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济南网站建设_美叶网络,广州企业咨询,免费的网络推广渠道,下载中心本篇讲解java集合 集合 集合框架的概述 集合、数组都是对多个数据进行存储操作的结构#xff0c;简称Java容器。 说明#xff1a;此时的存储#xff0c;主要指的是内存层面的存储#xff0c;不涉及到持久化的存储#xff08;.txt,.jpg,.avi#xff0c;数据库中#xf… 本篇讲解java集合 集合 集合框架的概述 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。 说明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.txt,.jpg,.avi数据库中 数组的缺陷 数组在存储多个数据方面的特点 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。 数组在存储多个数据方面的缺点 一旦初始化以后其长度就不可修改。 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 |----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|----ArrayList、LinkedList、Vector|----Set接口存储无序的、不可重复的数据 --高中讲的“集合”|----HashSet、LinkedHashSet、TreeSet|----Map接口双列集合用来存储一对(key - value)一对的数据 --高中函数y f(x)|----HashMap、LinkedHashMap、TreeMap、Hashtable、PropertiesCollection接口方法测试 添加 add(Object obj)addAll(Collection coll) 获取有效元素的个数 int size() 清空集合 void clear() 是否是空集合 boolean isEmpty() 是否包含某个元素 boolean contains(Object obj)是通过元素的equals方法来判断是否是同一个对象boolean containsAll(Collection c)也是调用元素的equals方法来比较的。拿两个集合的元素挨个比较。 删除 boolean remove(Object obj) 通过元素的equals方法判断是否是要删除的那个元素。只会删除找到的第一个元素boolean removeAll(Collection coll)取当前集合的差集 取两个集合的交集 boolean retainAll(Collection c)把交集的结果存在当前集合中不影响c 集合是否相等 boolean equals(Object obj) 转成对象数组 Object[] toArray() 获取集合对象的哈希值 hashCode() 遍历 iterator()返回迭代器对象用于集合遍历 方法示例这里我们使用ArrayList来作演示 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);//自动装箱 coll.add(new Person(琪亚娜, 20));//Person是自定义的一个类//size():获取添加的元素的个数 System.out.println(coll.size());//4//addAll(Collection coll1):将coll1集合中的元素添加到当前的集合中 Collection coll1 new ArrayList(); coll1.add(456); coll1.add(CC); coll.addAll(coll1);System.out.println(coll.size());//6 System.out.println(coll);//[AA, BB, 123, Wed Feb 08 16:40:55 CST 2023, 456, CC]//clear():清空集合元素 coll.clear();//isEmpty():判断当前集合是否为空 System.out.println(coll.isEmpty());//true//contains(Object obj):判断obj是否存在于集合中 System.out.println(coll.contains(new Person(hengxing,18)));//true,因为我们重写了Person的equals方法//containsAll(Collection coll1):判断形参coll1中的所有元素是否都存在于当前集合中。 Collection coll2 Arrays.asList(hello, 123, new Person(琪亚娜, 20)); System.out.println(coll.containsAll(coll2));//true System.out.println(coll);//[123, hello, 17:24, 456, Person{name琪亚娜, age20}]//remove(Object obj):从当前集合中移除obj元素。 coll.remove(hello); System.out.println(coll);//[123, 17:24, 456, Person{name琪亚娜, age20}]//removeAll(Collection coll1):差集从当前集合中移除coll2中所有的元素。 Collection coll2 Arrays.asList(hello, 123, new Person(琪亚娜, 20)); coll.removeAll(coll2); System.out.println(coll);//[17:24, 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 Collection coll1 new ArrayList(); coll1.add(123); coll1.add(hello); coll.retainAll(coll1); System.out.println(coll);//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。 //此时coll1是一个和coll集合完全相同的集合 System.out.println(coll.equals(coll1));//true//hashCode():返回当前对象的哈希值 System.out.println(coll.hashCode());//-816743945//集合 ---数组toArray() Object[] array coll.toArray(); System.out.println(Arrays.toString(array));//[123, hello, 17:24, 456, Person{name琪亚娜, age20}]//拓展数组 --- 集合:调用Arrays类的静态方法asList() List strings Arrays.asList(new String[]{hello,hi}); System.out.println(strings);//[hello, hi] //注意int型数组会被认为是一个元素 List ints Arrays.asList(new int[]{1,2,3}); System.out.println(ints);//[[I6477463f]这里[I6477463f是其中一个元素左右有中括号包围说明使用了toString() //为了看的更清楚写了下面这个例子你可以看出第一个元素[I3d71d552是一个一维数组和地址 System.out.println(Arrays.asList(new int[]{1, 2, 3}, 12));//[[I3d71d552, 12] //解决办法 //1.使用包装类 List integers Arrays.asList(new Integer[]{1, 2, 3}); System.out.println(integers);//[1, 2, 3] //2.直接放入数组元素 List ints2 Arrays.asList(1, 2, 3, 4); System.out.println(ints2);//[1, 2, 3, 4]迭代器接口 Iterator对象称为迭代器(设计模式的一种)主要用于遍历 Collection 集合中的元素。 GOF给迭代器模式的定义为提供一种方法访问一个容器(container)对象中各个元素而又不需暴露该对象的内部细节。迭代器模式就是为容器而生。类似于“公交车上的售票员”、“火车上的乘务员”、“空姐”。 Collection接口继承了java.lang.Iterable接口该接口有一个iterator()方法那么所 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。 Iterator 仅用于遍历集合Iterator 本身并不提供承装对象的能力。如果需要创建Iterator 对象则必须有一个被迭代的集合。 ⭐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。 常用方法 在调用it.next()方法之前必须要调用it.hasNext()进行检测。 若不调用且下一条记录无效直接调用it.next()会抛出NoSuchElementException异常。 Collection coll new ArrayList(); coll.add(123); coll.add(hello); coll.add(LocalTime.of(17,24)); coll.add(456); coll.add(new Person(琪亚娜, 20));Iterator iterator coll.iterator(); while (iterator.hasNext()){//hasNext(): 判断是否还有下一个元素System.out.println(iterator.next());//next(): 1.指针下移 2.将下移以后集合位置上的元素返回 } /* 123 hello 17:24 456 Person{name琪亚娜, age20} */iterator coll.iterator(); while (iterator.hasNext()){if (hello.equals(iterator.next())){iterator.remove();} }//会删除hello这一项 /* 123 17:24 456 Person{name琪亚娜, age20} */Iterator可以删除集合的元素但是是遍历过程中通过迭代器对象的remove方法不是集合对象的remove方法。 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。 常见错误 //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()); }增强for循环foreach Java 5.0 提供了foreach循环迭代访问Collection和数组。 遍历操作不需获取Collection或数组的长度无需使用索引访问元素。遍历集合的底层调用Iterator完成操作。foreach还可以用来遍历数组。 for(集合元素的类型 局部变量 : 集合对象)或者for(数组元素的类型 局部变量 : 数组对象) Collection coll new ArrayList(); coll.add(123); coll.add(hello); coll.add(LocalTime.of(17,24)); coll.add(456); coll.add(new Person(琪亚娜, 20));for (Object obj : coll) {System.out.println(obj); }int[] ints {1, 2, 3, 4, 5}; for (int i : ints) {System.out.println(i); }面试题 int[] ints {1, 2, 3, 4, 5}; for (int i : ints) {i 1; }//并不会修改原先数组中的数据因为这个i是你新声明的。List子接口 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集合类中元素有序、且可重复集合中的每个元素都有其对应的顺序索引。 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接口的实现类常用的有ArrayList、LinkedList和Vector。 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存储面试题ArrayList、LinkedList、Vector三者的异同 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 不同见上 ArrayList源码分析 JDK 7.0中 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。 