Java 集合

Java集合框架概述

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。

使用Array存储对象方面具有一些弊端 而Java集合就像一种容器,可以动态地把多个对象的引用放入容器中。

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

数组在存储数据方面的特点:

  • 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。比如:String[] arr;int[ ] arr1;object[] arr2;

数组在存储数据方面的缺点:

  • 一旦初始化后,其长度就不可改变

  • 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。同时效率不高。

  • 获取数组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。

Java集合可分为Collection 和 Map两种体系

Collection接口

定义了存取一组对象的方法的集合重复的集合 单列集合,用来存储一个个的对象

Java 集合_第1张图片

|----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

  • |----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

    transient:不序列化

  • |----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

  • List 元素有序、可单列数据, ----->"动态数组"

  • Set元素无序、不可重复的集合 --------->高中讲的集合

Collection方法

不适合用remove()删除数据

要求: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().

  • add(Object e):将元素e添加到集合coll中

  • size(),获取添加的元素的个数

  • addAll(Collection coll1) :将coll1中的元素添加到当前的集合中

  • clear():清空集合元素

  • isEmpty():判断集合是否为空

  @Test
     public void test(){
         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);
         coll.add(new Date());
         System.out.println(coll);
         //size(),获取添加的元素的个数
         System.out.println(coll.size());//4
         //addAll(Collection coll1) :将coll1中的元素添加到当前的集合中
         Collection coll1 = new ArrayList();
         coll1.add(456);
         coll1.add("DD");
         coll1.addAll(coll);
         System.out.println(coll1.size());//6
 ​
         //clear():清空集合元素
         coll.clear();
         System.out.println(coll.size());//0
         //isEmpty():判断集合是否为空
         System.out.println(coll.isEmpty());  //true
     }
  • 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()

  • containsAll(Collection coll2) :判断形参coLl1中的所有元素是否都存在于当前集合中.

 
@Test
     public void test(){
         Collection coll = new ArrayList();
         coll.add(456);
         coll.add(new Person("安妮",18));
         coll.add(new String("TOM"));
         coll.add("123");
         coll.add(false);
 //        Person p = new Person("安妮",18);
 //        coll.add(p);
 ​
 ​
         //contains(Object obj) : 判断当前集合中是否包含obj
         boolean contains = coll.contains(123);
         System.out.println(contains); //false
 //        System.out.println(coll.contains(p)); //true 用的是equals方法,判断的是内容
         System.out.println(coll.contains(new Person("安妮",18))); //false 我们Person类中没有重写equals方法
 ​
         //containsAll(Collection coll2)
         // 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,"AA");
         boolean b = coll.containsAll(coll1);
         System.out.println(b);  //false
     }
  • remove(Object obj) 从当前集合中移除obj元素。

  • removeAll(collection coll1):从当前集合中移除colL1中所有的元素。差集

 //remove(Object obj)  从当前集合中移除obj元素。
         Collection coll = new ArrayList();
         coll.add(456);
         coll.add(new Person("安妮",18));
         coll.add(new String("TOM"));
         coll.add("123");
         coll.add(false);
 ​
         boolean remove = coll.remove(456);
         System.out.println(remove); //true
         System.out.println(coll);
 ​
         coll.remove(new Person("安妮",18));
         System.out.println(coll);
 ​
         //removeAll(coLlection coLl1):从当前集合中移除coLLl1中所有的元素
         Collection coll1 = Arrays.asList("123",456);
         coll.removeAll(coll1);
         System.out.println(coll);  //[TOM, false]
     }
  • 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

  • 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 = Arrays.asList("123",456);
         //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
 //        coll.retainAll(coll1);
 //        System.out.println(coll); //[456, 123]
 ​
         //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(456);
         coll1.add(new Person("安妮",18));
         coll1.add(new String("TOM"));
         coll1.add("123");
         coll1.add(false);
         System.out.println(coll.equals(coll1));//true  ArrayList是有序的,顺序不对也不行
     }
  • hashcode():返回当前对象的哈希值

//hashcode():返回当前对象的哈希值
 System.out.println(coll1.hashCode()); //-943669873
  • toArray() 集合----------->数组

