  3. Java集合可分为CollectionMap两种体系

    • Collection接口:单列数据,定义了存储一组对象的方法的集合。

      1. List:元素有序,可重复的集合。
      2. Set:元素无序,不可重复的集合。
        第九章:Java集合_第1张图片
    • Map接口:双列数据,保存具有映射关系key - value对的集合。
      第九章:Java集合_第2张图片

9.2:Collection接口方法

  1. add(Object obj):将元素obj添加到集合中。

  2. addAll(Collection coll):将coll集合中的元素添加到当前的集合中。

  3. int size():获取添加的元素的个数。

  4. void clear():清空集合元素。

  5. isEmpty():判断当前集合是否为空。

    Collection coll = new ArrayList();
    
    coll.add("AA");
    coll.add("BB");
    coll.add(123);//自动装箱
    coll.add(new Date());
    
    System.out.println(coll.size());//4
    
    Collection coll1 = new ArrayList();
    coll1.add(456);
    coll1.add("CC");
    coll.addAll(coll1);
    
    System.out.println(coll.size());//6
    
    coll.clear();
    
    System.out.println(coll.isEmpty());// true
    
  6. boolean contains(Object obj):判断当前集合是否包含obj

  7. boolean containsAll(Collection c):判断形参c中的所有元素是否都存在于当前集合中。

    Collection coll = new ArrayList();
    
    coll.add(123);
    coll.add(456);
    coll.add(new String("Tom"));
    coll.add(false);
    
    boolean contains = coll.contains(123);
    System.out.println(contains); // true
    System.out.println(coll.contains(new String("Tom"))); // true
    
    Collection coll1 = Arrays.asList(123,4567);
    System.out.println(coll.containsAll(coll1)); // false
    

    注意:如果判断的对象是自定义类,则需要重写equals()方法。

  8. boolean remove(Object obj):从当前集合中移除obj元素。

  9. boolean removeAll(Collection coll):从当前集合中移除coll中所有的元素。

    Collection coll = new ArrayList();
    coll.add(123);
    coll.add(456);
    coll.add(new String("Tom"));
    coll.add(false);
    
    coll.remove(1234);
    System.out.println(coll); // [123, 456, Tom, false]
    
    Collection coll1 = Arrays.asList(123,456);
    coll.removeAll(coll1);
    System.out.println(coll); // [Tom, false]
    
  10. boolean retainAll(Collection c):获取当前集合和C集合的交集,并返回给当前集合。

    Collection coll = new ArrayList();
    coll.add(123);
    coll.add(456);
    coll.add(new String("Tom"));
    coll.add(false);
    
    Collection coll1 = Arrays.asList(123,456,789);
    coll.retainAll(coll1);
    System.out.println(coll); // [123, 456]
    
  11. boolean equals(Object obj):想要返回true,需要当前集合和形参集合的元素的相同。

    Collection coll = new ArrayList();
    coll.add(123);
    coll.add(456);
    coll.add(new Person("Jerry",20));
    coll.add(new String("Tom"));
    coll.add(false);
    
    Collection coll1 = new ArrayList();
    coll1.add(456);
    coll1.add(123);
    coll1.add(new Person("Jerry",20));
    coll1.add(new String("Tom"));
    coll1.add(false);
    
    System.out.println(coll.equals(coll1)); // false
    
  12. Object[] toAttay():转成对象数组。

  13. hashCode():返回对象的哈希值。

  14. iterator():返回Iterator接口的实例,用于遍历集合。

    Collection coll = new ArrayList();
    coll.add(123);
    coll.add(456);
    coll.add(new String("Tom"));
    coll.add(false);
    
    System.out.println(coll.hashCode()); // -1579892151
    
    Object[] arr = coll.toArray();
    for(int i = 0;i < arr.length;i++){
        System.out.print(arr[i] + "\t"); // 123	456	Tom	false
    }
    

9.3:Iterator迭代器接口

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,而有不需暴露该对象的内部细节。迭代器模式,就是为容器而生。

  1. 内部方法

    • hasNext():判断是否还有下一个元素。

    • next():指针下移,将下移以后集合位置上的元素返回。

      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()){
          System.out.print(iterator.next() + "\t"); // 123	456	Tom	false	
      }
      

      说明:

