集合(Collection)
title: 集合(Collection) author: 小小千辰 tags:
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- 千辰的小小笔记 abbrlink: 4aa8edf0 date: 2021-09-13 14:35:00 updated: 2021-09-14 00:00:00
Collection接口
单列集合框架结构
|----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
Collection接口继承树：
接口常用方法
- 添加
- add(Objec tobj)
- 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
Collection集合与数组间的转换
//集合 --->数组：toArray()
Object[] arr = coll.toArray();
for(int i = 0;i < arr.length;i++){
System.out.println(arr[i]);
}
//拓展：数组 --->集合:调用Arrays类的静态方法asList(T ... t)
List<String> list = Arrays.asList(new String[]{"AA", "BB", "CC"});
System.out.println(list);
List arr1 = Arrays.asList(new int[]{123, 456});
System.out.println(arr1.size());//1
List arr2 = Arrays.asList(new Integer[]{123, 456});
System.out.println(arr2.size());//2
存储元素的要求
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().
List接口
存储数据特点
储存有序的、可重复的数据。
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
常用实现类
|----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
|----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
源码分析
ArrayList的源码分析：
1.1 jdk 7情况下
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（给定长度）：ArrayList list = new ArrayList(int capacity)
1.2 jdk 8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 无异。
1.3 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。
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> {
E item;
Node<E> next;
Node<E> prev;
Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
this.item = element;
this.next = next;
this.prev = prev;
}
}
Vector的源码分析：
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，默认扩容为原来的数组长度的2倍。
存储元素的要求
添加的对象，所在的类要重写equals()方法
面试题
ArrayList、LinkedList、Vector者的异同？
- 相同：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：看上面的3、4部分
Set接口
存储数据特点
无序的、不可重复的元素
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。
元素的添加过程
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元素：
如果此位置上没其他元素，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 :元素a放到数组中，指向原来的元素。
jdk 8 :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。（前提：jdk7)
常用方法
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。
常用实现类
|----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
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。对于频繁的遍历操作，LinkedHashSet效率高于HashSet.
|----TreeSet：可以照添加对象的指定属性，进行排序。
存储元素的要求
HashSet/LinkedHashSet:
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()
要求：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。
TreeSet:
1.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().
2.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().
TreeSet的使用
使用说明
1.向TreeSet中添加的数据，要求是相同类的对象。 2.两种排序方式：自然排序（实现Comparable接口 和 定制排序（Comparator）
常用的排序方式:
方式一：自然排序（User类实现了Comparable接口）
@Test
public void test1(){
TreeSet set = new TreeSet();
//失败：不能添加不同类的对象
// set.add(123);
// set.add(456);
// set.add("AA");
// set.add(new User("Tom",12));
//举例一：
// set.add(34);
// set.add(-34);
// set.add(43);
// set.add(11);
// set.add(8);
//举例二：
set.add(new User("Tom",12));
set.add(new User("Jerry",32));
set.add(new User("Jim",2));
set.add(new User("Mike",65));
set.add(new User("Jack",33));
set.add(new User("Jack",56));
Iterator iterator = set.iterator();
while(iterator.hasNext()){
System.out.println(iterator.next());
}
}
方式二：定制排序
@Test
public void test2(){
Comparator com = new Comparator() {
//照年龄从小到大排列
@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());
}else{
throw new RuntimeException("输入的数据类型不匹配");
}
}
};
TreeSet set = new TreeSet(com);
set.add(new User("Tom",12));
set.add(new User("Jerry",32));
set.add(new User("Jim",2));
set.add(new User("Mike",65));
set.add(new User("Mary",33));
set.add(new User("Jack",33));
set.add(new User("Jack",56));
Iterator iterator = set.iterator();
while(iterator.hasNext()){
System.out.println(iterator.next());
}
}
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