2018-03-28

集合框架

集合

数组和集合的区别？

A：长度区别
数组的长度固定
集合长度可变
B：内容不同
数组内存是同一种类型的元素
而集合可以储存不同类型的元素
C：元素的数据类型问题
数组可以储存基本类型，也可以储存引用类型
集合只能储存引用类型（原因是因为集合是泛型类，会有边界擦除）

集合体系

Collection和Collections的区别

• Collection：是单列集合的顶层接口，有子接口List和Set
• Collections：是针对集合操作的工具类，有对集合进行排序和二分查找的方法

集合小问题

(1) Map和Collection的区别?
A:Map 是由键值对组成的集合,Map的键(key)是唯一的,值(value)可以重复。
B:Collection 是有单列数据组成的集合,它的儿子List是可以重复的，Set是唯一的。

(2) HashMap和Hashtable的区别?
HashMap:线程不安全，效率高。允许null键和值。
Hashtable:线程安全，效率低。不允许null键和值。
(3)List,Set,map等接口是否都继承自Map接口
List,Set不是继承自Map接口，他们继承自Collection接口
Map接口本身就是一个顶层接口。

(4)在集合中的数据结构问题
ArrayXxx:底层数据结构是数组。查询快，增删慢。
LinkedXxx:底层数据结构是链表。查询慢，增删快。
HashXxx:底层数据结构是哈希表。跟两个有关。hashCode()和equals()
TreeXxx:底层数据结构是二叉树。两种排序方式。Comparable接口和Comparator接口

Map(双列集合)

• 概念：Map是一个键值对形式的集合。它的元素都是有键和值组成。
  (双列 底层结构是针对键有效，跟值无关)
• 特点：
  键唯一，值可重复。
  允许以键集、值集或键-值映射关系集的形式查看Map
• 功能：
  • 添加功能：
    Object put(Object key, Object value)
    当集合中不包含该key值时，添加，返回null
    当集合中包含该key值时，修改，覆盖该key原来对应的值，返回被替换掉的value值
  • 判断功能：
    boolean isEmpty() ---判断集合是否为空
    boolean containsKey(Object key) ---判断是否包含指定的键
    boolean containsValue(Object vlaue) ---判断是否包含指定的值
  • 删除功能：
    void clear() ---清空
    V remove(Object key) ---根据指定的键删除键值对，返回被删除的键值对元素的值（0如果没有指定的键，返回null）
  • 获取功能：
    Set keySet() ---获取Map集合中所有键的集合
    Collection values() ---获取Map集合中所有值的集合
    Set> entrySet() ---获取Map集合中所有键-值映射关系的集合
    V get(K key) ---根据指定的键获取该键对应的值
  • 长度功能：
    int size() ---返回Map集合长度，即键值对的对数

Map接口的三个子类的特点

HashMap
      底层数据结构是哈希表。
      线程不安全，效率高。允许null键和值
Hashtable
      底层数据结构是哈希表。
      线程安全，效率低。不允许null键和值
TreeMap
      底层数据结构是二叉树。
      线程不安全，效率高。

• HashMap
  怎么保证唯一性的呢?
  它依赖两个方法：hashCode()和equals()
  顺序：
  首先判断hashCode()值是否相同。
  同：继续走equals()，看返回值
  如果true：就不添加到集合。
  如果false：就添加到集合。
  不同：就添加到集合。

• Hashtable
  怎么保证唯一性的呢?
  它依赖两个方法：hashCode()和equals()
  顺序：
  首先判断hashCode()值是否相同。
  同：继续走equals()，看返回值
  如果true：就不添加到集合。
  如果false：就添加到集合。
  不同：就添加到集合。

• TreeMap
  怎么保证唯一性的呢?是根据返回是否是0。
  怎么保证排序的呢?两种方式
  自然排序(元素具备比较性)
  实现Comparable接口
  比较器排序(集合具备比较性)
  你要排序的对象实现了comparable接口，自然会按自然顺序排序，如果你想要用比较器，得有个Comparator的实现类，要排序的时候将该实现类的对象传递过去，就按比较器规则排序。

