数据结构- 集合（List、Set、Map）- List接口- Set接口- ArrayList和LinkedList的使用场景- Map接口- 哈希碰撞(哈希冲突)- 集合小节
目录
数据结构
集合
List接口
ArrayList和LinkedList的使用场景
Set接口
Map接口
哈希碰撞(哈希冲突)
集合小节
数据结构
概念：保存数据的一种方式
常见的数据结构
-
通过数组来保存，基于数组的数据结构（动态数组，长度可变的数组）
基于数组的结构的优缺点
优点：查改快
1）、通过下标查询元素，效率高
2）、通过下标修改元素，效率高
缺点：增删插慢
1）、在需要扩容的时候：添加慢，删除慢，插入元素慢
-
通过一个对象变量来保存数据，基于变量保存数据的结构称为链表结构
优点：增删插快
缺点：查改慢
-
队列
单向队列：一个是进口，一个是出口，先进先出（FIFO）
双向队列：两端既是进口又是出口
-
栈结构：只有一个口，既是进口也是出口
先进后出：FILO（后进先出:LIFO）
-
树形结构：是链表的一种变形结构
集合
概念：基于某种数据结构的容器
集合的体系结构：
Collection接口:所有集合框架的根接口（父接口）：定义方法的标准
常用子接口：List Set Queue等
1. 第一个子接口：list 可以存放重复元素，而且有序（有序：存入的顺序和取出来的顺序一致(存取一致)），有序可重复
使用接口的实现类（我们不想要重写接口中的每个方法，所以就用一个抽象类来实现接口，先重写一次，充当过滤器的作用，这样后续就可以选择想要的方法了）
abstract class AbstractList implements List {
// 实现list里面的所有的抽象方法
}
class ArrayList extends AbstractList implements List {
// 继承AbstractList后，想重写哪个就哪个 再实现list接口是为了看上去规范，因为接口的方法已经被AbstractList重写了
}
List接口的实现子类：
ArrayList:基于数组的集合（线程不安全）
LinkedList：基于链表的集合
Vector：基于数组的集合（线程安全）
2. 第二个子接口：set 不能存放相同的元素（去重），无序（存取不一致），无序不可重复
3. 还有其他的子接口，这里是常用的两个
List接口
-
List接口的实现类
一：ArrayList: 基于数组的集合 public class ArrayList
-
构造方法：
-
ArrayList( ) 构造一个初始容量为十的空列表。
ArrayList list = new ArrayList(); // 创建ArrayList的对象(基于数组的集合) 但是这时候jvm还没有将容量扩容到十，只有使用这个对象的时候才会扩容，这是jvm的一种延迟机制，防止对象没有使用从而导致内存的浪费
-
ArrayList(int initialCapacity) 构造具有指定初始容量的空列表。
ArrayList list = new ArrayList(20); // 创建ArrayList的对象 但是初始化的长度是20
-
-
常用方法：
-
（1）add(E e) 将指定的元素追加到此列表的末尾。 （2）add(int index, E element) 在此列表中的指定位置插入指定的元素。
ArrayList list = new ArrayList(); // 创建ArrayList的对象(基于数组的集合) list.add(true); // （1） System.out.println(list); // 打印[true] list.add(0,'a'); // (2) System.out.println(list); // 打印[a, true] ArrayList list2 = new ArrayList(); // 创建ArrayList的新对象 list2.add(list); // （1） 将对象list添加到了list2中 也就是将集合作为一个值添加到集合 list2.add(1); // 自动将int类型的1自动装箱成integer类型 System.out.println(list2); // 打印[[a, true], 1]
-
size( ) 返回此列表中的元素数
ArrayList list = new ArrayList(); // 创建ArrayList的对象(基于数组的集合) list.add(true); list2.add(1); System.out.println(list.size()); // 打印2
-
addAll(int index, Collection c) 将指定集合中的所有元素插入到此列表中，从指定的位置开始。
ArrayList list = new ArrayList(); // 创建ArrayList的对象(基于数组的集合) list.add(true); // （1） list.add("a"); list2.add(1); ArrayList list2 = new ArrayList(); // 创建ArrayList的新对象 list2.addAll(0,list); // 将list集合里面元素一个一个添加list2里面 System.out.println(list2); // 打印[true, a, 1]-
contains(Object o) 判断集合中是否存在该对象，有则返回
true。
ArrayList list = new ArrayList(); // 创建ArrayList的对象(基于数组的集合) list.add(true); // （1） System.out.println(list.contains(true)); // 打印 true
-
get(int index): 通过指定下标获取对象
ArrayList list = new ArrayList(); // 创建ArrayList的对象(基于数组的集合) list.add("a"); list.add(true); // （1） System.out.println(list.get(0)); // 打印 a-