      1. Iterator仅用于遍历集合,Iterator本身并不提供承装对象的能力。如果需要创建Itertor对象,则必须有一个被迭代的集合。
      2. 集合对象每次调用iterator()方法到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. 在调用next()方法之前必须要调用hasNext()进行检测。若不调用,且下一条记录记录无效,直接调用next()会抛出NoSuchElementException异常。
    • 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()

      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()) {
          Object obj = iterator.next();
          if("Tom".equals(obj)) {
              iterator.remove();
          }
      }
      
      iterator = coll.iterator();
      while(iterator.hasNext()) {
          System.out.print(iterator.next() + "\t"); // 123	456	false
      }
      

      说明:

      1. Iterator可以删除集合的元素,但是是遍历过程中通过迭代器对象的remove方法,不是集合对象的remove方法。
      2. 如果还为调用next()或在上一次调用next方法之后已经调用remove方法,再调用remove都会报IllegalStateException
  2. 使用foreach循环遍历集合元素

    • Java 5.0提供了foreach循环迭代访问Collection和数组。
    • 遍历操作不需要获取Collection或数组的长度,无需使用索引访问元素。
    • 遍历集合的底层调用Iterator完成操作。
    • foreach还可以用来遍历数组。
    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);
    }
    

9.4:List接口

List集合类中元素有序且可重复,集合中的每个元素都有其对应的顺序索引。JDK APIList接口的实现类常用的有:ArrayListLinkedListVector

  1. ArrayList源码分析

    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[]存储。

    • JDK 7情况下

      // 空参构造器,底层创建了长度是10的Object[]数组
      public ArrayList() {
          this(10);
      }
      
      // 添加操作
      public boolean add(E e) {
          ensureCapacityInternal(size + 1);
          elementData[size++] = e;
          return true;
      }
      // 判断索引是否超出Object[]的长度
      private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
          modCount++;
          if (minCapacity - elementData.length > 0)
              grow(minCapacity);
      }
      // 超出长度进行扩容,且扩容为原来容量的1.5倍,同时需要将原有数组中的数据复制到新的数组中
      private void grow(int minCapacity) {
          int oldCapacity = elementData.length;
          int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
          if (newCapacity - minCapacity < 0)
              newCapacity = minCapacity;
          if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
              newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
      
          elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
      }
      

      说明:建议开发中使用带参的构造器:ArrayList list = new ArrayList(int capacity)

    • JDK 8情况下

      private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
      // 空参构造器,对Object[] 进行初始化
      public ArrayList() {
          this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
      }
      
      // 添加操作
      public boolean add(E e) {
          ensureCapacityInternal(size + 1);
          elementData[size++] = e;
          return true;
      }
      // 判断是不是第一次进行添加操作
      private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
          if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
              minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
          }
          ensureExplicitCapacity(minCapacity);
      }
      // 判断索引是否超出Object[]的长度
      private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
          modCount++;
          if (minCapacity - elementData.length > 0)
              grow(minCapacity);
      }
      // 超出长度进行扩容,且扩容为原来容量的1.5倍,同时需要将原有数组中的数据复制到新的数组中
      private void grow(int minCapacity) {
          int oldCapacity = elementData.length;
          int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
          if (newCapacity - minCapacity < 0)
              newCapacity = minCapacity;
          if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
              newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
      
          elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
      }
      

    总结:jdk7中的ArrayList的对象创建类似于单例的饿汉式,而jdk8中的ArrayList的对象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

    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。

    transient Node<E> first;
    transient Node<E> last;
    
    // Node定义,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源码分析

    作为List接口的古老实现类,线程安全的,效率低,底层使用Object[]数组存储。

    // 空参构造器,底层创建了长度是10的Object[]数组
    public Vector() {
        this(10);
    }
    // 添加操作
    public synchronized boolean add(E e) {
        modCount++;
        ensureCapacityHelper(elementCount + 1);
        elementData[elementCount++] = e;
        return true;
    }
    // 判断索引是否超出Object[]的长度
    private void ensureCapacityHelper(int minCapacity) {
        if (minCapacity - elementData.length > 0)
            grow(minCapacity);
    }
    // 超出长度进行扩容,且扩容为原来容量的2倍,同时需要将原有数组中的数据复制到新的数组中
    private void grow(int minCapacity) {
        int oldCapacity = elementData.length;
        int newCapacity = oldCapacity + ((capacityIncrement > 0) ?
                                         capacityIncrement : oldCapacity);
        if (newCapacity - minCapacity < 0)
            newCapacity = minCapacity;
        if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
            newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
        elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
    }
    