默认情况下扩容为原来的容量的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)避免扩容影响效率 JDK 8.0中ArrayList的变化 ArrayList list new ArrayList();//底层Object[] elementData初始化为{}.并没有创建长度为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] … 后续的添加和扩容操作与JDK 7.0无异。 小结 JDK 7.0中的ArrayList的对象的创建类似于单例的饿汉式而JDK 8.0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。 LinkedList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的双向链表的特性 private static class NodeE {E item;NodeE next;NodeE prev;Node(NodeE prev, E element, NodeE next) {this.item element;this.next next;this.prev prev;} }Vector源码分析 JDK 7.0和JDK 8.0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。 List常用方法 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 int indexOf(Object obj):返回obj在集合中首次出现的位置 int lastIndexOf(Object obj):返回obj在当前集合中末次出现的位置 Object remove(int index):移除指定index位置的元素并返回此元素 Object set(int index, Object ele):设置指定index位置的元素为ele覆盖之前的记录 List subList(int fromIndex, int toIndex):返回从fromIndex到toIndex位置的子集合 总结 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 Iterator迭代器方式增强for循环普通的循环 面试题 Test public void testListRemove() {List list new ArrayList();list.add(1);list.add(2);list.add(3);updateList(list);System.out.println(list);//会输出什么 }private void updateList(List list) {list.remove(2); }答案是[1,2] 这道题的重点是区分List中remove(int index)和remove(Object obj) 我们这里传入的是int型的数据根据重载原则会执行remove(int index)而不是自动装箱后使用remove(Object obj)。如果我们想删掉2这个数据使用对象删除那可以手动装箱 list.remove(new Integer(2)); Set子接口 |----Collection接口单列集合用来存储一个一个的对象|----Set接口存储无序的、不可重复的数据 --高中讲的“集合”|----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对于频繁的遍历操作LinkedHashSet效率高于HashSet.|----TreeSet可以按照添加对象的指定属性进行排序。存储无序的、不可重复的数据 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的特性及HashSet 以HashSet为例说明 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据的哈希值决定的。 不可重复性保证添加相同的元素按照equals()判断时不能返回true。即相同的元素只能添加一个。 二、添加元素的过程 以HashSet为例 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a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equals()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 7.0 :元素a放到数组中指向原来的元素。JDK 8.0:原来的元素在数组中指向元素a 总结七上八下 HashSet底层数组链表的结构。 Set对数据的要求 向Set(主要指HashSet、LinkedHashSet)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 ​ 重写两个方法的小技巧对象中用作 equals() 方法比较的 Field都应该用来计算 hashCode 值。 LinkedHashSet介绍 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。 优点是对于频繁的遍历操作LinkedHashSet效率高于HashSet TreeSet TreeSet是SortedSet接口的实现类TreeSet可以确保集合元素处于排序状态。 TreeSet底层使用红黑树结构存储数据 参考红黑树介绍 TreeSet两种排序方法自然排序和定制排序。默认情况下TreeSet采用自然排序。 TreeSet会调用集合元素的compareTo(Object obj)方法来比较元素之间的大小关系然后将集合元素按升序(默认情况)排列 如果试图把一个对象添加到TreeSet时则该对象的类必须实现Comparable接口。 Comparable 的典型实现 BigDecimal、BigInteger 以及所有的数值型对应的包装类按它们对应的数值大小进行比较Character按字符的unicode值来进行比较Booleantrue对应的包装类实例大于false对应的包装类实例String按字符串中字符的unicode值进行比较Date、Time后边的时间、日期比前面的时间、日期大 自然排序实现 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(). //在Person类中去实现Comparable接口 Override public int compareTo(Object o) {if (!