Collection 单列集合体系：

List的特点:元素可重复,有序 (通过索引操作)            
Set的特点:元素无序,唯一。(这里的顺序是指存储和取出顺序)         

常用子类

• List
  • ArrayList
  • LinkedList
  • Vector
• Set
  • HashSet
  • TreeSet

List接口的三个子类的特点

    ArrayList
        底层数据结构是数组，查询快，增删慢
        线程不安全，效率高
    Vector
        底层数据结构是数组，查询快，增删慢
        线程安全，效率低
    LinkedList
        底层数据结构是链表，查询慢，增删快
        线程不安全，效率高

到底使用谁?根据需求看

• 是否要安全：
  • 是：Vector
  • 否：ArrayList,LinkedList
    • 查询多：ArrayList
    • 增删多：LinkedList
    • （如果你什么都不知道，用ArrayList。）

• ArrayList：存储字符串和自定义对象

重写emphasized textequqls三个步骤
1. 判断是否为同一个对象（提高效率）
2. 判断是否为该类的对象（提高健壮性）
3. 向下转型，然后根据需求比较成员变量

• Vector：存储字符串和自定义对象

Vector 成员方法
public void addElement(Object obj) 添加
public Object elementAt(int index) 获取
public Enumeration elements() 获取
public int size() 长度

有自己的特殊功能。但是不用，被新功能给替代了。
A：添加功能。
void addElement( Object obj )
B：获取功能。
public Object elementAt( int index )
public Enumeration elements()
类Enumeration里边有两个方法。（类似于迭代器）
boolean hasMoreElements()
Object nextElement()
public int size()
JDK版本升级考虑的因素：A：安全。B：效率。C：简化书写。

• LinkedList：存储字符串和自定义对象

有自己的特殊功能。可以很方便的操作头和尾。
A：添加功能
void addFirst( Object o ):将指定元素插入此列表的开头。
void addLast( Object o ):将指定元素添加到此列表的结尾。
B：获取功能
Object getFirst()
Object getLast()
C: 删除功能
Object removeFirst()
Object removeLast()

Set接口子类的特点

常用子类
HashSet
        底层数据结构是哈希表。
        线程不安全，效率高。
TreeSet
        底层数据结构是二叉树。
        线程不安全，效率高

• HashSet类
  • 哈希值概念：
    • 哈希值：哈希值就是调用对象的hashCode()方法后返回的一个int型数字
    • 哈希桶：简单点理解就是存储相同哈希值对象的一个容器
  • HashSet的特点：不保证元素的迭代顺序。并且，不保证该顺序恒久不变。
  • HashSet类中的add（obj）方法如何保证元素的唯一性
    HashSet底层数据结构是哈希表。
    它依赖两个方法：hashCode()和equals()
    顺序：
    首先，判断hashCode()值是否相同。
    相同：
    继续走equals()方法，根据其返回值：
    true：说明元素重复，不添加到集合。
    false：说明元素不重复，添加到集合。
    不同：直接添加到集合。
  • 怎么重写hashCode()和equals()方法呢?
    • hashCode():
      把对象的所有成员变量值相加即可。
      如果是基本类型，就加值。如果是引用类型，就加哈希值。
    • equals():
      A:this==obj
      B:!(obj instanceof Student)
      C:所有成员变量的值比较。基本类型用==,引用类型用equals()。
      如果不会，自动生成。
• TreeSet
  • TreeSet：根据构造方法的不同，选择使用自然排序或者比较器排序。
    按照实际的需求，可以对元素进行排序。并且保证唯一。
  • 怎么保证唯一性的呢?是根据返回是否是0。
    怎么保证排序的呢?两种方式
    自然排序(元素具备比较性)
    实现Comparable接口
    比较器排序(集合具备比较性)
    实现Comparator接口

迭代器的使用

• 什么是迭代器
  • 迭代器是集合的一种遍历（一个一个的获取元素）方式。
  • 迭代器是一个获取元素的一个工具,类似数组中的遍历。
  • Java为了方便对集合中的元素获取，为集合类中提供了一个迭代的方法iterator()，该方法返回值实现了Iterator接口,这个接口就获取集合元素的一个迭代器
• 使用步骤
  • 通过集合对象获取迭代器对象。
  • 通过迭代器对象判断。
  • 通过迭代器对象获取。