  4. List接口方法

    • void add(int index, Object ele):在index位置插入ele元素。
    • boolean addAll(int index, Collection eles):从index位置开始将eles中的素有元素添加进来。
    • Object get(int index):获取指定index位置的元素。
    ArrayList list = new ArrayList();
    list.add(123);
    list.add(456);
    list.add("AA");
    list.add(new Person("Tom", 12));
    list.add(456);
    System.out.println(list); // [123, 456, AA, Person{name='Tom', age=12}, 456]
    
    list.add(1, "BB");
    System.out.println(list); // [123, BB, 456, AA, Person{name='Tom', age=12}, 456]
    
    List list1 = Arrays.asList(1, 2, 3);
    list.addAll(list1);
    System.out.println(list.size()); // 9
    
    System.out.println(list.get(0)); // 123
    
    • int indexOf(Object obj):返回obj在集合中首次出现的位置,集合中没有则返回-1
    • int lastIndexOf(Object obj):返回obj在当前集合中末次出现的位置,集合中没有则返回-1
    • Object remove(int index):移除指定的index位置的元素,并返回此元素。
    • Object set(int index, Object ele):设置指定index位置的元素为ele
    • List subList(int formIndex, int toIndex):返回从fromIndextoIndex位置的子集合。
    ArrayList list = new ArrayList();
    list.add(123);
    list.add(456);
    list.add("AA");
    list.add(new Person("Tom", 12));
    list.add(456);
    
    int index = list.indexOf(4567);
    System.out.println(index); // -1
    
    System.out.println(list.lastIndexOf(456));  // 4
    
    Object obj = list.remove(0);
    System.out.println(obj); // 123
    System.out.println(list); // [456, AA, Person{name='Tom', age=12}, 456]
    
    list.set(1, "CC");
    System.out.println(list); // [456, CC, Person{name='Tom', age=12}, 456]
    
    List subList = list.subList(2, 4);
    System.out.println(subList); // [Person{name='Tom', age=12}, 456]
    System.out.println(list); // [456, CC, Person{name='Tom', age=12}, 456]
    

9.5:Set接口

Set接口存储无序的不可重复的数据。set接口没有提供额外的方法。JDK APISet接口的实现类常用的有:HashSetLinkedHashSetTreeSet

​ 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。

​ 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。

  1. HashSet

    作为Set接口的主要实现类:线程不安全的,可以存储null值。

    • 添加元素的过程

      1. 我们向HashSet中添加元素a,首先调用元素a所在类的hashCode()方法,计算机元素a的哈希值,此哈希值接着通过某种算法计算出HashSet底层数组中的存放位置(即为:索引位置)。
      2. 判断数组此位置上是否已经有元素。
      3. 如果此位置上没有其他元素,则元素a添加成功。
      4. 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。
      5. 如果hash值不相同,则元素a添加成功,
      6. 如果hash值相同,进而需要调用元素a所在类的equals()方法。
      7. equals()返回true,元素a添加失败。
      8. equals()返回false,则元素a添加成功。

      注意:对于索引位置已有元素然后还添加成功的而已,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。
        第九章:Java集合_第3张图片
  2. 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
    第九章:Java集合_第4张图片

  3. TreeSet

    • TreeSet底层使用红黑树结构存储数据。

    • TreeSet中添加的数据,要求是相同的对象。

    • TreeSet可以确保集合元素处于排序状态。就必须得实现Comparable或者Comparator

    • 在比较两个对象是否相同的标准为:compareTo()或者compare()返回0,不再是equals()

9.6:Map接口

mapCollection并列存在。用于保存具有映射关系的数据。Map存储的是双列数据,存储key-value对的数据。Map中的**keySet来存放,不允许重复**,即同一个Map对象所对应的类,须重写hashCode()equals()方法。Map接口的常用实现类:HashMapTreeMapLinkedHashMapProperties

  1. HashMap

    作为Map的主要实现类:线程不安全,效率高,能存储nullkeyvalue

    • Map结构的理解

      1. Map中的key:无序的、不可重复的,使用Set存储所有的key
      2. Map中的value:无序的、可重复的,使用Collection存储所有的value
      3. Map中的entrykey-value构成了一个Entry对象。无序的,不可重复的,使用Set存储所有的entry
    • HashMap的底层实现原理