indexOf(Object o) : 查询对象在集合中第一次出现位置，找不到则返回-1
ArrayList list = new ArrayList(); // 创建ArrayList的对象(基于数组的集合) list.add(true); // （1） list.add("a"); System.out.println(list.indexOf('a')); // 打印 1-
lastIndexOf(Object o) 返回此列表中指定元素的最后一次出现的索引，如果此列表不包含元素，则返回-1。
ArrayList list = new ArrayList(); // 创建ArrayList的对象(基于数组的集合) list.add(true); // （1） list.add("a"); list.add("a"); System.out.println(list.lastIndexOf('a')); // 打印2-
(1) remove(int index) :通过下标删除指定对象 (2) remove(Object o) :删除指定对象 (3) removeAll(Collection c) 从此列表中删除指定集合中包含的所有元素。
ArrayList list = new ArrayList(); // 创建ArrayList的对象(基于数组的集合) list.add(true); // （1） list.add("a"); list.add("a"); list.remove(0); // 删除下标为0的对象 System.out.println(list); // 打印[a, a] list.remove("a"); // 直接删除a这个对象 System.out.println(list); // 打印[a] list.removeAll(list); // 删除这个列表中的所有元素 System.out.println(list); // 打印[ ]-
set(int index, E element) 用指定的元素替换此列表中指定位置的元素。
ArrayList list = new ArrayList(); // 创建ArrayList的对象(基于数组的集合) list.add(true); // （1） list.add("a"); list.set(0,"张飞"); // 将下标为0的那个元素，换成"张飞" System.out.println(list); // 打印[张飞, a] -
-
ArrayList集合的遍历：
// 方法1: 循环（for） ArrayList list = new ArrayList(); // 创建ArrayList的对象(基于数组的集合) for (int i = 0; i < list.size(); i++) { System.out.println(list.get(i)); } // 方法2：foreach循环 for (Object o : list) { System.out.println(o); } // 方法3：迭代器 (1)单向迭代器 (2)双向迭代器 // 单向迭代器：只能从第一个元素到最后一个元素 iterator() Iterator it = list.iterator();// 获取遍历list集合的迭代器 while (it.hasNext()) { // 判断后面一个元素是否有值 System.out.println(it.next()); // 有就输出 } // 双向迭代器：可以从后往前迭代 listIterator(int index) ListIterator li = list.listIterator(); // 获取遍历list集合的迭代器 不管是单向迭代器还是双向迭代器指针默认从第一个元素开始 while (li.hasNext()) { // 正向迭代 System.out.println(li.next()); } System.out.println("==========================="); while (li.hasPrevious()) { // 反向迭代 注意：这里由于上面的正向迭代已经执行到了最后，此时指针已经到了最后，所以hasPrevious()里面不用加参数就本身就是向前迭代，但是如果前面没有那个正向迭代，上面创建迭代器的时候就必须要给参数，写需要从哪个位置开始的 如：listIterator(list.size()) System.out.println(li.previous()); }
二：LinkedList: 基于链表的集合 public class LinkedList
-
构造方法：
-
LinkedList( ) 构造一个空列表
LinkedList list = new LinkedList(); // 创建LinkedList对象
-
LinkedList(Collection c) 构造一个包含指定集合的元素的列表，按照它们由集合的迭代器返回的顺序
LinkedList linkedList = new LinkedList(); // 创建LinkedList对象 LinkedList linkedList2 = new LinkedList(linkedList); // 将linkedList的所以元素放进linkedList2
-
常用方法：大多跟ArrayList的方法一样 以下是实现其他接口的方法
LinkedList实现的队列（双向队列） implements Deque
LinkedList栈结构 栈的特征：FILO
1. (1) add(E e)：在此双端队列的尾部 (2) addFirst(E e) 插入此双端队列的前面 (3) addLast(E e) 双端队列的末尾指定元素
2. getFirst( )：检索，但不删除，这个deque的第一个元素 getLast( )：检索，但不删除，这个deque的最后一个元素。
