Java进阶学习笔记
一、集合
单列集合 双列集合
单列集合 collection
下图红色为接口 蓝色为实现类
1、list(可重复、有索引)
-
ArrayList
-
LinkedList
-
vector
2、Set（不重复、无序、无索引）
-
HashSet（无序、不重复、无索引）
-
LinkedHashSet（有序、不重复、无索引）
-
-
TreeSet（可排序 不重复 无索引）
3、list
遍历
迭代器遍历：在遍历的过程中需要删除元素，请使用迭代器
列表迭代器：在遍历的过程中需要添加元素，请使用列表迭代器
增强for遍历、Lambda表达式：仅仅想遍历，那么使用增强for或Lambda表达
普通for：如果遍历的时候想操作索引，可以用普通for2）
// 迭代器遍历
Iterator it = s.iterator(); // 获取迭代器
while (it.hasNext()){ // 判断是否为空
String str = it.next(); // 获取元素 并向后移动指针
System.out.println(str);
}
// 增强for
for (String str : s) {
System.out.println(str);
}
// lamada 表达式
s.forEach(str ->System.out.println(str)); 1）ArrayList
ArrayList 低层是数组
- 利用空参创建的集合，在低层创建一个默认长度为0的数组
- 添加第一个元素时，低层会创建一个新的程度为10 的数组
- 存满时，会扩容1.5倍
- 如果一次添加多个元素，1.5倍还放不下，则新创建数组的长度以实际为准
2）LinkedList
低层数据结构是双链表，查询慢，增删快，但是如果操作的是首尾元素，速度也是几块的
提供了许多首尾操作的API（添加 、 获取、删除首尾元素）
4）Vector
【1】栈 Stack
实现类有ArrayDeque（基于数组的双端队列） 和 LinkedList（基于双链表）
方法
-
入栈（推入元素）：
push(E e)：将元素推入栈顶，等效于addFirst(E e)。 -
出栈（弹出元素）：
pop()：弹出栈顶元素，等效于removeFirst()。 -
获取栈顶元素：
peek()：获取栈顶元素，但不将其从栈中移除。 -
判断栈是否为空：
isEmpty()：如果栈为空，则返回true；否则，返回false。 -
获取栈的大小：
size()：返回栈中元素的数量。
【2】队列 Queue
实现类有ArrayDeque（基于数组的双端队列） 和 LinkedList（基于双链表）
offer() 入队
poll() 出队
peek() 获取对顶元素 等方法用于队列操作。
4 、Set
特点：
- 无序：存取顺序不一致
- 不重复：可以去除重复
- 无索引：没有带索引的方法，所以不能使用普通for循环，也不能通过索引来获取元素
1） HashSet
哈希值
可以理解为：对象的整数表现形式
特点：
- 如果没有重写hashCode方法，不同对象计算出的哈希值是不同的
- 如果已经重写hashcode方法，不同的对象只要属性值相同，计算出的哈希值就是一样的
- 小部分情况下，可能哈希值一样（哈希碰撞）
HashSet底层原理
（数组+链表形式）
HashSet利用HashCode 和Equal方法进行去重
- 创建一个默认长度16，默认加载因为0.75的数组，数组名table
- 根据元素的哈希值跟数组的长度计算出应存入的位置
- 判断当前位置是否为null，如果是null直接存入
- 如果位置不为null，表示有元素，则调用equals方法比较属性值
- 一样:不存不一样:存入数组，形成链表
如果集合中存储的是自定义对象，必须要重写HashCode 和Equal方法
HashSet去重练习
// HashSet 去重
Student s1 = new Student("aaa",12);
Student s2 = new Student("bbb",12);
Student s3 = new Student("ccc",12);
Student s4= new Student("ddd",12);
Student s5 = new Student("aaa",12);
// 添加集合
Set hs = new HashSet();
hs.add(s1);
hs.add(s2);
hs.add(s3);
hs.add(s4);
hs.add(s5);
// 打印集合
System.out.println(hs);
2）LinkedHashSet
特点：
- 有序、不重复、无索引
- 这里的有序指的是保证存储和取出的元素顺序一致
- 原理：底层数据结构依然是哈希表，只是内个元素有额外的多了一个双链表机制记录存储的顺序
3）treeSet
特点
- 不重复、无索引、可排序
- 可排序：按照元素的默认规则（由小到大）排序
- treeSet集合底层是基于红黑树的数据结构实现排序的， 增删改查性能都较好
练习
/*
* treeSet 存储整数并进行排序
* */
// 创建集合对象
TreeSet ts = new TreeSet<>();
ts.add(4);
ts.add(1);
ts.add(3);
ts.add(2);
ts.add(5);
// 打印输出默认排序
System.out.println(ts);
// 迭代遍历
Iterator it = ts.iterator();
while (it.hasNext()){
Integer i = it.next();// jdk5 以后Integer 和 int 可相互转化
System.out.println(i);
}
// 增强for遍历
for (Integer t : ts) {
System.out.println(t);
}
// lambda遍历
ts.forEach( i -> System.out.println(i)); treeSet的两种比较方式
方式一：
默认排序/自然排序：Javabean类实现Comparable接口指定比较规则【重写compareTo方法】
方式二
比较器排序:创建TreeSet对象时候，传递比较器Comparator指定规则
如果两种方式同时存在，以方式二为准
5、单列集合使用场景总结
双列集合
- 一次添加一对元素 键值对
- 键不能重复，值可以重复
- 键和值一一对应的，每一个键中能找到自己对应的值
1、Map常见API
Map是双列集合的顶层接口，他的功能是全部双列集合都可以继承使用的
Map集合常用方法：
public static void main(String[] args) {
// 创建Map集合对象
Map m = new HashMap<>();
// put 方法细节：
/*
* 添加/覆盖
* 在添加数据的时候，如果键不存在，那么直接把键值对添加到Map集合中，方法返回null
