04.java面向对象-集合
04.java面向对象-集合
01. 集合的理解和好处
一般情况下我们保存多个数据使用的是数组, 但是数组有不足的地方, 会影响一些方面
分析一下。
1. 数组
- 长度开始时必须指定，而且一旦指定，不能更改
- 保存的必须为同一类型的元素
- 使用数组进行增加元素的示意代码比较麻烦
2. 写出arr数组扩容示意代码
public class ArrayResizeExample {
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {1, 2, 3, 4, 5};
int newElement = 6;
// 扩容
int[] newArr = new int[arr.length + 1];
// 将原数组中的元素逐个复制到新数组中
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
newArr[i] = arr[i];
}
// 添加新元素到新数组中
newArr[arr.length] = newElement;
// 更新原数组引用
arr = newArr;
// 打印结果
System.out.println("Array after resize: " + Arrays.toString(arr));
}
}
总体来说不是特别的困难，但是当你要处理数据变大时就会非常复杂
3. 集合
- 可以动态保存任意多个对象，使用比较方便
- 提供一系列方便的操作对象的方法：add、remove、set、get
- 使用集合添加，删除新元素的示意代码-简洁
- 可以存储不同类型的元素
public class Collection_ {
@SuppressWarnings("all")
public static void main(String[] args) {
//1. 集合主要分为两组（单列集合，双列集合）
//2. Collection 接口有两个重要的子接口 List Set, 他们实现子类都是单例集合
//3. Map 接口实现子类 是双列集合
// Collection
// Map
ArrayList arrayList = new ArrayList();
arrayList.add("jack");
arrayList.add("tom");
HashMap hashMap = new HashMap();
hashMap.put("like","son");
hashMap.put("love","husband");
}
}
02. Collection接口和常用方法
1. Collection接口实现类的特点
public interface Collection
- collection实现子类可以存放多个元素，每个元素可以是Object
- 有些Collection的实现类，可以存放重复元素，有些不可以
- 有些Collection的实现类，有些是有序的（List），有些不是有序（Set）
- Collection接口没有直接实现子类，是通过它的子接口Set和List来实现的
2. Collection接口常用方法，以实现子类ArrayList来演示
- add：添加单个元素
- remove：删除指定元素
- contains：查找元素是否存在
- size：获取元素个数
- isEmpty：判断是否为空
- clear：清空
- addAll：添加多个元素
- containAll：查找多个元素是否存在
- removeAll：删除多个元素
- 说明：以ArrayList实现类来演示
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
public class CollectionMethod {
public static void main(String[] args) {
List list = new ArrayList();
// 1. add：添加单个元素
list.add("jack");
list.add(10);
list.add(true);
System.out.println("list = " + list);
// 2. remove：删除指定元素(指定索引或者元素)
// list.remove(0);//删除第一个元素
list.remove(true);//指定删除某个元素
System.out.println("list=" + list);
// 3. contains：查找元素是否存在
System.out.println(list.contains("jack"));
// 4. size：获取元素个数
System.out.println(list.size());
// 5. isEmpty：判断是否为空
System.out.println(list.isEmpty());
// 6. clear：清空
// list.clear();
// 7. addAll：添加多个元素
ArrayList list2 = new ArrayList();
list2.add("红楼梦");
list2.add("三国演义");
list.addAll(list2);
System.out.println("list=" + list);
// 8. containAll：查找多个元素是否存在
System.out.println(list.containsAll(list2));
// 9. removeAll：删除多个元素
list.add("西游记");
list.removeAll(list2);
System.out.println("list=" + list);
// 10. 说明：以ArrayList实现类来演示
}
}
3. Collection接口遍历元素方式1-使用Iterator（迭代器）
1. 基本介绍
- Iterator对象称为迭代器，主要用于遍历Collection集合中的元素
- 所有实现了Collection接口的集合类都有一个iterator()方法，用以返回一个实现了Iterator接口的对象，即可以返回一个迭代器
- Iterator仅用于遍历集合，Iterator本身并不存放对象
2. 迭代器的执行原理
Iterator iterator = coll.iterator();//得到一个集合的迭代器
//hasNext(); 判断是否有下一个元素
while(itetator.hasNext()) {
//next(); 1.指针下移 2.将下移以后集合位置上的元素返回 System.out.println(iterator.next());
}
提示：
在调用Iterator.next方法之前必须调用Iterator.hasNext()进行检测. 若不调用, 且下一条记录无效,直接调用iterator.next()会抛出NoSuchException异常
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Iterator;
/**
* Iterator迭代器
**/
public class CollectionIterator {
@SuppressWarnings({"all"})
public static void main(String[] args) {
Collection col = new ArrayList();
col.add(new Book("三国演义", "罗贯中", 10.1));
col.add(new Book("小李飞刀", "古龙", 5.1));
col.add(new Book("红楼梦", "曹雪芹", 34.6));
System.out.println("col" + col);
//希望能够遍历col集合
//1. 先得到 col对应的 迭代器
Iterator iterator = col.iterator();
//2. 使用while循环
// while (iterator.hasNext()) {//判断是否还有数据
// Object obj = iterator.next();
// System.out.println("obj" + obj);
// }
//快捷键，快速生成while - 键盘敲itit
//显示所有快捷键的快捷键 ctrl + j
while (iterator.hasNext()) {
Object obj = iterator.next();
System.out.println("obj" +obj);
}
//3. 当退出while循环，这是Iterator迭代器，指向最后的元素，不能重新遍历
//4. 如果希望再次遍历，需要重置迭代器
iterator = col.iterator();
System.out.println("==========第二次=========");
while (iterator.hasNext()) {
Object obj = iterator.next();
System.out.println("obj =" + obj);
}
}
}
class Book {
private String name;
private String author;
private double price;
public Book(String name, String author, double price) {
this.name = name;
this.author = author;
this.price = price;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public String getAuthor() {
return author;
}
public void setAuthor(String author) {
this.author = author;
}
public double getPrice() {
return price;
}
public void setPrice(double price) {
this.price = price;
}
@Override
public String toString() {
return "Book{" +
"name='" + name + '\'' +
", author='" + author + '\'' +
", price=" + price +
'}';
}
}
4. Collection接口遍历对象方式2-for循环增强
1. 基本介绍
增强for虚化，可以替代Iterator迭代器，特点：增强for就是简化版Iterator，本质一样。只能用于遍历结合或数组。
2. 基本语法
for(元素类型 元素名:集合名或数组名) {
访问元素
}
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
/**
* for循环增强
**/
public class CollectionFor {
@SuppressWarnings({"all"})
public static void main(String[] args) {
Collection col = new ArrayList();
col.add(new Book("三国演义", "罗贯中", 10.1));
col.add(new Book("小李飞刀", "古龙", 5.1));
col.add(new Book("红楼梦", "曹雪芹", 34.6));
//1, 使用增强form, 在Collection集合
//2. 增强for，底层仍然是迭代器
//3. 可以理解为简化版本的 迭代器遍历
//4. 快捷方式 I
for (Object book:col) {
System.out.println("book=" + book);
}
// //增强for，也可以在数组使用
// int[] arr = {1, 3, 5, 6, 7};