//集合----------->数组:toArray()
         Object[] arr = coll1.toArray();
         for (int i = 0; i < arr.length ; i++){
             System.out.println(arr[i]);
         }
 ​
         //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]
 ​
         List ints = Arrays.asList(new int[]{123, 456});
         System.out.println(ints.size()); //1 看作是一个元素
 ​
         List integers = Arrays.asList(new Integer[]{123, 456});
         System.out.println(integers.size()); //2
  • iterator():返回Iterator接口的实例,用于遍历集合元素。

Iterator迭代器接口

lterator对象称为迭代器(设计模式的一种),用于遍历Collection集合中的元素 为容器而生

内部方法: next():①指针下移②将下移以后集合位置上的元素返回 hasNext():判断是否还有下一个元素

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。

 @Test
     public void test() {
         Collection coll = new ArrayList();
         coll.add(456);
         coll.add(new Person("安妮", 18));
         coll.add(new String("TOM"));
         coll.add("123");
         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  java.util.NoSuchElementException
 //        System.out.println(iterator.next());
 //
 //        //方式二
 //        for (int i = 0;i

执行原理:

Java 集合_第2张图片

迭代器遍历的几种错误方式

  
@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){
 //            System.out.println(iterator.next());
 //        }
 ​
         //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());
         }
     }

remove()方法

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()

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。

 //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()){
 //            iterator.remove();
             Object obj = iterator.next();
             if("Tom".equals(obj)){
                 iterator.remove();
 //                iterator.remove();
             }
 ​
         }
         //遍历集合
         iterator = coll.iterator();
         while (iterator.hasNext()){
             System.out.println(iterator.next());
         }
     }

新特性:使用for-each循环遍历集合元素

JDK5.0新特性

import org.junit.Test;
 ​
 import java.util.ArrayList;
 import java.util.Collection;
 ​
 public class ForTest {
     @Test
     public void test(){
         Collection coll = new ArrayList();
         coll.add(456);
         coll.add(new Person("安妮",18));
         coll.add(new String("TOM"));
         coll.add("123");
         coll.add(false);
 ​
         //for(集合元素类型 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 test1(){
         int[] arr = new int[]{1,2,3,4,5};
         for(int i : arr){
             System.out.println(i);
         }
     }
     //练习题
     @Test
     public void test3(){
 ​
         String[] arr = new String[]{"MM","MM","MM"};
 ​
 //        //方式一:普通for赋值 GG   GG    GG
 //        for(int i = 0;i < arr.length;i++){
 //            arr[i] = "GG";
 //        }
  
         //方式二:增强for循环  MM  MM   MM  重新赋给了一个变量
         for(String s : arr){
             s = "GG";
         }
 ​
         for(int i = 0;i < arr.length;i++){
             System.out.println(arr[i]);
         }
 ​
     }
 }

Collection子接口一:List

"动态数组" 面试 替换原有的数组

好处

  • List 元素有序、可重复数据, ----->"动态数组"

  • 鉴于Java中数组用来存储数据的局限性,我们通常使用List替代数组

  • List容器中的元素都对应一个整数型的序号记载其在容器中的位置,可以根据序号存取容器中的元素。

list接口的实现类

三者异同

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

  • 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

ArrayList 源码分析

jdk7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。

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

jdk8中

  • ArrayList list = new ArrayList();//底层0bject[] elementData初始化为{},并没有创建长度是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]......后续添加扩容操作与jdk7无异

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。

list.element() 获取第一个

ArrayList的Fail-Fast机制?

ArrayList也采用了快速失败的机制,通过记录modCount参数来实现。在面对并发的修改时,迭代器很快就会完全失败,而不是冒着在将来某个不确定时间发生任意不确定行为的风险。

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 item;
         Node next;
         Node prev;
 ​
         Node(Node prev, E element, Node next) {
             this.item = element;
             this.next = next;
             this.prev = prev;}
 }

