JAVASE(十四) 集合：数组和集合、Collection、Iterator、List、Set、Map

桃扇骨 2023-06-29 02:20 68阅读 0赞

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### 1、数组和集合 ###

**1.1 内存中对数据进行存储和管理的“容器”**：数组，集合

**1.2 数组存储的特点和缺点**

**特点：**

1.  数组一旦创建成功，长度不可变
2.  元素存储的类型就是数组声明时的类型。

**缺点：**

1.  数组的长度不可变
2.  数组的API属性比较少，比如没有  增，删，改，插 等...
3.  存储的元素是序的可重复的，对无序的不可重复的无能为力。

**集合存储的优点：**

1.  长度可变
2.  底层的数据结构比较丰富。比如：数组，链表，红黑树
3.  集合的API比较丰富，比如 增，删，改，查，插等
4.  对数据的存储方式支持也比较多，比如序可重复，无序不可重复。

### 2、Collection接口 ###

**2.1 Java 集合概述**

**Java 集合可分为 Collection 和 Map 两种体系**

![20200109210305229.png][]

**2.2 单列集合框架结构：**Collection

继承树图：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjQwNTY3MA_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

**概述：**

*  Collection 接口是 List、Set 和 Queue 接口的父接口，该接口里定义的方法既可用于操作 Set 集合，也可用于操作 List 和 Queue 集合。
 *  JDK不提供此接口的任何直接实现，而是提供更具体的子接口(如：Set和List)实现。
 *  在 Java5 之前，Java 集合会丢失容器中所有对象的数据类型，把所有对象都当成 Object 类型处理；从 JDK 5.0 增加了**泛型**以后，Java 集合可以记住容器中对象的数据类型。

**2.3 Collection接口常用方法：**

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjQwNTY3MA_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

### 3、Iterator接口 ###

**3.1 ** **遍历Collection的两种方式：**

>   第一种 增强for循环  
>   第二种 Iterator接口

**3.2 java.utils包下定义的迭代器接口**：Iterator

1.  作用：遍历集合中的元素
2.  如何获取实例：集合的对象.iteraotr()
3.  常用方法：

>          hasNext() : 判断是否还下一个元素  
>          next() :①指针下移 ②返回指针指向的元素

4.举例：

//获取Iterator实现类的对象
      Iterator iterator = c.iterator();
      while(iterator.hasNext()){
                System.out.println(iterator.next());
            }

5.图示说明：

*  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。
 *  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。

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**3.3 Iterator接口的方法**

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjQwNTY3MA_size_16_color_FFFFFF_t_70 3][]

![20200109211555793.png][]

**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。**

**3.4 增强for循环：(foreach循环)**

格式：
    	for(元素的类型  临时变量 ： 集合、数组的对象){
            }

遍历集合：

Collection c = new ArrayList();
                c.add("gg");
                c.add("jj");
                c.add("dd");
                c.add("mm");
            
            for(Object obj : c){
                System.out.println(obj);
            }

**遍历数组：**

String[] names = {"小泽泽","小圆圆","小玲玲"};
    		for(String str : names){
    			System.out.println(str);
    		}

### 4、Collection子接口-List ###

**4.1 存储的数据特点：**存储的元素是序的且可重复的

**4.2 常用方法：**

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjQwNTY3MA_size_16_color_FFFFFF_t_70 4][]

**List接口的常用实现类：**

|-------ArrayList : 主要实现类  线程不安全
    
               |-------LinkedList ： 
    
               |-------Vector ：     线程安全

**4.3** \[ 面试题 \] **ArrayList**,**LinkedList**,**Vector**的区别是什么？

三者都是List的实现类，存储的元素都是有有序的可重复的。  
 **ArrayList :** List的主要实现类底层是一个数组，查找快，增删慢。线程不安全的效率高。  
** LinkedList** ： 底层是一个双向链表，查找慢，增删快  
 **Vector** ：古老的实现类，底层是一个数组，查找快，增删慢。线程安全的效率低。

**4.4 存储的元素的要求：**自定义类必须重写equals方法

**4.5 ArrayList**

**（1）ArrayList构造器的说明：**

>         new ArrayList() : 底层创建一个长度为10的数组  
>         new ArrayList(int initialCapacity) : 创建一个长度为initialCapacity的数组

**（2）如何向ArrayList中添加数据？**

> 当我们创建一个空参构造器的ArrayList的对象时，底层会为我们创建一个长度为10的数组，当我们向容器中添加第11个元素时，底层会进行扩容，扩容为原来的1.5倍（创建一个长度为原来的1.5倍的数组，同时将原有的数据复制到新的数组中）。