// for (int i:arr) {
// System.out.print(i + "\t");
// }
}
}
03. List接口和常用方法
1. List接口基本介绍
List接口Collection接口的子接口
- List结合类中元素有序(即添加顺序和取出顺序一致), 且可重复
- List集合中的每个元素都有其对应的顺序索引,即支持索引
- 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
- JDK API中List接口实现类常用的有：
- ArrayList
- vector
- LinkedList
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
/**
* List接口
**/
public class List_ {
public static void main(String[] args) {
//1. List结合类中元素有序(即添加顺序和取出顺序一致), 且可重复
List list = new ArrayList();
list.add("jack");
list.add("tom");
list.add("mary");
list.add("yzj");
list.add("tom");//可重复
System.out.println(list);
//2.List集合中的每个元素都有其对应的顺序索引,即支持索引
//索引是从零开始的
System.out.println(list.get(3));//yzj
}
}
2. List接口常用方法
直接使用案例进行演示
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
/**
* List常用方法
**/
public class ListMethod {
@SuppressWarnings({"all"})
public static void main(String[] args) {
List list = new ArrayList();
list.add("张三丰");
list.add("贾宝玉");
//1. void add(int index, Object ele):在 index 位置插入 ele 元素
//在 index = 1 的位置插入一个对象
list.add(1, "yzj");
System.out.println("list=" + list);
//2. boolean addAll(int index, Collection eles):从 index 位置开始将 eles 中的所有元素添加进来
List list2 = new ArrayList();
list2.add("jack");
list2.add("tom");
list.addAll(1, list2);
System.out.println("list=" + list);
//3. Object get(int index):获取指定 index 位置的元素
//说过
//4. int indexOf(Object obj):返回 obj 在集合中首次出现的位置
System.out.println(list.indexOf("tom"));//2
//5.int lastIndexOf(Object obj):返回 obj 在当前集合中末次出现的位置
list.add("yzj");
System.out.println("list=" + list);
System.out.println(list.lastIndexOf("yzj"));
//6. Object remove(int index):移除指定 index 位置的元素，并返回此元素
list.remove(0);
System.out.println("list=" + list);
//7. Object set(int index, Object ele):设置指定 index 位置的元素为 ele , 相当于是替换. list.set(1, "玛丽");
System.out.println("list=" + list);
//8. List subList(int fromIndex, int toIndex):返回从 fromIndex 到 toIndex 位置的子集合
// 注意返回的子集合 fromIndex <= subList < toIndex
List returnlist = list.subList(0, 2);
System.out.println("returnlist=" + returnlist);
}
}
3. List的三种遍历方式
- 方式一：使用Iterator
Iterator iter = col.iterator(); while(iter.hasNext()) { Object obj = iter.next(); } - 方式二：使用增强for循环
for(Object o : col) { } - 方式三：使用普通for循环
for(int i = 0; i < list.size(); i++) { Object obj = list.get(i); System.out.println(obj); }
04. ArrayList底层结构和源码分析
1. ArrayList的注意事项
- permits all elements, including null, ArrayList可以加入null，并且多个
- ArrayList 是由数组来实现数据存储的
- ArrayList基本等同于Vector，除了ArrayList是线程不安全(执行效率高)看源码，在多线程情况下，不建议使用ArrayList
import java.util.ArrayList;
/**
* ArrayList注意事项
**/
public class ArrayList_ {
public static void main(String[] args) {
//ArrayList 是线程不安全的，可以看源码 没有 Synchronized
/*
public boolean add(E e) {
modCount++;
add(e, elementData, size);
return true;
}
* */
ArrayList arrayList = new ArrayList();
arrayList.add(null);
arrayList.add("jack");
arrayList.add(null);
System.out.println(arrayList);
}
}
2. ArrayList底层操作机制和源码分析（重点、难点）
- ArrayList中维护了一个Object类型的数组elementData.[看源码]
transient Object[] elementData;//transient 短暂的，表示该属性不会被序列化 - 当创建对象时，如果使用的是无参构造器，则初始elementData容量为0（jdk7是10）
- 当添加元素时：先判断是否需要扩容，如果需要扩容，则调用grow方法，否则直接添加元素到合适位置
- 如果使用的是无参构造器，如果第一次添加，需要扩容的话，则扩容elementData为10，如果需要再次扩容的话，则扩容elementData为1.5倍
- 如果使用的是指定容量capacity的构造器，则初始elementData容量为capacity
- 如果使用的是指定容量capacity的构造器，如果需要扩容，则直接扩容为elementData为1.5倍
- 里面涉及到了诸多源码的分析，建议大家去看看ArrayList的扩容和缩容的过程
05. Vector底层结构和源码剖析
1. Vector类的基本介绍
- Vector类的定义说明
public class Vector<E>
extends AbstractList<E>
implements List<E>, RandomAccess, Cloneable,Serializable
- Vector底层也是一个对象数组，protected Object[] elementData;
- Vector是线程同步的，即线程安全，Vector类的操作方法有synchronized
public synchronized E get(int index) {
if(index >= elementCount)
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);
return elementData(index);
}
- 在开发中，需要线程同步安全时，考虑使用Vector
2. Vector和ArrayList的比较
| ArrayList | Vector | |
|---|---|---|
| 底层结构 | 可变数组 | 可变数组 |
| 版本 | jdk1.2 | jdk1.0 |
| 线程安全（同步效率） | 不安全，效率高 | 安全，效率不高 |
| 扩容倍数 | 如果有参构造1.5倍 如果是无参 1.第一次10 2.从第二次1.5扩 |
如果无参，默认10，满后，就按2倍扩容 如果指定大小，则每次直接按照两倍扩 |
06. LinkedList底层结构
1. LinkedList的全面说明
- LinkedList实现了双向链表和双端队列的特点
- 可以添加任意元素（元素可以重复），包括null
- 线程不安全，没有实现同步
2. LinkedList的底层操作机制
- LinkedList底层维护了一个双向链表
- LinkedList中维护了两个属性first和last分别指向 首节点和尾节点
- 么个节点（Node对象），里面又维护了prev、next、item三个属性，其中通过prev指向前一个，通过next指向后一个节点。最终实现双向链表
- 所以LinkedList的元素不是通过数组完成的，相对来说效率较高。
模拟一个简单的双向链表
public class LinkedList_ {
public static void main(String[] args) {
//模拟一个简单的双向链表
Node jack = new Node("jack");
Node tom = new Node("tom");
Node yzj = new Node("yzj");
//连接三个结点，形成双向链表
//jack -> tom -> yzj
jack.next = tom;
tom.next = yzj;
//yzj -> tom -> jack
yzj.pre = tom;
tom.pre = jack;
Node first = jack;//让first引用指向jack，就是双向链表的头结点
Node last = yzj;//让last引用指向yzj，就是双向链表的尾结点
//演示 从头到尾遍历
System.out.println("从头到尾");
while(true) {
if (first == null) {
break;
}
//输出first 信息
System.out.println(first);
first = first.next;
}
//演示 从尾到头
System.out.println("从尾到头");
while(true) {
if (last == null) {
break;
}
//输出first 信息
System.out.println(last);
last = last.pre;
}
//演示链表的添加对象/数据，是多么方便
//需求：是在 tom ---------- yzj之间，插入一个对象 Smith
//1. 先创建一个 Node 节点，name 就是 smith
Node smith = new Node("smith");
//2. 下面就是把smith添加到 tom和yzj 中间
smith.next = yzj;
smith.pre = tom;
yzj.pre = smith;
tom.next = smith;