Vector 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,默认扩容为原来数组长度的两倍

List常用方法测试

是Collection接口的子类,所以能够用父类中的所有方法,除此之外

  • 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中的所有元素添加进来

  • object get(int index):获取指定index位置的元素

  
@Test
     public void test(){
         ArrayList list = new ArrayList();
         list.add(123);
         list.add(456);
         list.add("AA");
         list.add(new Person("Tom",18));
         list.add(456);
 ​
         System.out.println(list);
 ​
         //add(int index,Object ele):在index位置插入ele元素
         list.add(3,789);
         System.out.println(list);
 ​
         List list1 = Arrays.asList(1, 2, 3);
         list.addAll(list1);
         System.out.println(list.size()); //9
 ​
         //object get(int index):获取指定index位置的元素
         System.out.println(list.get(0)); //123
     }

  • int indexof(0bject obj):返回obj在集合中首次出现的位置 如果不存在 返回-1

  • int lastIndexof(0bject obj):返回obj在当前集合中末次出现的位置 如果不存在 返回-1

  • object remove(int index):移除指定index位置的元素,并返回此元素

  • object set(int index,0bject ele):设置指定index位置的元素为ele

  • list sublist(int fromIndex, int toIndex):返回从fromIndex到toIndex位置的子集合 左闭右开

 
@Test
     public void test1(){
         //int indexof(0bject obj):返回obj在集合中首次出现的位置
         ArrayList list = new ArrayList();
         list.add(123);
         list.add(456);
         list.add("AA");
         list.add(new Person("Tom",18));
         list.add(456);
 ​
         int index = list.indexOf(456);
         System.out.println(index); //1
         //int lastIndexof(0bject obj):返回obj在当前集合中末次出现的位置
         int index1 = list.lastIndexOf(456);
         System.out.println(index1); //4
 ​
         //object remove(int index):移除指定index位置的元素,并返回此元素
         Object obj = list.remove(0);
         System.out.println(obj); //123
         System.out.println(list);
 ​
         //object set(int index,0bject ele):设置指定index位置的元素为ele
         Object set = list.set(0, 123);
         System.out.println(set); //456
         System.out.println(list);
 ​
         //list sublist(int fromIndex, int toIndex):返回从fromIndex到toIndex位置的子集合
         List subList = list.subList(0, 3);
         System.out.println(subList);
         System.out.println(list);
 ​
     }

总结:常用方法

增:add(Object obj) 删:remove(int index) / 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

 @Test
     public void test2(){
         ArrayList list = new ArrayList();
         list.add(123);
         list.add(456);
         list.add("AA");
         //使用Interator迭代器遍历
         Iterator iterator = list.iterator();
         while (iterator.hasNext()){
             System.out.println(iterator.next());
         }
         //增强for循环
         for(Object obj : list){
             System.out.println(obj);
             System.out.println(list.size()); //3
         }
         //普通for循环
         for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
             System.out.println(list.get(i));
         }
     }

Collection:子接口二:Set

  • Set接口是Collection的子接口,set接口没有提供额外的方法

  • Set集合不允许包含相同的元素,如果试把两个相同的元素加入同一个Set集合中,则添加操作失败。

  • Set 判断两个对象是否相同不是使用==运算符,而是根据equals()方法

Set接口 : 存储无序、不可重复的数据 --------->高中讲的集合

理解set接口的无序、不可重复

  • set接口中没有额外定义新的方法,使用的都是Collection中声明过的方法。

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。而是根据数组的哈希值进行确定的

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

 @Test
     public void test(){
         HashSet set = new HashSet();
         set.add(456);
         set.add(123);
         set.add(123);
         set.add("AA");
         set.add("CC");
         set.add(new User("Tom",18));
         set.add(new User("Tom",18));
         set.add(129);
 ​
         Iterator iterator = set.iterator();
         while (iterator.hasNext()){
             System.out.println(iterator.next());
         }
     }

HashSet

无序,唯一 底层使用hashmap作为数据存储,链表长度超过8,转为树

  • 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

HashSet中元素的添加过程

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α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equlas()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。 头插法 后来的在前面

jdk 8 ︰原来的元素在数组中,指向元素a 尾插法 后来的在后面

总结:7上8下

HashSet底层:数组+链表的结构。

重写equals()方法和hashCode()方法

在自定义类中可以调用工具自动重写equals和hashCode。为什么用Eclipse/IDEA复写hashode方法,有31这个数字?