* 在添加数据时，如果键是存在的，那么会把原有的键值对对象覆盖，会把被覆盖的值进行返回
* */
m.put("1","111");
m.put("2","222");
m.put("3","333");
// 打印集合
System.out.println(m);
// 判断是否包含
boolean containsKey = m.containsKey("1");
System.out.println(containsKey);
boolean containsValue = m.containsValue("1");
System.out.println(containsValue);
// 求集合的长度
int size = m.size();
System.out.println(size);
// 删除
String remove = m.remove("1");
System.out.println("删除的值为：" + remove);
System.out.println("删除后的集合为：" + m);
// 清空集合
m.clear();
} Map的遍历方式
- 键找值
- 键值对
- Lambada表达式
// 遍历法一 键找值
// 1.获取所有的键，把这些键放到一个单列集合中
Set keys= m.keySet();
// 2.遍历单列集合，得到每一个键
for (String key : keys) {
// 3.利用Map集合中的键获取对应的值 get
String value = m.get(key);
System.out.println(key + "=" + value);
}
// 遍历法二：键值对
// 1. 通过一个方法获取所有键值对
Set> entries = m.entrySet();
// 2.遍历entries集合，得到每一个键和值
for (Map.Entry entry : entries) {
String key = entry.getKey();
String value = entry.getValue();
System.out.println(key + "=" + value);
}
// 遍历法三：Lambada
/*m.forEach(new BiConsumer() {
@Override
public void accept(String key, String value) {
System.out.println(key + "=" + value);
}
});*/
m.forEach((key, value) ->System.out.println(key + "=" + value)); 2、HashMap
不重复、无索引
HashMap是Map里面的一个实现类
1.HashMap底层是哈希表结构的
2.依赖hashCode方法和equals方法保证键的唯一
3.如果键存储的是自定义对象，需要重写hashCode和equals方法
如果值存储自定义对象，不需要重写hashCode和equals方法
https://blog.csdn.net/weixin_44915226/article/details/12390735
常用方法整理：
1.put(Object key, Object value) //添加键值对
2.putAll(Collection c) //添加指定的映射关系到目标映射关系
3.get(Object key) //根据键来获取对应的值
4.getOrDefault(Object key, V defaultValue) //map中存在key则使用对应的value，否则使用defaultValue
4.containsKey(Object key) //是否有指定key的映射
5.containsValue(Object value) //是否有指定value的映射
6.remove(Object key) //删除该键值对
7.values() //返回所有值，返回形式为Collection
8.isEmpty() //测试映射是否为空
10.size() //返回大小
3、LinkedHashMap
- 由键决定：有序、不重复、无索引（有序指的是保证存储和取出的元素顺序一致）
- 原理：低层数据结构依然是哈希表，知识每个键值对元素又额外的多了一个双链表机制记录存储的顺序
// 创建集合
LinkedHashMap lhm = new LinkedHashMap<>();
// 添加元素
lhm.put("c",1);
// 打印集合
Systen,out.println(lhm); 4、TreeMap
- 跟TreeSet低层原理一样，都是红黑树结构
- 不重复、无索引、可排序
- 可排序：对键进行排序
- 注意：默认按照键的从小到大进行排序，也可以自己规定键的排序规则
二、数据结构
1、栈
先进后出、后进先出
2、队列
先进先出、后进后出（排队）
3、数组
查询速度快:查询数据通过地址值和索引定位，查询任意数据耗时相同(元素在内存中是连续存储的
删除效率低:要将原始数据删除，同时后面每个数据前移
添加效率极低:添加位置后的每个数据后移，再添加元素
4、链表
链表中的结点是独立的对象，在内存中是不连续的，每个结点包含数据值和下一个结点的地址。
链表查询慢，无论查询哪个数据都要从头开始找
链表增删比较快
双向链表
5、树
父节点 左子结点 右子节点
1）普通二叉树（存储无规则）
2）二叉查找树（左小右大）：
又称二叉排序树 或者 二叉搜索树
特点：
- 每一个节点上最多有两个子节点
- 任意节点左子树上的值都小于当前节点
- 任意节点柚子树上的值都大于当前节点
添加节点规则
- 小的存左边
- 大的存右边
- 一样的不存
二叉树的遍历
前序遍历
根左右
中序遍历【掌握 遍历的顺序为从小到大】
左根右
后序遍历
左右根
层序遍历
一层一层的去遍历
二叉树的弊端
可能会在树的一边
3）平衡二叉树（任意节点左右子树高度不超过1）
本质也是二叉查找树
旋转触发机制：二叉树平衡破坏
平衡二叉树旋转机制
① 左旋
确定支点：从添加的节点开始，不断的往父节点找不平衡的节点
② 右旋
确定支点:从添加的节点开始，不断的往父节点找不平衡的节点
步骤
以不平衡的点作为支点
就是将根节点的左侧往右拉
原先的左子节点变成新的父节点，并把多余的右子节点出让，给已经降级的根节点当左子节点
③ 平衡二叉树需要旋转的情况
左左：当根节点左子树的左子树有节点插入，导致二叉树不平衡 一次右旋
左右：当根节点的左子树的柚子树有节点插入，导致二叉树不平衡 先局部左旋 整体右旋
右右：当根节点的右子树的右子树有节点插入，导致二叉树不平衡 一次左旋
右左：当根节点右子树的左子树有节点插入 ，导致二叉数不平衡 先局部右旋，在整体左旋
6、红黑树 —平衡二叉B树
- 是一个二叉查找树:
- 但是不是高度平衡的
- 条件:特有的红黑规则
红黑树添加节点的规则
添加的节点默认是红色的