List list = new ArrayList();
  list.add(1);
  list.add(3);
  Iterator iterator = list.iterator();
  while(iterator.hasNext()){
      Integer next = (Integer)iterator.next();
      System.out.println(next);
         }

• 迭代器原理
  • 迭代器是一个内部类，在集合的内部定义了一个类，这个类实现了Iterator接口（集合迭代器是以内部类的方式实现的）
  • 由于多种集合的数据结构不同，所以存储方式不同，所以，取出方式也不同。这个时候，我们就把判断和获取功能定义在了一个接口中，将来，遍历哪种集合的时候，只要该集合内部实现这个接口即可。

Iterator迭代器

• Iterator接口
  • 概述：
    对 collection 进行迭代的迭代器。（迭代是取出集合中元素的一种方式）
    迭代器取代了Enumeration（枚举）。
  • 方法：
    boolean hasNext() ---如果仍有元素可以迭代，则返回 true。
    E next() ---返回迭代的下一个元素。
    void remove() ---从迭代器指向的 collection 中移除迭代器返回的最后一个元素（可选操作）。
• 成员方法
  • Iterator
    boolean hasNext() ---若被迭代的集合元素还没有被遍历，返回 true
    Object next() ---返回集合的下一个元素
    void remove() ---删除集合上一次 next()方法返回的元素。 (若集合中有多个相同的元素， 都可以删掉)
  • ListIterator 继承自Iterator
    void add(Object obj) ---将指定元素插入next()方法返回的元素后面
    void set(Object obj) ---用指定元素替换next()或previouse()方法返回的元素
    boolean hasPrevious() ---若被迭代的集合元素还没有被遍历，返回 true
    Object previous() ---返回集合的上一个元素
• Iterator和ListIterator的区别
  • Iterator是ListIterator的父接口
  • Iterator是Collection集合的公共的取出容器中元素的方式，对于List，Set都通用。而ListIterator是List集合的特有的取出元素的方式
  • Iterator中只具备hasNext(),next(),remove()方法，可以删除被遍历到的元素
    ListIterator中具备对遍历到的元素进行增(add)删(remove)改(set)查(next)的方法，可以对元素逆向遍历previous相对于next,hasPrevious相对于hasNext(用的很少)

常见问题

并发修改异常

• 简单来讲，并发修改异常就是在对集合元素进行迭代的时候，集合本身发生了改变，所以抛出此异常。（或者说并发修改异常 是在迭代过程中，被迭代的集合发生了变化才引发的）
• 并发修改异常
  A:出现的现象
  迭代器遍历集合，集合修改集合元素
  B:原因
  迭代器是依赖于集合的，而集合的改变迭代器并不知道。
  C:解决方案
  a:迭代器遍历，迭代器修改(ListIterator)
  元素添加在刚才迭代的位置
  b:集合遍历，集合修改(size()和get())
  元素添加在集合的末尾

拆箱与装箱

来源：基本类型的数值不是对象，不能调用对象的toString()、hashCode()、getClass()、equals()等方法。所以Java提供了针对每种基本类型的包装类型。
装箱就是 自动将基本数据类型转换为包装类型；
拆箱就是 自动将包装类型转换为基本数据类型。
下表是基本数据类型对应的包装器类型：

基本数据类型	包装类型
int（4字节）	Integer
byte（1字节）	Byte
short（2字节）	Short
long（8字节）	Long
float（4字节）	Float
double（8字节）	Double
char（2字节）	Character
boolean（未定）	Boolean

包装类与基本类型的区别

• 包装类:
  • 包装类是对象,拥有方法和字段.对象的调用都是通过引用对象的地址，
    产生对象时直接用引用指向这个对象。
  • 包装类是引用传递
  • 表示一个值(不用于计算,只用于保存值时和int类型一样);
  • 对象存储在堆里（堆栈更高效，这也是Java保留基本类型的原因）
• 基本类型:
  • 基本类型是变量，变量的值存储在栈里；
  • 基本类型是值传递