//让first再次指向jack
first = jack;//让first引用指向jack，就是双向链表的头结点
//查看插入
System.out.println("插入后顺序");
while(true) {
if (first == null) {
break;
}
//输出first 信息
System.out.println(first);
first = first.next;
}
//让last再次指向yzj
last = yzj;
System.out.println("插入后倒序");
while(true) {
if (last == null) {
break;
}
//输出first 信息
System.out.println(last);
last = last.pre;
}
}
}
//定义一个Node类，Node对象 表示双向链表的一个结点
class Node {
public Object item;
public Node next;
public Node pre;
public Node(Object item) {
this.item = item;
}
@Override
public String toString() {
return "Node name= " + item;
}
}
3. LinkedList底层结构
LinkedList增删改查案例
import java.util.Iterator;
import java.util.LinkedList;
/**
* LinkedList 怎删改查案例
**/
public class LinkedListCRUD {
public static void main(String[] args) {
LinkedList linkedList = new LinkedList();
linkedList.add(1);
linkedList.add(2);
linkedList.add(3);
System.out.println("linkedList= " + linkedList);
//演示删除一个结点
linkedList.remove();//默认删除的是第一个
System.out.println("linkedList= " + linkedList);
//修改某个结点对象
linkedList.set(1, 99);
System.out.println("linkedList= " + linkedList);
//得到某个结点对象
Object o = linkedList.get(1);
System.out.println(o);
//因为LinkedList 是实现了List接口，遍历方式
System.out.println("======遍历迭代器=========");
Iterator iterator = linkedList.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
Object next = iterator.next();
System.out.println("next= " + next);
}
System.out.println("=======增强for循环========");
for (Object o1 : linkedList) {
System.out.println("o1= " + o1);
}
System.out.println("===========普通for循环===========");
for (int i = 0; i < linkedList.size(); i++) {
System.out.println(linkedList.get(i));
}
//源码阅读
/* 1. LinkedList linkedList = new LinkedList();
public LinkedList() {}
2. 这时 linkedList 的属性 first = null
3. 执行 添加
public boolean add(E e) {
linkLast(e);
return true;
}
4. 将新的结点，加入到双向链表的最后
void linkLast(E e) {
final Node l = last;
final Node newNode = new Node<>(l, e, null);
last = newNode;
if (l == null)
first = newNode;
else
l.next = newNode;
size++;
modCount++;
}
*/
/*
linkedList.remove();//默认删除的是第一个
1. 执行
public E remove() {
return removeFirst();
}
2. 执行
public E removeFirst() {
final Node f = first;
if (f == null)
throw new NoSuchElementException();
return unlinkFirst(f);
}
3. 执行 unlinkFirst(f), 将f指向链表的第一个结点，然后将他拿掉
private E unlinkFirst(Node f) {
// assert f == first && f != null;
final E element = f.item;
final Node next = f.next;
f.item = null;
f.next = null; // help GC
first = next;
if (next == null)
last = null;
else
next.prev = null;
size--;
modCount++;
return element;
}
*/
}
}
4. ArrayList和LinkedList的比较
| 底层结构 | 增删的效率 | 改查的效率 | |
|---|---|---|---|
| ArrayList | 可变数组 | 较低 数组扩容 |
较高 |
| LinkedList | 可变数组 | 较高，通过链表追加 | 较低 |
| 如何选择ArrayList和LinkedList： |
- 如果我们改查操作多，选择ArrayList
- 如果我们增删操作多，选择LinkedList
- 一般来说，在程序中，80% - 90%都是查询，因此大部分情况下会选择ArrayList
- 在一个项目中，根据业务灵活选择，也可能是这样，一个模块使用的是ArrayList，另外一个模块是LInkedList，也就是说，要根据业务来选择
07. Set接口和常用方法
1. Set接口基本介绍
- 无序（添加和取出的顺序不一样），没有索引
- 不允许重复元素，所以最多包含一个null
- JDK API中Set接口实现的常用类有：
TreeSet HashSet
2. Set接口的常用方法
和List接口一样，Set接口也是Collection的子接口，因此，常用方法和Collection接口一样
3. Set接口的遍历方式
- 可以使用迭代器
- 增强for
- 不能使用索引的方式来获取
import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;
import java.util.Set;
/**
* set接口，常用方法
**/
@SuppressWarnings("all")
public class SetMethod {
public static void main(String[] args) {
//1. 以Set接口的实现类 HashSet 来讲解Set 接口的方法
//2. set接口的实现类对象（Set接口对象），不能存放重复的元素，可以添加一个null
//3. set接口存放数据是无序的（即添加和取出的顺序不一致）
//4. 注意：取出的顺序虽然不是添加的顺序，但是它固定
Set set = new HashSet();
set.add("john");
set.add("lucy");
set.add("john");//重复
set.add("jack");
set.add("hsp");
set.add("mary");
set.add(null);//
set.add(null);//再次添加 null
//测试固定
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println(set);
}
System.out.println(set);
//遍历
// 方式1：使用迭代器
System.out.println("===========使用迭代器===========");
Iterator iterator = set.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
Object obj = iterator.next();
System.out.println("obj= " + obj);
}
//方式2；使用增强for
for (Object o : set) {
System.out.println("o= " + o);
}
}
}
08. Set接口实现类-HashSet
1. HashSet全面说明
- HashSet实现了Set接口
- HashSet实际上是HashMap，源码：
public HashSet() { map = new HashMap<>(); } - 可以存放null值，但是只能有一个null
- HashSet不保证元素是有序的，取决于hash后，再确定索引结果（存入和取出的顺序不一致）
- 不能有重复元素/对象。在前面Set使用已经讲过
import java.util.HashSet;
import java.util.Set;
/**
* Set接口实现类 -> HashSet
**/
@SuppressWarnings("all")
public class HashSet_ {
public static void main(String[] args) {
Set hashSet = new HashSet();
//1. 构造器的源码
/*
public HashSet() {
map = new HashMap<>();
}
*/
//2. HashSet 可以存放null，但是只能有一个null，即元素不能重复
hashSet.add(null);
hashSet.add(null);
System.out.println(hashSet);
}
}
2. HashSet案例说明
import java.util.HashSet;
/**
* HashSet案例
**/
public class HashSet01 {
public static void main(String[] args) {
HashSet set = new HashSet();
//说明
//1. 在执行 add 方法后，会返回一个 boolean 值
//2. 如果添加成功，返回 true, 否则返回 false
//3. 可以通过 remove 指定删除哪个对象
System.out.println(set.add("john"));//T
System.out.println(set.add("lucy"));//T
System.out.println(set.add("john"));//F
System.out.println(set.add("jack"));//T
System.out.println(set.add("Rose"));//T
set.remove("john");
System.out.println("set=" + set);//3 个
set = new HashSet();
System.out.println("set=" + set);//0
//4 Hashset 不能添加相同的元素/数据?