  • 选择系数的时候要选择尽量大的系数。因为如果计算出来的hash地址越大,所谓的“冲突”就越少,查找起来效率也会提高。(减少冲突)

  • 并且31只占用5bits,相乘造成数据溢出的概率较小。

  • 31可以由i*31== (i<<5)-1来表示,现在很多虚拟机里面都有做相关优化。(提高算法效率)

  • 31是一个素数,素数作用就是如果我用一个数字来乘以这个素数,那么最终出来的结果只能被素数本身和被乘数还有1来整除!(减少冲突)

要求:

  • 要求:向Set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

当两个对象的equals()方法比较返回true H时,这网个对家的lIaSIIcuue()方法的返回值也应相等。

重写小技巧:对象中用作equals()方法比较的Field,都应该用来计算hashCode值。

LinkedHashSet

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

LinkedHashSet作为HashSet的子类,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

优点:

  • 对应频繁的遍历操作,LinkedHashset效率高于HashSet

链表,有序,唯一

TreeSet

特点 用处

可以按照添加对象的指定属性,进行排序。

注意点

  • 向TreeSet中添加的数据,要求是相同类的对象。

两种排序方式:

自然排序实现(ComparabLe接口)

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( ).

定制排序

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( ).

练习:在List内去除重复数字值,要求尽量简单

 public static List duplicateList(List list) {
         HashSet set = new HashSet();
         set.addAll(list);
         return new ArrayList(set);
     }
     @Test
     public void test2(){
         List list = new ArrayList();
         list.add(new Integer(1));
         list.add(new Integer(2));
         list.add(new Integer(2));
         list.add(new Integer(4));
         list.add(new Integer(4));
         List list2 = duplicateList(list);
         for (Object integer : list2) {
             System.out.println(integer);
         }
     }

面试题:

 
@Test
 public void test3(){
     HashSet set = new HashSet();
     Person p1 = new Person(1001,"AA");
     Person p2 = new Person(1002,"BB");
 set.add(p1);
 set.add(p2);
 System.out.println(set);
 ​
 p1.name = "CC";
 set.remove(p1);
 System.out.println(set);
 set.add(new Person(1001,"CC"));
 System.out.println(set);
 set.add(new Person(1001,"AA"));
 System.out.println(set);
 }

[Person{id=1002, name='BB'}, Person{id=1001, name='AA'}] [Person{id=1002, name='BB'}, Person{id=1001, name='CC'}] [Person{id=1002, name='BB'}, Person{id=1001, name='CC'}, Person{id=1001, name='CC'}] [Person{id=1002, name='BB'}, Person{id=1001, name='CC'}, Person{id=1001, name='CC'}, Person{id=1001, name='AA'}]

Map接口(映射)

面试

双列数据,保存具有映射关系“key-value对”的集合 函数 y = f(x)Java 集合_第3张图片

HashMap、LinkedHashMap、TreeMap、Hashtable、Properties

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)

|----HashMap:作为Map的主要实现类;线程不安全的,效率高;存储null的key和value

|----LinkedHashMap:保证在遍历map元素时,可以按照添加的顺序实现遍历。

原因: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。

|----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,底层使用红黑树

|----Hashtable:作为古老的实现类;线程安全的,效率低;不能存储null的key和value

|----Properties:常用来处理配置文件。key和value都是String类型

HashMap的底层:

数组+链表 (jdk7及之前)

数组+链表+红黑树 (jdk 8)

Collections工具类

面试题:

  • HashMap的底层实现原理?

  • HashMap 和 Hashtable的异同?

  • CurrentHashMap 与 Hashtable的异同?(暂时不讲)

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

HashMap的底层实现原理

HashMap map = new HashMap( ): 以jdk7为例

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

    • 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。----情况2

    • 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所在类的equals(key2)方法

      • 如果equals()返回false:此时key1-value1添加成功。----情况3

      • 如果equaLs()返回true:使用vaLue1替换value2.