      1. jdk 7

        HashMap map = new HashMap(); // 实例化以后,底层创建了长度是16的一维数组Entry[] table
        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数组中的存在位置。
        • 如果此位置上的数据为空,此时的key1-value添加成功。
        • 如果此位置上的数据不为空,比较key1和已经存在的一个或多个数据的哈希值。
        • 如果key1的哈希值与已经存在的数据的哈希值都不相同,此时key1-value1添加成功。
        • 如果key1的哈希值和已经存在的某一个数据key2-value2的哈希值相同,继续比较,调用key1所在类类的equals(key2)方法。
        • 如果equals()返回false,此时key-value添加成功。
        • 如果equals()返回true,使用value1替换value2
        // HashMap的默认容量
        static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 16;
        // HashMap的默认加载因子
        static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;
        // 扩容的临界值(容量 * 加载因子)
        final float loadFactor;
        
        // 空参构造器
        public HashMap() {
            this(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY, DEFAULT_LOAD_FACTOR);
        }
        // 初始化数组
        public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
            // 不执行此处3个if
            if (initialCapacity < 0) // 最大容量是不是小于0
                throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: "+initialCapacity);
            if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY) // 最大容量是不是超出范围
                initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
            if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor)) // 扩容临界值是不是小于0,或者没有初始化
                throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " + loadFactor);
            int capacity = 1;
            // capacity循环完为16
            while (capacity < initialCapacity)
                capacity <<= 1;
            // this.loadFactor = 0.75
            this.loadFactor = loadFactor;
            // threshold = 12
            threshold = (int)Math.min(capacity * loadFactor, MAXIMUM_CAPACITY + 1);
            // 初始化Entry数组的长度为16
            table = new Entry[capacity];
            useAltHashing = sun.misc.VM.isBooted() &&
                (capacity >= Holder.ALTERNATIVE_HASHING_THRESHOLD);
            init();
        }
        
        // 添加数据方法
        public V put(K key, V value) {
            // 判断key是否为null
            if (key == null)
                return putForNullKey(value);
            // 获取key的哈希值
            int hash = hash(key);
            // 获取在table数组中存放的位置
            int i = indexFor(hash, table.length);
            // 看table数组位置上是否有数据
            for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
                Object k;
                // 判断哈希值是否相等,如果相等判断equals是否为true
                if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
                    V oldValue = e.value;
                    e.value = value;
                    e.recordAccess(this);
                    return oldValue;
                }
            }
            modCount++;
            addEntry(hash, key, value, i);
            return null;
        }
        // 判断table是否需要扩容,如果需要扩容,则长度扩容2倍
        void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
            if ((size >= threshold) && (null != table[bucketIndex])) {
                resize(2 * table.length);
                hash = (null != key) ? hash(key) : 0;
                bucketIndex = indexFor(hash, table.length);
            }
            createEntry(hash, key, value, bucketIndex);
        }
        // 把数据添加到HashMap中
        void createEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
            Entry<K,V> e = table[bucketIndex];
            table[bucketIndex] = new Entry<>(hash, key, value, e);
            size++;
        }
        
      2. jdk 8

        • new HashMap():底层没有创建一个长度为16的数组。
        • jdk 8底层的数组是:Node[],而非Entry[]
        • 首次调用put()方法时,底层创建长度为16的数组。
        • jdk 8中底层结构:数组+链表(七上八下)+红黑树。
        • 当数组中的某一个索引位置上的元素以链表形式存在的数据个数 > 8 且当前数组的长度 < 64时,此时此索引位置上的数据改为使用红黑树存储。
        static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;
        tatic final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4;
        // Bucket中链表长度大于该默认值,转为红黑树
        static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8;
        // 桶中的Node被数化时最小的hash表容量
        static final int MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64;
        
        // 空参构造器
        public HashMap() {
            this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR;
        }
        