set.add("lucy");//添加成功
set.add("lucy");//加入不了
set.add(new Dog("tom"));//OK
set.add(new Dog("tom"));//Ok
System.out.println("set=" + set);
//经典面试题，要理解底层结构就会知道
set.add(new String("hsp"));//ok
set.add(new String("hsp"));//加入不了. System.out.println("set=" + set);
System.out.println(set);
}
}
class Dog {//定义了一个dog类
private String name;
public Dog(String name) {
this.name = name;
}
@Override
public String toString() {
return "Dog{" +
"name='" + name + '\'' +
'}';
}
}
3. HashSet底层机制说明
分析HashSet底层是HashMap，HashMap底层是（数组 + 链表 + 红黑树）
1. 模拟简单的数组 + 链表结构
package com.yzjedu.set_;
/**
* HashSet底层结构
**/
public class HashSetStructure {
public static void main(String[] args) {
//模拟一个HashSet底层（HashMap 的底层结构）
//1. 创建一个数组，数组的类型是Node
//2. 有些人，直接把 Node[] 数组称为表
Node table[] = new Node[16];
System.out.println("table= " + table);
//3. 创建结点
Node john = new Node("john", null);
table[2] = john;
Node jack = new Node("jack", null);
john.next = jack;//将jack 结点挂载到 john
Node rose = new Node("rose", null);
jack.next = rose;//将rose 结点挂载到 jack
Node lucy = new Node("lucy", null);
table[3] = lucy;//把lucy放到 table表索引为3的地方
System.out.println("table= " + table);
}
}
class Node { //结点，存储数据，可以指向下一个结点，从而形成链表
Object item;//存放数据
Node next;//指向下一个结点
public Node(Object item, Node next) {
this.item = item;
this.next = next;
}
}
通过自己加入断点调试，你会对其有一点理解
2. 分析HashSet的添加元素底层是如何实现的
- HashSet底层是HashMap
- 添加一个元素时，先得到hash值 - 会转成 -> 索引值
- 找到存储数据表table，看这个索引位置是否已经有存放的元素
- 如果没有，直接加入
- 如果有调用equals比较，如果相同，就放弃添加，如果不相同，则添加到最后
- 在Java8中，如果一条链表的元素个数达到 TREEIFY_THRESHOOLD(默认是8)，并且table大小 >= MIN_TREEIFY_CAPACITY(默认64)，就会进行树化
- 我参与了公司正在进行的自动化生产线优化项目。通过分析生产流程、引入新的数控技术和自动化设备，我们成功提高了生产效率，并降低了生产过程中的误差率。
3. 案例
import java.util.HashSet;
/**
* HashMap底层机制
**/
@SuppressWarnings("all")
public class HashSetSource {
public static void main(String[] args) {
HashSet hashSet = new HashSet();
hashSet.add("java");//到此位置，第一次add分析完毕
hashSet.add("php");//到此为止，第二次add分析完毕
hashSet.add("java");
System.out.println("set= " + hashSet);
/*
源码解读
1.执行构造器
public HashSet() {
map = new HashMap<>();
}
2.执行 add()
public boolean add(E e) {
return map.put(e, PRESENT)==null;//PRESENT：private static final Object PRESENT = new Object();
}
3.执行 put()，该方法会执行 hash(key) 得到key的哈希值 算法 (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16)
public V put(K key, V value) { //key = "java" value = "PRESENT" 共享
return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}
4.执行 putVal
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
boolean evict) {
Node[] tab; Node p; int n, i; //定义了辅助变量
//table 就是 HashMap的一个数组，类型是 Node[]
//if 语句表示如果当前的table 是null，或者大小 = 0
//就是第一次扩容，到16
if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
n = (tab = resize()).length;
//(1)根据key，得到hash 去计算key应该存放到table表的哪个索引位置
//并把这个位置的对象，赋值给p
//(2)判断p 是否为null
//（2.1）如果p 为null，表示还没有存放元素，就创建一个新的结点
//(2.2)就放在该位置 table[i] = newNode(hash, key, value, null)
if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
else {
//开发技巧：在需要局部变量的时候，再创建
Node e; K k;
//如果索引位置对应的链表的第一个元素和准备添加的key的hash值一样
//并且满足下面两个条件之一：
//1. 准备加入的key 和 p 指向的Node 结点的 key 是同一个对象
//2. p 指向Node 结点的 key 的equals() 和准备加入的key比较后相同
//就不能加入
if (p.hash == hash &&
((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
e = p;
//再判断 p 是不是红黑树
//如果是一颗红黑树，就调用 putTreeVal，来进行添加
else if (p instanceof TreeNode)
e = ((TreeNode)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
else { //如果当前table对应的索引位置，已经是一个链表，就是要for循环比较
//(1) 依次和该链表的每一个元素比较后，都不相同，则加入链表的最后
// 注意在把元素添加到链表后，立即判断，该链表时候否已经达到8个结点
// , 就调用 treeifyBin() 对当前这个链表进行树化进行判断，判断条件
// if (tab == null || (n = tab.length) < MIN_TREEIFY_CAPACITY)
// resize();
// 如果上面条件成立，就先扩容
// 只有上面条件不成立时，才进行转成红黑树
//(2) 依次和该链表的每一个元素比较过程总，如果有相同情况，就直接break
for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
if ((e = p.next) == null) {
p.next = newNode(hash, key, value, null);
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
treeifyBin(tab, hash);
break;
}
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
break;
p = e;
}
}
if (e != null) { // existing mapping for key
V oldValue = e.value;
if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
e.value = value;
afterNodeAccess(e);
return oldValue;
}
}
++modCount;
if (++size > threshold)
resize();
afterNodeInsertion(evict);
return null;
}
*/
}
}
4. 分析HashSet的扩容和转成红黑树机制
- HashSet底层是HashMap，第一次添加时，table数组扩容到16，临界值（threshold）是16 * 加载因子 （loadFactor）是0.75 = 12
- 如果table数组使用到了临界值12，就会扩容到 16 * 2 = 32 ，新的临界值就是 32 * 0.75 = 24，以此类推
- 在Java8中，如果一条链表的元素个数到达 TREEIFY_THRESHOLD(默认是8)，并且table的大小 >= MIN_TREEIFY_CAPACITY(默认64)，就会进行树化（红黑树），否则仍然采用数组扩容机制
import java.util.HashSet;
/**
* 分析HashSet的扩容和转成红黑树机制
**/
@SuppressWarnings({"all"})
public class HashSetIncrement {
public static void main(String[] args) {
/*
1. HashSet底层是HashMap，第一次添加时，table数组扩容到16，
临界值（threshold）是16 * 加载因子 （loadFactor）是0.75 = 12