(o instanceof Person)){throw new RuntimeException(类型不匹配。);}Person person (Person) o;int compare this.name.compareTo(person.name);if (compare 0){return this.age - person.age;}return compare; }TreeSet treeSet new TreeSet(); treeSet.add(new Person(琪亚娜,12)); treeSet.add(new Person(芽衣,13)); treeSet.add(new Person(布洛尼亚,11)); treeSet.add(new Person(李素裳,24)); treeSet.add(new Person(李素裳,25)); Iterator iterator treeSet.iterator(); while (iterator.hasNext()){System.out.println(iterator.next()); } /* Person{name布洛尼亚, age11} Person{name李素裳, age24} Person{name李素裳, age25} Person{name琪亚娜, age12} Person{name芽衣, age13} */定制排序实现 //先按年龄升序排相同的不要 Comparator comparator new Comparator() {Overridepublic int compare(Object o1, Object o2) {if (!(o1 instanceof Person o2 instanceof Person)){throw new RuntimeException(输入的类型不匹配);}Person p1 (Person) o1;Person p2 (Person) o2;return p1.getAge() - p2.getAge();} }; TreeSet treeSet new TreeSet(comparator);//调用有参构造器传入定制排序对象 treeSet.add(new Person(琪亚娜,12)); treeSet.add(new Person(芽衣,13)); treeSet.add(new Person(布洛尼亚,11)); treeSet.add(new Person(李素裳,24)); treeSet.add(new Person(李素裳1,24));//年龄相同不可存入 Iterator iterator treeSet.iterator(); while (iterator.hasNext()){System.out.println(iterator.next()); } /*Person{name布洛尼亚, age11} Person{name琪亚娜, age12} Person{name芽衣, age13} Person{name李素裳, age24}*/一些问题 集合Collection中存储的如果是自定义类的对象需要自定义类重写哪个方法为什么 对于List重写equals()因为list通过equals()判断元素是否重复 对于Set重写equals()和hashCode()因为Set通过hashCode()确定存储位置再通过equals()确定是否重复 对于TreeSet重写compareTo()或compare()自然排序使用compareTo()定制排序使用compare() ArrayList,LinkedList,Vector三者的相同点与不同点 相同点三者都是无序不可重复的数据 不同点Vector是线程安全的效率低 ArrayList线程不安全效率高Vector与ArrayList底层都是通过数组实现的 LinkedList线程不安全是链表实现插入删除效率高于ArrayList但随机存取的效率反而低于ArrayList需要根据场景选择。 练习题 //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);} }我们通常利用Set不可重复的特性过滤重复数据。 第二题考察Set的特性和增加删除的细节 Test public void test3(){HashSet set new HashSet();Person p1 new Person(1001,AA);Person p2 new Person(1002,BB);//第一部分set.add(p1);set.add(p2);System.out.println(set);//第二部分p1.name CC;set.remove(p1);System.out.println(set);//第三部分set.add(new Person(1001,CC));System.out.println(set);//第四部分set.add(new Person(1001,AA));System.out.println(set);}输出结果 [Person{id1002, nameBB}, Person{id1001, nameAA}] [Person{id1002, nameBB}, Person{id1001, nameCC}] [Person{id1002, nameBB}, Person{id1001, nameCC}, Person{id1001, nameCC}] [Person{id1002, nameBB}, Person{id1001, nameCC}, Person{id1001, nameCC}, Person{id1001, nameAA}]第一部分通过属性算出hash地址注意存储的是地址值 第二部分修改p1的属性修改后再执行删除删除时是通过hash寻址的虽然找到的地址并没有实际对象但是还是进行删除此时并没删除真正的p1对象。 所以输出[Person{id1002, nameBB}, Person{id1001, nameCC}] 第三部分通过hash值算出地址由于hash值不重复Set认为这个对象和p1并不重复成功存入 所以输出[Person{id1002, nameBB}, Person{id1001, nameCC}, Person{id1001, nameCC}] 第四部分通过hash值算出地址发现已经有元素执行equals()算法发现元素属性不重复成功存入 所以输出[Person{id1002, nameBB}, Person{id1001, nameCC}, Person{id1001, nameCC}, Person{id1001, nameAA}]