LinkedList list = new LinkedList(); // 创建LinkedList对象
// 在头尾操作的方法
list.addFirst("关羽"); // 最前面
list.addLast("刘备"); // 最后面
list.add("张飞"); // 最后面
System.out.println(linkedList); // 打印 [张飞, 关羽, 刘备]
System.out.println(linkedList.getLast()); // 刘备 可以获取最后一位的元素
System.out.println(linkedList.getFirst()); // 张飞 可以获取第一位的元素
3. removeFirst( )：检索并删除此deque的第一个元素。 removeLast( )：检索并删除此deque的最后一个元素。
list.removeFirst(); // 删除第一个元素 list.removeLast(); // 删除最后一个元素 System.out.println(list); // 打印[关羽]
4. element( )：检索但不删除该deque的第一个元素
LinkedList list = new LinkedList(); // 创建LinkedList对象
list.addFirst("关羽"); // 最前面
list.addLast("刘备"); // 最后面
System.out.println(list.element()); // 打印关羽
5. offer(E e)：将指定的元素插入在该deque的尾部 offerFirst(E e)：在此deque的前面插入指定的元素 offerLast(E e) ：在此deque的末尾插入指定的元素
LinkedList list = new LinkedList(); // 创建LinkedList对象
list.offer("关羽"); // 最前面
list.offerFirst("刘备"); // 最后面
list.offerLast("张飞"); // 最后面
System.out.println(linkedList); // 打印 [张飞, 关羽, 刘备]
6. peek( )：检索但不删除此deque的第一个元素 跟element( )方法类似
7. poll( )：检索并删除此deque的第一个元素 pollFirst( )：检索并删除此deque的第一个元素 pollLast( )：检索并删除此deque的最后一个元素
LinkedList list = new LinkedList(); // 创建LinkedList对象
list.offer("关羽"); // 最前面
list.offerFirst("刘备"); // 最后面
list.offerLast("张飞"); // 最后面
list.poll();
list.pollFirst();
list.pollLast();
System.out.println(list); // 打印[]
8. push(e):压栈，将对象放入栈内存 pop():出栈，将栈里面对象取出
LinkedList list = new LinkedList();
// push(e):压栈，将对象放入栈内存
list.push("a");
list.push("b");
list.push("c");
System.out.println(list); // 打印[c, b, a]
// pop():出栈，将栈里面对象取出 先进后出
System.out.println(list.pop()); // 将 c 先出栈 所以打印c
System.out.println(list); // 打印[b, a] 因为c已经出栈
-
LinkedList集合的遍历：
LinkedList list = new LinkedList(); // 创建LinkedList对象
Iterator it = list.iterator(); // 获取遍历list集合的迭代器
while (it.hasNext()) { // 判断后面一个元素是否有值
System.out.println(it.next());
}
System.out.println("======================"); // 分隔一下
ListIterator li = list.listIterator(list.size()); // 反向迭代 注意：这里必须要加上list.size()或者写一个int类型的参数，否则不会打印值，因为现在是基于链表的集合，默认就是从开头开始遍历的
while (li.hasPrevious()) {
System.out.println(li.previous());
}
ArrayList和LinkedList的使用场景
-
底层结构不同
-
ArrayList底层是数组：查改性能好，增删插性能差
-
LinkedList底层是一个双向链表，增删插性能好，查改性能差 ，底层还是一个队列，还是一个栈
Set接口
Set集合：无序不重复 无序：存取不一致 不重复：元素放入集合之前或做判断
-
set接口的实现类
一、HashSet
构造方法：
HashSet() 构造一个新的空集合; 背景
HashMap实例具有默认初始容量（16）和负载因子（0.75）。HashSet(Collection c) 构造一个包含指定集合中的元素的新集合。
特点：
底层使用哈希表来实现（底层是一个数组，数组里面保存一个单向链表）的集合
不允许元素重复，元素是无序的
去重机制：
将要添加到HashSet集合元素的hashCode值拿到
在集合去查找是否存在这个hashCode值
不存在，说明这个元素在集合中不存在，可以执行添加
存在，就来让这个元素.equals(hashCode值相同元素)，
不相等false，说明这个元素在集合中不存在，执行添加，相等true，说明元素在集合中已经存在了，那就不添加
作用：HashSet的作用就是用来去重
public class SetDemo1 {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个HashSet集合