2. 如果table数组使用到了临界值12，就会扩容到 16 * 2 = 32 ，
新的临界值就是 32 * 0.75 = 24，以此类推
*/
HashSet hashSet = new HashSet();
// for (int i = 1; i <= 100; i++) {
// hashSet.add(i);//1, 2, 3, 4
// }
//在Java8中，如果一条链表的元素个数到达 TREEIFY_THRESHOLD(默认是8)，并且 //table的大小 >= MIN_TREEIFY_CAPACITY(默认64)，就会进行树化（红黑 //树），否则仍然采用数组扩容机制
for (int i = 1; i < 12; i++) {
hashSet.add(new A(i));
}
System.out.println("hashset= " + hashSet);
}
}
class A {
private int n;
public A(int n) {
this.n = n;
}
@Override
public int hashCode() {
return 100;
}
}
08. Set接口实现类-LInkedHashSet
1. LInkedHashSet的全面说明
- LInkedHashSet是HashSet的子类
- LInkedHashSet底层是一个LInkedHashMap，底层维护了一个数组+双向链表
- LInkedHashSet 根据元素的hashCode值来决定元素的存储位置，同时用链表维护元素的次序，这使得元素看起来是以插入顺序保存的。
- LInkedHashSet不允许添加重复的元素
2. 说明添加
- 在LInkedHashSet 中维护了一个hash表和双向链表（LinkedHashSet 有 head 和 tail）
- 每一个节点有 before 和 after 属性，这样可以形成双向链表
- 在添加一个元素时，先求hash值，再求索引，确定该元素在table的位置，然后将添加的元素加入到双向链表（如果已经存在，不添加，原理和HashSet一样）
- 这样的话我们遍历LInkedHashSet 也能确保插入顺序和遍历顺序一致
import java.util.LinkedHashSet;
import java.util.Set;
/**
* LinkedHashSet 底层机制
**/
public class LinkedHashSet_ {
public static void main(String[] args) {
//分析一下LinkedHashSet的底层机制
Set set = new LinkedHashSet();
set.add(new String("AA"));
set.add(456);
set.add(456);
set.add(new Customer("刘", 1001));
set.add(123);
set.add("YZJ");
//通过输出可以查看输出是有序的
System.out.println("set= " + set);
//1. LinkedHashSet 加入顺序和取出元素/数据的顺序一致
//2. LinkedHashSet 底层维护的是一个LinkedHashMap(是HashMap的子类)
//3. LinkedHashSet 底层结构（数组+双向链表）
//4. 添加第一次时，直接将 数组table 扩容到 16，存放的结点类型是 LinkedHashMap$Entry
//5. 数组是 HashMap$Node[] 存放的元素/数据是 LInkedHashMap$Entry 类型
/*
//继承关系是内部类 完成的
static class Entry extends HashMap.Node {
Entry before, after;
Entry(int hash, K key, V value, Node next) {
super(hash, key, value, next);
}
}
*/
}
}
class Customer {
private String name;
private int no;
public Customer(String name, int no) {
this.name = name;
this.no = no;
}
}
09. Map接口和常用方法
1. Map接口实现类的特点（很实用）
注意：这里讲的是JDK8的Map接口特点
- Map和Collection并列存在。用于保存具有映射关系的数据：Key-Value
- Map中的Key和value可以是任何引用类型的数据，会封装到HashMap$Node对象中
- Map中的key不允许重复，原因和HashSet一样，前面分析过
- Map中的value可以重复
- Map的key可以为null，value也可以为null，注意key为null，只能有一个，value为null可以多个。
- 常用String类作为Map的key
- key和value之间存在一对一关系，即通过指定的key总能找到对应的value
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
/**
* Map接口01
**/
public class Map_ {
public static void main(String[] args) {
//Map接口实现类的特点
//1. Map和Collection并列存在。用于保存具有映射关系的数据：Key-Value(双列元素）
//2. Map中的Key和value可以是任何引用类型的数据，会封装到HashMap$Node对象中
//3. Map中的key不允许重复，原因和HashSet一样，前面分析过
//4. Map中的value可以重复
//5. Map的key可以为null，value也可以为null，注意key为null，只能有一个，value为null可以多个。
//6. 常用String类作为Map的key
//7. key和value之间存在一对一关系，即通过指定的key总能找到对应的value
Map map = new HashMap();
map.put("no1","路明非");//k - v
map.put("no2", "诺诺");//k - v
map.put("no1", "凯撒");//当有相同的key时，就等价于替换
map.put("no3", "路明非");//值可以重复
map.put(null, null);
map.put(null, "abc");//abc 会替换到原先的空值
map.put("no4", null);//值的空可以有多个
map.put("no5", null);
map.put(1, "源稚生");//key 可以是其他但是常用String类来作为他的key
map.put(new Object(), "源稚女");
//通过get 方法，传入可以，会返回对应的value
System.out.println(map.get("no1"));
System.out.println("map= " + map);
}
}
- Map存放数据的key-value，一对k-v是放在一个Node中的，有因为Node实现了 Entry 接口，有些书上也说一对k-v就是一个Entry
import java.util.Collection;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
/**
* Map接口底层解释
**/
public class MapSource_ {
public static void main(String[] args) {
Map map = new HashMap();
map.put("no1","路明非");//k - v
map.put("no2", "诺诺");//k - v
map.put(new Car(), new Person());//k - v
//1. k-v 最后是 HashMap$Node node = new Node<>(hash, key, value, next)
//2. 为了方便程序员的遍历，还会创建 EntrySet集合，该集合存放的元素的类型 Entry， 而一个Entry
// 对象k,v EntrySet> 即 transient Set> entrySet;
//3. entrySet 中， 定义的类型是 Map.Entry，但是实际上还是HashMap$Node
// 这是因为HashMap$Node implements Map.Entry
//4. 这样当把 HashMap$Node 对象 存放到 entrySet 就方便我们遍历，因为Map.Entry 提供了重要方法
// K getKey(); V getValue();
Set set = map.entrySet();
System.out.println(set.getClass());// HashMap$EntrySet
for (Object obj : set) {
//为了从HashMap$Node中取出k-v
//1. 向下转型
Map.Entry entry = (Map.Entry)obj;
System.out.println(entry.getKey() + "-" + entry.getValue());
}
Set set1 = map.keySet();
System.out.println(set1.getClass());
Collection values = map.values();
System.out.println(values.getClass());
}
}
class Car {
}
class Person {
}
2. Map接口的常用方法
- put：添加
- remove：根据键删除映射关系
- get：根据键获取值
- size：获取元素个数
- isEmpty：判断个数是否为零
- clear：清除
- containsKey：查找键是否存在
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
/**
* Map接口常用方法
**/
public class MapMethod {
public static void main(String[] args) {
Map map = new HashMap();
map.put("邓超", new Book("", 100));//OK
map.put("邓超", "孙俪");//替换-> 一会分析源码
map.put("王宝强", "马蓉");//OK
map.put("宋喆", "马蓉");//OK
map.put("刘令博", null);//OK
map.put(null, "刘亦菲");//OK
map.put("鹿晗", "关晓彤");//OK