        // 添加数据方法
        public V put(K key, V value) {
            return putVal(hash(key), key, value, false, true);
        }
        final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent, boolean evict) {
            Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
            // 判断是否为第一次添加数据
            if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
                n = (tab = resize()).length;
            // 判断添加数据在数组的位置是否为空
            if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
                tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
            else {
                Node<K,V> e; K k;
                // 判断数组不为空的位置第一个元素与添加元素哈希值是否相等,如果相等判断equals是否为true
                if (p.hash == hash &&
                    ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                    e = p;
                else if (p instanceof TreeNode) // 判断数据是否为红黑树的方式存储
                    e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
                else {
                    for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                        // 判断数组不为空的位置后面是否还有元素
                        if ((e = p.next) == null) {
                            p.next = newNode(hash, key, value, null);
                            if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1)
                                // 把链表变为红黑树存储
                                treeifyBin(tab, hash);
                            break;
                        }
                        // 判断数组不为空的位置里的元素与添加元素哈希值是否相等
                        // 如果相等判断equals是否为true
                        if (e.hash == hash &&
                            ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                            break;
                        p = e;
                    }
                }
                // 看是否有元素的哈希值一样与equals方法也为true
                if (e != null) {
                    V oldValue = e.value;
                    if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                        e.value = value;
                    afterNodeAccess(e);
                    return oldValue;
                }
            }
            ++modCount;
            if (++size > threshold)
                resize();
            afterNodeInsertion(evict);
            return null;
        }
        // 第一次添加数据或者扩容
        final Node<K,V>[] resize() {
            Node<K,V>[] oldTab = table;
            int oldCap = (oldTab == null) ? 0 : oldTab.length;
            int oldThr = threshold;
            int newCap, newThr = 0;
            // 此if执行else
            if (oldCap > 0) { .....
            } else if (oldThr > 0){ .....
            } else {
                // newCap = 16, newThr = 12
                newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;
                newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY);
            }
            // 此if不执行
            if (newThr == 0) { .... }
            // threshold = 12
            threshold = newThr;
            // 初始化table数组,长度为16
            @SuppressWarnings({"rawtypes","unchecked"})
            Node<K,V>[] newTab = (Node<K,V>[])new Node[newCap];
            table = newTab;
            // 此if不执行
            if (oldTab != null) { ..... }
            return newTab;
        }
        
        final void treeifyBin(Node<K,V>[] tab, int hash) {
            int n, index; Node<K,V> e;
            // 链表长度大于8并且小于64
            if (tab == null || (n = tab.length) < MIN_TREEIFY_CAPACITY)
                resize();
            else if ((e = tab[index = (n - 1) & hash]) != null) {
                TreeNode<K,V> hd = null, tl = null;
                do {
                    TreeNode<K,V> p = replacementTreeNode(e, null);
                    if (tl == null)
                        hd = p;
                    else {
                        p.prev = tl;
                        tl.next = p;
                    }
                    tl = p;
                } while ((e = e.next) != null);
                if ((tab[index] = hd) != null)
                    hd.treeify(tab);
            }
        }
        
  2. LinkedHashMap

    LinkedHashMapHashMap的子类。

    ​ 保证在遍历map元素时,可以按照添加的顺序实现遍历。在原有的HashMap底层结构基础上,添加了一对指针,指向前一个和后一个元素。对于频繁的遍历操作,此类执行效率高于HashMap

    final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent, boolean evict) {
        if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
            // LinkedHashMap重写了newNode方法
            tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
        else { ... }
    }
    // 重写的newNode方法
    Node<K,V> newNode(int hash, K key, V value, Node<K,V> e) {
        LinkedHashMap.Entry<K,V> p = new LinkedHashMap.Entry<K,V>(hash, key, value, e);
        linkNodeLast(p);
        return p;
    }
    // LinkedHashMap中的Entry
    static class Entry<K,V> extends HashMap.Node<K,V> {
        Entry<K,V> before, after;
        Entry(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {
            super(hash, key, value, next);
        }
    }
    
  3. Map接口的常用方法

    • Object put(Object key, Object value):将指定key-value添加到(或修改)当前map对象中。
    • void putAll(Map m):将m中的所有key-value对存放到当前map中。
    • Object remove(Object key):移除指定keykey-value对,并返回value
    • void clear():清空当前map中的所有数据。
    Map map = new HashMap();
    map.put("AA", 123);
    map.put(45, 123);
    map.put("BB", 56);
    
    map.put("AA", 87);
    System.out.println(map); // {AA=87, BB=56, 45=123}
    
    Map map1 = new HashMap();
    map1.put("CC", 123);
    map.put("DD", 123);
    map.putAll(map1);
    System.out.println(map); // {AA=87, BB=56, DD=123, CC=123, 45=123}
    
    Object value = map.remove("CC");
    System.out.println(value); // 123
    System.out.println(map); // {AA=87, BB=56, DD=123, 45=123}
    
    map.clear();
    System.out.println(map.size());  // 0
    System.out.println(map); // {}
    