补充:关于情况2和情况3:此时key1-value1和原来的数据以链表的方式存储

在不断的添加过程中,会涉及到扩容问题,当超出临界值,且要存放的位置非空时(形成链表了),默认的扩容方式,扩容为原来容量的2倍,并将原有的数据复制过来

jdk8 相较于 jdk7在底层实现方面的不同

  • 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

  • jdk7底层结构只有:数组+链表。jdk8中底层结构:数组+链表+红黑树。

    • 当数组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所有数据改为使用红黑树存储。(核心) 遍历元素简便了

jdk7:

  • DEFAULT_INITIAL_CAPACITY : HashMap的默认容量,16

  • DEFAULT_LOAD_FACTOR:HashMap的默认加载因子:0.75

  • threshold:扩容的临界值,=容量*填充因子:16 * 0.75 => 12

  • TREEIFY_THRESHOLD:Bucket中链表长度大于该默认值,转化为红黑树:8 (超过8个变成树)

  • MIN_TREEIFY_CAPACITY:桶中的Node被树化时最小的hash表容量:64

默认加载因子:0.75 loadFactor

扩容不在存第17个数据的时候扩,而是在12的时候扩,这时候12称为临界值(threshold)

p553

哈希表(数组+链表)+ 红黑树

LinkedHashMap的底层实现原理

put与putval方法都是用的父类HashMap的方法,它重写了newNode方法

before after能够记录添加的元素的先后顺序

Map中常用方法

添加,删除,修改操作

  • 0bject put(0bject key,0bject 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

  • 0bject remove(0bject key):移除指定key的key-value对,并返回value key不存在,返回null

  • void clear:清空当前map 中的所有数据 与map = null操作不同 为0

  
@Test
     public void test3(){
         HashMap map = new HashMap();
         //添加
         map.put("AA",123);
         map.put(45,123);
         map.put("BB",56);
         //修改
         map.put("AA",87);
 ​
         System.out.println(map);
         HashMap map1 = new HashMap();
         map1.put("CC",123);
         map1.put("DD",123);
         map.putAll(map1);
         System.out.println(map);
 ​
         //remove
         Object bb = map.remove("BB");
         System.out.println(bb); //56
         System.out.println(map);
 ​
         //clear
         map.clear();//与map = null操作不同
         System.out.println(map.size());//0
         System.out.println(map);//{}
     }

元素查询操作

  • 0bject get(0bject key):获取指定key对应的value 不存在为null

  • 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map 中key-value对的个数

  • boolean isEmpty():判断当前map是否为空

  • boolean equals(0bject obj):判断当前map和参数对象obj是否相等

  @Test
     public void test4(){
         HashMap map = new HashMap();
         map.put("AA",123);
         map.put(45,123);
         map.put("BB",56);
         //get
         Object o = map.get(45);
         System.out.println(o); //123
 ​
         //containsKey
         boolean b = map.containsKey(45);
         System.out.println(b); //true
         //containsValue
         boolean b1 = map.containsValue(5);
         System.out.println(b1);//false
         //isEmpty
         boolean empty = map.isEmpty();
         System.out.println(empty); //false
         //equals
     }

元视图操作的方法

  • 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

 @Test
     public void test5(){
         HashMap map = new HashMap();
         map.put("AA",123);
         map.put(45,1234);
         map.put("BB",56);
 ​
         //遍历所有的key集
         Set set = map.keySet();
         Iterator iterator = set.iterator();
         while (iterator.hasNext()){
             System.out.println(iterator.next() );
         }
         System.out.println();
         //遍历所有的value集
         Collection values = map.values();
         for(Object obj : values){
             System.out.println(obj);
         }
         System.out.println();
         //遍历所有key-value
         //方式一:entrySet
         Set set1 = map.entrySet();
         Iterator iterator1 = set1.iterator();
         while (iterator1.hasNext()){
             Object obj = iterator1.next();
             //entrySet集合中的元素都是entry
             Map.Entry entry = (Map.Entry) obj;
             System.out.println(entry.getKey() + "------------>" + entry.getValue());
         }
         System.out.println();
         //方式二
         Set set2 = map.entrySet();
         Iterator iterator2 = set2.iterator();
         while (iterator2.hasNext()) {
            Object key = iterator2.next();
            Object value = map.get(key);
             System.out.println(key + "=========" + value);
         }
     }