map.put("yzj", "yzj 的老婆");
System.out.println("map=" + map);
// remove:根据键删除映射关系
map.remove(null);
System.out.println("map=" + map);
// get：根据键获取值
Object val = map.get("鹿晗");
System.out.println("val=" + val);
// size:获取元素个数
System.out.println("k-v=" + map.size());
// isEmpty:判断个数是否为 0
System.out.println(map.isEmpty());//F
// clear:清除 k-v
//map.clear();
System.out.println("map=" + map);
// containsKey:查找键是否存在
System.out.println("结果=" + map.containsKey("hsp"));//T
}
}
class Book {
private String name;
private int num;
public Book(String name, int num) {
this.name = name;
this.num = num;
}
}
3. Map接口遍历方法
1. 与之相关的方法
- containsKey：查找键是否存在
- keySet：获取所有的键值
- entrySet：获取所有的关系
- values：获取所有的值
2. 案例
import java.util.*;
/**
* Map遍历方式案例
**/
public class MapFor {
public static void main(String[] args) {
Map map = new HashMap();
map.put("邓超","孙俪");
map.put("王宝强","马蓉");
map.put("宋喆","马蓉");
map.put("刘令博",null);
map.put(null,"刘亦菲");
map.put("鹿晗","关晓彤");
//第一组：先取出所有的Key，通过Key取出对应的Value值
Set keyset = map.keySet();
//(1)增强for
for (Object key : keyset) {
System.out.println(key + "-" + map.get(key));
}
System.out.println("=============================");
//(2)迭代器
Iterator iterator = keyset.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
Object key = iterator.next();
System.out.println(key + "-" + map.get(key));
}
System.out.println("---先取出所有的value----");
//第二组：先取出所有的values
Collection values = map.values();
//这里可以使用所有的Collection遍历方式
//(1)增强for
for (Object value : values) {
System.out.println(value);
}
System.out.println("===================");
//(2)迭代器
Iterator iterator1 = values.iterator();
while (iterator1.hasNext()) {
Object value = iterator1.next();
System.out.println(value);
}
System.out.println("------通过EntrySet-------------");
//第三组：通过EntrySet 来获取k - v
Set entrySet = map.entrySet();
//(1)增强for
for (Object entry : entrySet) {
//将entry 转成 Map.Entry
Map.Entry m = (Map.Entry)entry;
System.out.println(m.getKey() + "-" + m.getValue());
}
System.out.println("===================");
//(2)迭代器
Iterator iterator2 = entrySet.iterator();
while (iterator2.hasNext()) {
Object entry = iterator2.next();
//System.out.println(next.getClass());//HashMap$Node - 实现 - Map.Entry (getKey, getValue)
Map.Entry m = (Map.Entry)entry;
System.out.println(m.getKey() + "-" + m.getValue());
}
}
}
4. HashMap小结
- Map接口的常用实现类：HashMap、Hashtable和Properties
- HashMap是 Map 接口使用频率最高的的实现类
- HashMap是 key-val 对的方式来存储数据（HashMap$Node）
- key 不能重复，但是值可以重复，允许使用null键和null值
- 如果添加相同的key，则会覆盖原来的key - val，等同于 修改（可以不会替换，val会替换）
- 与HashSet一样，不保证映射顺序，因为底层是以hash表的方式来存储的（jdk8的hashMap底层 数组+链表+红黑树
- HashMap没有实现同步，因此是线程不安全的（没有synchronized）
10. HashMap底层机制和源码剖析
1. 注意
- (k,v)是一个Node实现了Map.Entry
- jdk7.0的Hashmap底层实现[数组+链表]，jdk8.0 底层[数组+链表+红黑树]
2. 扩容机制
- HashMap底层维护了Node类型的数组table，默认为null
- 当创建对象时，将加载因子（loadfactor）初始化为0.75
- 当添加key-val时，通过key的hash值得到在table的索引。然后判断该索引处是否有元素，如果没有元素直接添加。如果该元素有元素，则判断该元素的key是否和准备加入的key相等，相等则直接替换val；如果不相等需要判断是树结构还是链表结构，做出相应的处理。如果添加时发现容量不够，则需要扩容。
- 第一次添加，则需要扩容table的容量到16，临界值（threshold）为12
- 以后再扩容，则需要扩容table的容量为原来的2倍，临界值为原来的两倍，即24，一次类推
在Java8中，如果一条链表的元素超过 TREELFY_THRESHOULD(默认是8)，并且table的大小 >= MIN_TREEIFY_CAPACITY(默认64)，就会进行树化（红黑树）
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
/**
* HashMap底层机制和源码剖析01
**/
@SuppressWarnings({"all"})
public class HashMapSource1 {
public static void main(String[] args) {
HashMap map = new HashMap();
map.put("java", 10);//ok
map.put("php", 20);//ok
map.put("java", 20);//替换
System.out.println("map= "+ map);
//解读:
//1. 执行构造器 new HashMap()
// 初始化加载因子 loadfactor = 0.75
// HashMap$Node[] table = null
//2. 执行put, 会调用 hash方法， 计算 key的 hash值 (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16)
/*
public V put(K key, V value) {//K = "java" value = 10
return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}
3. 执行putVal方法
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
boolean evict) {
Node[] tab; Node p; int n, i;//辅助变量
//如果底层table 数组为null， 或者 Length = 0， 就扩容到16
if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
n = (tab = resize()).length;
//取出hash值对应的table表的索引位置的Node，如果为null ，就直接把加入的k-v
//, 创建成一个Node， 加入该位置即可
if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
else {
Node e; K k;//辅助变量
//表示如果table 表索引位置key的hash值相同和新的key的hash相同，
并且满足(现有的结点的key和准备添加的key可以是同一个对象 || equals返回真)
//就认为不能加入新的key - value
if (p.hash == hash &&
((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
e = p;
// 如果当前table的已有Node 是红黑树，就按照红黑树的方式处理
else if (p instanceof TreeNode)
e = ((TreeNode)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
else {
//如果找到的结点后面是链表，就循环比较
for (int binCount = 0; ; ++binCount) {//死循环
if ((e = p.next) == null) {//如果整个链表，没有和他相同的，没有和他相同，就加到该链表的最后
p.next = newNode(hash, key, value, null);
//加入后，判断当前链表的个数，是否已经到达8个，后
//就调用 treeifyBin 方法进行红黑树的转化工作