HashSet set = new HashSet(); // 哈希表（散列表）
// 常用方法
set.add("abc");
set.add(true);
set.add(123);
set.add("波多野");
set.add("波多野");
set.add("波多野");
System.out.println(set); // 打印[波多野, abc, 123, true] 无序的
// 遍历
// for (Object o : set) {
// System.out.println(o);
// }
Iterator it = set.iterator(); // 创建一个单向构造器
while (it.hasNext()) {
System.out.println(it.next()); // 遍历
}
}
}
-
LinkedHashSet 底层哈希表+单向链表（记录顺序） 等于是有序的HashSet
二、TreeSet
构造方法：
TreeSet() 构造一个新的，空的树组，根据其元素的自然排序进行排序。
TreeSet(Comparator comparator) 构造一个新的，空的树集，根据指定的比较器进行排序。
特点：
无序不可重复
底层使用树结构来实现的集合
树型结构是提高查询效率，将树上的元素按大小排序
在使用TreeSet,该集合中只能放同一种类型的元素，第一个添加的元素类型，就是这个集合中能放的类型
去重机制：
通过两个接口来完成,添加元素到集合，这个元素会和集合里面所有的元素依次调用compareTo()进行比较，返回0，就说明该元素在集合已经存在了，就不添加了
元素会根据类里面写compareTo()的代码来进行排序
作用就是对元素进行排序，注意放入TreeSet的元素必须是同一类型，必须要实现Comparable接口
> 比较对象大小有两种方式 1.定制排序 需要实现Comparator接口 2.自然排序 需要实现Comparable接口 // 以下是第一种 // 需要单独写一个MyCompartor()类 Cat c1 = new Cat("咪咪", "公", 2); Cat c2 = new Cat("哆哆", "母", 5); Cat c3 = new Cat("啦啦", "公", 1); // 比较c1、c2和c3的大小,比较对象的大小 TreeSet set = new TreeSet(new MyCompartor()); // Comparator:定制排序 set.add(c1); set.add(c2); set.add(c3); System.out.println(set); // 以下是第二种 // 使用Comparable:比较对象大小的接口 p1.compareTo(p2) // 1、返回正数说明p1对象大于p2对象 2、返回负数说明p1小于p2 3、返回0说明p1等于p2 // 以下是他需要重写的部分 @Override public int compareTo(Object o) { // 对象进行大小比较其实就是对象的属性值进行比较 Pig p = (Pig)o; if(!this.name.equals(p.name)) { // 两个对象的名字不同，就比较name return p.name.hashCode() - this.name.hashCode(); // 三个之一 0 整数 负数 }else if(this.age != p.age) { // 上面的name相同 这里的age不同，就比较age return p.age - this.age; // 这里如果是p对象在this前面就是逆序 反之就是正序 } return 0; // 属性值都相等返回0 } }
Map接口
概念：保存一对值
Map：映射（键值对，由一个键指向一个值）
例：成都 四川 ：这是两个值，成都称为键（key），四川称为是值（value）,key value:称为一对值（键值对）
注意：
Map中键不能重复，值可以重复，一个键只能指向一个值
Map是映射的顶级父类，是一个接口
Map的实现类
一、HashMap：就是一个哈希表（散列表）
构造方法：
HashMap()
构造一个空的HashMap ，默认初始容量（16）和默认负载系数（0.75）。HashMap(Map m) 构造一个新的
HashMap与指定的相同的映射Map。
底层：数组，数组中保存了一个单向链表，链表在满足条件下回转为树结构（红黑树）
在数组保存了哪些信息？ 键的hashCode、键、值、下一个对象
// 创建HashMap集合对象
HashMap map = new HashMap(); // 创建长度为16的数组，数组的每一个元素有一个空链表，map保存的是一对值
// put(K key, V value) : 向map集合添加一对值
map.put("3838438", "航空飞机");
// 首次存放值的过程
key:"3838438"
1、获取键的hashCode,19(举例)
2、计算这对值放入数组的下标位置：用键的hash值 % 当前数组的长度，19 % 16，计算的结果是3
那么这对值应该放入下标为3的位置
3、判断下标为3的位置上有没有值：
没有：直接将这对值放入这个位置
有：将这个值接在这个位置上存在值的后面
map.put("3838438", "老王");
// 老王会覆盖掉航空飞机
map中键不允许重复
去重的机制：键的hashCode + equals
1、key："3838438"，将键的哈希值获得
2、去这个map集合中查看有没有相同哈希值的键
没有：说明键不重复 计算放入的位置用键的hash值 % 当前数组的长度
有：将这个键.equals(哈希值相同的键),结果是true，说明键已经存在，然后覆盖值，结果false
常用方法：
-
put(K key, V value) 将指定的值与此映射中的指定键相关联。
HashMap hm = new HashMap(); // 创建一个HashMap的对象
hm.put(1,"张飞");