    • Object get(Object key):获取指定key对应的value
    • boolean containsKey(Object key):是否包含指定的key
    • boolean containsValue(Object value):是否包含指定的value
    • int size():返回mapkey-value对的个数。
    • boolean isEmpty():判断当前map是否为空、
    • boolean equals(Object obj):判断当前map和参数对象Object是否相等。
    Map map = new HashMap();
    map.put("AA", 123);
    map.put(45, 123);
    map.put("BB", 56);
    System.out.println(map.get(45)); // 123
    
    boolean isExist = map.containsKey("BB");
    System.out.println(isExist); // true
    
    isExist = map.containsValue(123); 
    System.out.println(isExist); // true
    
    map.clear();
    System.out.println(map.isEmpty()); // true
    
    • Set keySet():返回所有key构成的Set集合。
    • Collection values():返回所有value构成的Collection集合。
    • Set entrySet():返回所有key-value对构成的Set集合。
    Map map = new HashMap();
    map.put("AA", 123);
    map.put(45, 1234);
    map.put("BB", 56);
    
    Set set = map.keySet();
    Iterator iterator = set.iterator();
    while(iterator.hasNext()) {
        System.out.print(iterator.next() + "\t"); // AA	BB	45	
    }
    System.out.println();
    
    Collection values= map.values();
    for(Object obj: values) {
        System.out.print(obj + "\t"); // 123	56	1234	
    }
    System.out.println();
    
    Set entrySet = map.entrySet();
    Iterator iterator1 = entrySet.iterator();
    while(iterator1.hasNext()) {
        Object obj = iterator1.next();
        Map.Entry entry = (Map.Entry) obj;
        System.out.print(entry.getKey() + "-" + entry.getValue() + "\t"); // AA-123	BB-56	45-1234	
    }
    System.out.println();
    
    Set keySet = map.keySet();
    Iterator iterator2 = keySet.iterator();
    while(iterator2.hasNext()) {
        Object key = iterator2.next();
        Object value = map.get(key);
        System.out.print(key + "=" + value + "\t"); // AA=123	BB=56	45=1234	
    }
    
  4. TreeMap

    • 保证按照添加的key-value对进行排序,实现排序遍历。此时考虑key的自然排序或定制排序。

    • TreeSet底层使用红黑树结构存储数据。‘

    • TreeMapkey必须实现Comparable或者Comparator接口。

    • TreeMap判断两个key相等的标准:两个key通过compareTo()方法或者compare()方法返回0。

  5. Properties

    Properties的父类是Hashtable,是古老的实现类,线程安全的,效率低,不能存储nullkeyvalue

    Properties常用来处理配置文件。keyvalue都是String类型。

    Properties pros = new Properties();
    pros.load(new FileInputStream("jdbc.properties"));
    String user = pros.getProperty("user");
    System.out.println(user);
    

9.7:Collections工具类

Collections是一个操作SetListMap等集合的工具类。

  1. 排序操作

    • reverse(List):反转List中元素的顺序。
    • shuffle(List):对List集合元素进行随机排序。
    • sort(List):根据元素的自然顺序对指定List集合元素按升序排序。
    • sort(List, Comparator):根据指定的Comparator产生的顺序对List集合元素进行排序。
    • swap(List, int, int):将指定list集合中的i处元素和j处元素进行交换。
  2. 查找、替换

    • Object max(Collection):根据元素的自然顺序,返回给定集合中的最大元素。

    • Object max(Collection, Comparator):根据Comparator指定的顺序,返回给定集合中的最大元素。

    • Object min(Collection):根据元素的自然顺序,返回给定集合中的最小元素。

    • Object min(Collection, Comparator):根据Comparator指定的顺序,返回给定集合中的最小元素。

    • int frequency(Collection, Object):返回指定集合中指定元素的出现次数。

    • void copy(List dest, List src):将src中的内容复制到dest中。

      注意:dest的长度要大于等于src的长度,不然会报错。

    • boolean replaceAll(List list, Object oldVal, Object newVal):使用新值替换List对象的所有旧值。

    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。

  3. Enumeration

    Enumeration接口是Iterator迭代器的"古老版本"。

    Enumeration stringEnum = new StringTokenizer("a-b*c-d-e-g", "-");
    while(stringEnum.hasMoreElements()){
        Object obj = stringEnum.nextElement();
        System.out.print(obj + "\t"); // a	b*c	d	e	g	
    }
    

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