TreeMap

向TreeMap中添加key-value,要求key必须是由同一个类创建的对象

因为要按照key进行排序:自然排序、定制排序

 ​
 import org.junit.jupiter.api.Test;
 ​
 import java.util.*;
 ​
 public class TreeMapTest {
     //自然排序
     @Test
     public void test1(){
         TreeMap map = new TreeMap();
         User u1 = new User("Tom",23);
         User u2 = new User("Jerry",32);
         User u3 = new User("Mark",20);
         User u4 = new User("Rose",18);
         map.put(u1,98);
         map.put(u2,89);
         map.put(u3,78);
         map.put(u4,100);
         Set set1 = map.entrySet();
         Iterator iterator1 = set1.iterator();
         while (iterator1.hasNext()){
             Object obj = iterator1.next();
             //entrySet集合中的元素都是entry
             Map.Entry entry = (Map.Entry) obj;
             System.out.println(entry.getKey() + "------------>" + entry.getValue());
         }
     }
     @Test
     public void test2(){
         //定制排序
         TreeMap map = new TreeMap(new Comparator() {
             @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());
                 }
                 throw new RuntimeException("输入的类型不匹配");
             }
         });
         User u1 = new User("Tom",23);
         User u2 = new User("Jerry",32);
         User u3 = new User("Mark",20);
         User u4 = new User("Rose",18);
         map.put(u1,98);
         map.put(u2,89);
         map.put(u3,78);
         map.put(u4,100);
         //自然排序
         Set set1 = map.entrySet();
         Iterator iterator1 = set1.iterator();
         while (iterator1.hasNext()){
             Object obj = iterator1.next();
             //entrySet集合中的元素都是entry
             Map.Entry entry = (Map.Entry) obj;
             System.out.println(entry.getKey() + "------------>" + entry.getValue());
         }
     }
 }
  //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 user = (User)o;
          //   return -this.name.compareTo(user.name);
             int compare = -this.name.compareTo(user.name);
             if(compare != 0){
                 return compare;
             }else{
                 return Integer.compare(this.age,user.age);
             }
         }else{
             throw new RuntimeException("输入的类型不匹配");
         }

Hashtable的子类properties

  • key和value都是String类型

  • Properties类是Hashtable 的子类,该对象用于处理属性文件

  • 由于属性文件里的 key、value都是字符串类型,所以 Properties里的key和 value都是字符串类型

  • 存取数据时,建议使用setProperty(String key,String value)方法和getProperty(String key)方法

 public class propertiesTest {
     public static void main(String[] args) {
         FileInputStream fis = null;
         try {
             Properties pros = new Properties();
             fis = new FileInputStream("jdbc.properties");
             pros.load(fis);//加载流对应的文件
             String name = pros.getProperty("name");
             String password = pros.getProperty("password");
 ​
             System.out.println("name:" + name + ",password:" + password);
         } catch (IOException e) {
             throw new RuntimeException(e);
         } finally {
             if(fis != null){
                 try {
                     fis.close();
                 } catch (IOException e) {
                     throw new RuntimeException(e);
                 }
             }
 ​
         }
     }
 }

collections工具类

Collections:操作Collection、Map的工具类

方法:

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

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) Object min(Collection,Comparator) 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 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

所以不用Hashtable而用hashMap,用ArrayList不用Vector

@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 dest = new ArrayList();
 //        Collections.copy(dest,list);
         //正确的:
         List dest = Arrays.asList(new Object[list.size()]);
         System.out.println(dest.size());//list.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);
 ​
 ​
     }
 ​
     @Test
     public void test1(){
         List list = new ArrayList();
         list.add(123);
         list.add(43);
         list.add(765);
         list.add(765);
         list.add(765);
         list.add(-97);
         list.add(0);
 ​
         System.out.println(list);
 ​
 //        Collections.reverse(list);
 //        Collections.shuffle(list);
 //        Collections.sort(list);
 //        Collections.swap(list,1,2);
         int frequency = Collections.frequency(list, 123);
 ​
         System.out.println(list);
         System.out.println(frequency);
 ​
     }

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