hm.put(2,"赵云");
System.out.println(hm);// 打印{1=张飞, 2=赵云}
-
get(Object key) 返回到指定键所映射的值，或
null如果此映射包含该键的映射。
System.out.println(hm.get(1)); // 根据传入键获取值 // 打印张飞
-
entrySet() 返回此地图中包含的映射的
Set视图。
// 遍历map集合，Entry:键值对
// 遍历map的第一种方式：同时获取键和值，entrySet()
// 1
Set set = hm.entrySet();// 获取所有的键值对
System.out.println(set); // 打印[1=张飞, 2=赵云]
while (it.hasNext()) {
Object next = it.next();
Map.Entry entry = (Map.Entry) next;
Object key = entry.getKey(); // 获取键
Object value = entry.getValue(); // 获取值
System.out.println(key + ":" + value);
}
// 遍历map的第二种方式：只获取键keySet()
// 2
Set set = hm.keySet();
for (Object key : set) {
System.out.println(key + ":" + hm.get(key));
}
// 遍历map第三种方法：只获取值，values()
// 3
Collection values = hm.values();
Iterator it = values.iterator();
while (it.hasNext()) {
Object next = it.next();
System.out.println(next);
}
-
子类LinkedHashMap类：链表 + 哈希表
概念：保证键是有序的
二、Hashtable类 implements Map
概念：
1）、底层和HashMap相似
2）、不允许null为键null为值（空值空键）
Hashtable tab = new Hashtable(); tab.put(null,null); // 报错NullPointerException // HashMap能装3）、线程安全的
-
子类Properties类（HashTable的子类）
概念：Properties解析（读取）属性文件
作用：为什么要将Entry放到属性文件中？ 为了解决硬编码问题，通过修改配置文件可以方便的修改代码中的参数，实现不用改class文件即可灵活变更参数，减少代码的维护成本和提高开发效率。
方法：
getProperty(String key)使用此属性列表中指定的键搜索属性Properties pp = new Properties(); // load():将属性文件中键值对（Entry）加载到Properties对象里面 pp.load(new FileInputStream("e:/name.properties")); // 取出pp中键值对 System.out.println(pp); //打印你在name中写的键值对 String s = pp.getProperty("110"); // 找到键为110的值 System.out.println(s);
概念：
1）、底层也是一个map集合（保存键值对 Entry）
2）、 用来读取属性文件（什么是属性文件：保存键值对的文件）
3）、以.properties结尾的文件就是属性文件
三、TreeMap类 顶级的父接口都也是Map
概念：底层是一个树型结构，对元素进行排序（针对键来排序），是无序的map集合
TreeMap map = new TreeMap(); // 树型结构的map集合 map.put(1,"abc"); // 键只是同一种类型 map.put(23,"bbc"); map.put(2,"cbc"); System.out.println(map);
小结：Map集合的体系结构
-Map:映射根接口
-HashMap:底层哈希表
-LinkedHashMap:；链表 + 哈希表
-HashTable:线程安全，且不允许空值空键
-Properties：解析属性文件
-TreeMap:底层是树型结构，对键进行排序
哈希碰撞(哈希冲突)
概念：在计算存储数据的位置的时候，这个位置上已经有值，这就是哈希碰撞
HashSet的值就是存在HashMap的键上 （HashSet只有一个值，且不重复就是因为如此）
链表转为红黑树的过程 当一个链表上的元素个数（链表的节点数）大于等于8个，看这个集合中元素个是否大于等于64 没有：底层数组做一次扩容：当前长度的2倍 有：这个链表就会形成红黑树 （提高查询效率）
当我们做删除的时候 原来是红黑树的，如果元素个数小于等于6个，那么这个红黑树又会转为链表
集合小节
1、体系结构 Collection
-
List:有序可重复 实现类： -ArrayList:底层是一个数组，查改快，增删插慢 -LinkedList:底层是一个双向链表，双向队列，栈 (1)增删插快，查改慢 (2) 对首尾操作快 (3)栈：push(),pop() -Vector:线程安全的动态数组
-
Set：无序不可重复 -HashSet:底层是一个哈希表，去重的原理：hashCode + equals,作用：用来去重的 -LinkedHashSet:哈希表+单向链表，可以维护顺序 -TreeSet：底层是树结构，作用：用来排序 要求：同一种类型，要使用Comparable或Comparator,排序
2、使用场景： 集合用：ArrayList,需要大频率的增删插，将ArrayList转换为LinkedList 需要去重，将ArrayList转换HashSet,如果需要保证顺序，转换为LinkedHashSet 需要排序，将ArrayList转换为TreeSet
集合：一次保存一个值
Map：一次保存一对值(键值对)