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
treeifyBin(tab, hash);
break;
}
if (e.hash == hash &&//如果在循环比较过程中，发现有相同，就break，就只是替换key - value
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
break;
p = e;
}
}
if (e != null) {
V oldValue = e.value;
if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
e.value = value;
afterNodeAccess(e);
return oldValue;
}
}
++modCount;// 每增加一个Node，就是size++
if (++size > threshold)//如果size > 临界值，就执行扩容方法 resize()
resize();
afterNodeInsertion(evict);
return null;
}
5. 关于树化(转成红黑树)
//如果table 为null，或者大小还没有达到64，暂时不树化，而是进行扩容
//否则真正树化 - 剪枝
final void treeifyBin(Node[] tab, int hash) {
int n, index; Node e;
if (tab == null || (n = tab.length) < MIN_TREEIFY_CAPACITY)
resize();
*/
}
}
3. 模拟HashMap触发扩容、树化情况
import java.util.HashMap;
import java.util.Objects;
/**
* HashMap底层机制和源码剖析2
**/
public class HashMapSource2 {
public static void main(String[] args) {
HashMap hashMap = new HashMap();
for (int i = 1; i <= 12; i++) {
// hashMap.put(new A(i), "hello");
hashMap.put(i, "hello");
}
System.out.println("hashMap= " + hashMap);
hashMap.put("aaa","bbb");
}
}
class A {
private int num;
public A(int num) {
this.num = num;
}
//所有的hashCode都是100
// @Override
// public int hashCode() {
// return 100;
// }
@Override
public String toString() {
return "A{" +
"num=" + num +
'}';
}
}
11. Map接口实现类-Hashtable
1. HashTable的基本介绍
- 存放的元素时键值对：即k - v
- Hashtable的键和值都不能为null，否则会抛出NullPointerException 异常
- Hashtable使用方法上基本和HashMap一样
- Hashtable是线程安全（synchronized）的，HashMap是线程不安全的
2. 介绍和扩容案例
import java.util.Hashtable;
/**
* Hashtable01
**/
@SuppressWarnings("all")
public class HashTableExercise {
public static void main(String[] args) {
Hashtable table = new Hashtable();//ok
table.put("john", 100); //ok
// table.put(null, 100); //异常
// table.put("john", null);//异常
table.put("lucy", 100);//ok
table.put("lic", 100);//ok
table.put("lic", 88);//替换
table.put("hello01",1);
table.put("hello02",1);
table.put("hello03",1);
table.put("hello04",1);
table.put("hello05",1);
table.put("hello06",1);
table.put("hello07",1);
System.out.println(table);
//1. 底层有数组 Hashtable#Entry[] 初始化大小为11
//2. 临界值 threshold 8 = 11 * 0.75
//3. 扩容机制:按照自己的扩容机制来进行
//4. 执行 方法addEntry(hash, key, value, index); 添加k-v 封装到Entry
//5. 当if (count >= threshold)满足时，就进行扩容
//6. 按照int newCapacity = (oldCapacity << 1) + 1; 的大小扩容
}
}
3. Hashtable和HashMap对比
| HashMap | Hashtable | |
|---|---|---|
| 版本 | 1.2 | 1.0 |
| 线程安全（同步） | 不安全 | 安全 |
| 效率 | 高 | 较低 |
| 允许null键和null值 | 可以 | 不可以 |
12. Map接口实现类-Properties
1. Properties基本介绍
- Properties类继承自Hashtable类并且实现了Map接口，也是使用一种键值对形式来保存数据
- 他的使用特点和HashTable类似
- Properties 还可以用于 从xxx.properties 文件中，加载数据到Properties类对象，并进行读取和修改
- 说明：工作后 xxx.properties 文件通常作为配置文件，这个知识点在IO流举例。（后面的文章会发布）
2. 案例
package com.yzjedu.map_;
import java.util.Properties;
/**
* Map接口实现类-Properties
**/
public class Properties_ {
public static void main(String[] args) {
//1. Properties 继承 Hashtable
//2. 可以通过 k-v 存放数据，当然 key 和 value 不能为 null
//增加
Properties properties = new Properties();
//properties.put(null, "abc");//抛出 空指针异常
//properties.put("abc", null); //抛出 空指针异常
properties.put("john", 100);//k-v
properties.put("lucy", 100);
properties.put("lic", 100);
properties.put("lic", 88);//如果有相同的 key ， value 被替换
System.out.println("properties=" + properties);
//通过 k 获取对应值
System.out.println(properties.get("lic"));//88
//删除
properties.remove("lic");
System.out.println("properties=" + properties);
//修改
properties.put("john", "约翰");
System.out.println("properties=" + properties);
}
}
13. 总结-开发中如何选择集合实现类
1. 主要内容
在开发中，选择什么集合实现类，主要取决于业务操作特点，然后更具集合实现类特性进行选择，分析如下：
- 先判断存储的类型（一组对象或一组键值对）
- 一组对象[单例]：Collection接口
- 允许重复：List
- 增删多：LInkedList（底层维护了一个双向链表）
- 改查多：ArrayList（底层维护Object类型的可变数组）
- 不允许重复：set
- 无序：HashSet（底层是HashMap，维护了一个哈希表 即（数组+链表+红黑树）
- 排序：TreeSet（插入和取出的顺序一致：LInkedHashSet，维护数组+双向链表）后边举例
- 插入和取出顺序一致：LInkedHashSet，维护数组+双向链表
- 允许重复：List
- 一组键值对[双链]：Map
- 键无序：HashMap（底层是：哈希表 jdk7：数组+链表，jdk8：数组+链表+红黑树）
- 键排序：TreeMap 后边举例
- 键插入和取出顺序一致：LInkedHashMap
- 读取文件：Properties
2. TreeSet举例
import java.util.Comparator;
import java.util.TreeSet;
/**
* TreeSet讲解
**/
public class TreeSet_ {
public static void main(String[] args) {
//1. 当我们使用无参构造器，创建TreeSet时，任然是无序的
//2. 按照字母表首字母排序，使用TreeSet提供的一个构造器，可以传入一个比较器（匿名内部类）
// 并指定顺序规则
//3. 看源码
// TreeSet treeSet = new TreeSet();
TreeSet treeSet = new TreeSet(new Comparator() {
@Override
public int compare(Object o1, Object o2) {
//下面调用String的 compareTo方法进行进行字符串大小比较
return ((String)o2).compareTo((String)o1);
}
});
//添加数据
treeSet.add("jack");
treeSet.add("tom");
treeSet.add("sp");
treeSet.add("a");
System.out.println("TreeSet= " + treeSet);
//源码解读：
//1. 构造器把传入的比较对象，赋给了 TreeSet的底层的 TreeSetMap属性this.comparator
/*
public TreeMap(Comparator comparator) {
this.comparator = comparator;
}
//2. 在 调用 TreeSet.add("tom"), 在底层会执行到
if (cpr != null) {//cpr 就是我们的匿名内部类（对象）
do {
parent = t;
//动态绑定到我们的匿名内部类
cmp = cpr.compare(key, t.key);
if (cmp < 0)
t = t.left;
else if (cmp > 0)
t = t.right;
else //如果相等，即返回0，这个Key就没有加入
return t.setValue(value);
} while (t != null);
}
*/
}
}
3. TreeMap举例
import java.util.Comparator;
import java.util.TreeMap;
/**
* TreeMap解读
**/
@SuppressWarnings("all")
public class TreeMap_ {
public static void main(String[] args) {
//使用默认构造器，创建TreeMap,无序的（也没有排序）
/*
要求：按照传入的k(String) 的大小进行排序
*/
// TreeMap treeMap = new TreeMap();
TreeMap treeMap = new TreeMap(new Comparator() {
@Override
public int compare(Object o1, Object o2) {
//按照传入的k(String) 的大小进行排序
//从小到大
// return ((String)o1).compareTo((String)o2);
//按照k(String) 的长度大小来排序
return ((String)o1).length() - ((String)o2).length();
}
});
treeMap.put("jack", "杰克");
treeMap.put("tom", "汤姆");
treeMap.put("krastina", "克瑞斯提诺");
treeMap.put("smith", "史密斯");
System.out.println("treeMap= " + treeMap);
/*
解读源码：
1. 构造器，把传入的实现了 Comparator接口的匿名内部类（对象），传给TreeMap的comparator
public TreeMap(Comparator comparator) {
this.comparator = comparator;
}
2. 调用put方法
2.1 第一次添加，把 k-v 封装到 Entry对象，放入root
Entry t = root;
if (t == null) {
compare(key, key); // type (and possibly null) check
root = new Entry<>(key, value, null);
size = 1;
modCount++;
return null;
}
2.2 以后添加
Comparator cpr = comparator;
if (cpr != null) {
do { //遍历所有的key
parent = t;
cmp = cpr.compare(key, t.key);//动态绑定到我们的匿名内部类compare
if (cmp < 0)
t = t.left;
else if (cmp > 0)
t = t.right;
else //如果遍历过程中，发现准备添加Key 和当前已有Key 相等，就不添加
return t.setValue(value);
} while (t != null);
}
*/
}
}
13. Collections工具类
1. Collections工具类介绍
- Collections 是一个操作 Set、List 和 Map等集合的工具类
- Collections 中提供了一系列静态的方法对集合元素进行排序、查询和修改等操作
1. 排序操作
- reverse(List): 翻转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结合元素按升序排序
- sor(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元素进行交换
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.Comparator;
/**
* Collections工具类
**/
public class Collections_ {
public static void main(String[] args) {
//创建ArrayList集合，用于测试
ArrayList arrayList = new ArrayList();
arrayList.add("tom");
arrayList.add("smith");
arrayList.add("nono");
arrayList.add("milan");
// 1. reverse(List): 翻转List中元素的顺序
Collections.reverse(arrayList);
System.out.println(arrayList);
// 2. shuffle(List): 对List集合元素进行随机排序
// for (int i = 0; i < 5; i++) {
// Collections.shuffle(arrayList);
// System.out.println(arrayList);
// } //出现的每次结果都不一样，用于抽奖机制等
// Collections.shuffle(arrayList);
// System.out.println(arrayList);
// 3. sort(List): 根据元素的自然顺序对指定List结合元素按升序排序
Collections.sort(arrayList);
System.out.println("自然排序后");
System.out.println("arrayList= " + arrayList);
// 4. sor(List, Comparator): 根据指定的Comparator产生的顺序对List集合元素进行排序
//如果我们希望按照字符串长度大小排序
Collections.sort(arrayList, new Comparator() {
@Override
public int compare(Object o1, Object o2) {
return ((String)o1).length() - ((String)o2).length();
}
});
System.out.println("字符串长度大小排序= \n" + arrayList);
// 5. swap(List, int, int): 将指定List集合中的i处元素和j元素进行交换
//比如
Collections.swap(arrayList, 0, 1);
System.out.println("交换后的情况：");
System.out.println("arrayList= " + arrayList);
}
}
2. 查找替换
- Object max(Collection): 根据元素的自然顺序, 返回给定的集合中的最大元素
- 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中内容复制到dest中
- boolean replaceAll(List list, Object oldVal, new Val): 使用新值替换List对象的所有旧值
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.Comparator;
/**
* Collections工具类
**/
public class Collections01_ {
public static void main(String[] args) {
//创建ArrayList集合，用于测试
ArrayList list = new ArrayList();
list.add("tom");
list.add("smith");
list.add("nono");
list.add("milan");
//Object max(Collection)：根据元素的自然顺序，返回给定集合中的最大元素
System.out.println("自然顺序最大元素=" + Collections.max(list));
//Object max(Collection，Comparator)：根据 Comparator 指定的顺序，返回给定集合中的最大元素
//比如，我们要返回长度最大的元素
Object maxObject = Collections.max(list, new Comparator() {
@Override
public int compare(Object o1, Object o2) {
return ((String) o1).length() - ((String) o2).length();
}
});
System.out.println("长度最大的元素=" + maxObject);
//Object min(Collection)
//Object min(Collection，Comparator)
//上面的两个方法，参考 max 即可
//int frequency(Collection，Object)：返回指定集合中指定元素的出现次数
System.out.println("tom 出现的次数=" + Collections.frequency(list, "tom"));
//void copy(List dest,List src)：将 src 中的内容复制到 dest 中
ArrayList dest = new ArrayList();
//为了完成一个完整拷贝，我们需要先给 dest 赋值，大小和 list.size()一样
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
dest.add("");
}
//拷贝
Collections.copy(dest, list);
System.out.println("dest=" + dest);
//boolean replaceAll(List list，Object oldVal，Object newVal)：使用新值替换 List 对象的所有旧值
//如果 list 中，有 tom 就替换成 汤姆
Collections.replaceAll(list, "tom", "汤姆");
System.out.println("list 替换后=" + list);
}
}