**4.6 案例：**

public static void main(String[] args) {
    	List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
    	list.add(1);
    	list.add(2);
    	list.add(3);
    	updateList(list);
    	System.out.println(list);
    }
    
    private static void updateList(List<Integer> list) {
    	list.remove(new Integer(2));
    	//list.remove(2);
    }

### **5、Collection 子接口-Set** ###

**5.1 存储的数据特点：**存储的元素是无序的且不可重复

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

**5.2 HashSet元素添加方式：**

当我们向集合中添加元素时，会先调用该元素的hashCode方法来决定元素存放的位置。如果该位置没有其它元素则直接存放。如果该位置已经有其它元素，则调用该元素的equals方法进行比较。

如果返回值为true则认为这两个元素是相等的则不能再存放。如果返回值是false则以链表的形式存放该数据。（jdk1.8如果该链表位置上的元素到达8个时则改成红黑树的形式存放数据。

HashSet 集合判断两个元素相等的标准：两个对象通过 hashCode() 方法比较相等，并且两个对象的 equals() 方法返回值也相等。

**5.3常用方法：**没额外增加其它的方法

**5..4常用实现类：**

|-----HashSet : 是Set的主要实现类 ， 线程不安全
    
     	    |-----LinkedHashSet : 继承了HashSet底层实现原理和HashSet一样。除此之外还维护了一张链表用来记录元素存放的顺序。那么就可以按照元素存放的顺序进行遍历。
    
        |-----TreeSet  ： 可以对元素进行排序

**5..5存储元素所在类的要求：**

**HashSet,LinkedHashSet :** 自定义类需要重写**equals**和**hashCode**方法

**TreeSet** : 自定义类实现**Comparble**接口，或者 创建一个**Compartor**接口实现类的对象

**5..6TreeSet的使用：**

**说明：**

1.  可以用来对元素进行排序
2.  TreeSet的底层数据结构是红黑树
3.  TreeSet元素的类型必须是同一类型

**5.7 思考？**

1.  如果即自然排序又定制排序谁起作用？ 定制排序
2.  自然排序和定制排序哪个更好？ 定制排序更灵活

**自然排序 ：**

1.  自定义类实现Comparable接口
2.  重写comparTo方法
3.  在comparTo方法中进行相关属性的比较
4.  向集合中添加元素

**定制排序 ：**

1.  创建一个Comparator实现类的对象
2.  重写compare方法
3.  在compare方法中进行相应的属性的比较
4.  将Comparator实现类的对象作为实参传入给TreeSet的构造器中
5.  向集合中添加数据

**5.8 LinkedHashSet的使用说明：**

> 继承了HashSet底层实现原理和HashSet一样。除此之外还维护了一张链表用来记录元素存放的顺序。那么就可以按照元素存放的顺序进行遍历。

**5.9 HashSet的实现原理**

> 当我们向集合中添加元素时，会先调用该元素的hashCode方法来决定元素存放的位置。如果该位置没有其它元素则直接存放。如果该位置已经有其它元素，则调用该元素的equals方法进行比较。

> 如果返回值为true则认为这两个元素是相等的则不能再存放。如果返回值是false则以链表的形式存放该数据。（jdk1.8）如果该链表位置上的元素到达8个时则改成红黑树的形式存放数据。

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### 6、Map接口（双列结合） ###

**继承关系树：**

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjQwNTY3MA_size_16_color_FFFFFF_t_70 5][]

**6.1 存储数据特点：**存储的是键值对

**说明：**

1.  Map与Collection并列存在。用于保存具有映射关系的数据:Key-Value
2.  Map 中的 key 和  value 都可以是任何引用类型的数据
3.  可以把Map中所有的key看成是Set的集合，无序的且不可重复的 ---> 要求key中存放自定义类的对象必须重写equals和hashCode方法
4.  可以把Map中所有的value看成是Collection的集合，无序的可重复的--> 要求value中存放自定义类的对象必须重写equals方法
5.  我们可以把键值对看成是Entry。Entry是无序的且不可重复的(Entry存放的位置由key来决定)

**图示：**

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjQwNTY3MA_size_16_color_FFFFFF_t_70 6][]

**6.2 常用实现类：**

**6.3 常用方法**

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjQwNTY3MA_size_16_color_FFFFFF_t_70 7][]

**6.4**  **面试题：**

**（1）** [HashMap和HashTable底层实现的区别][HashMap_HashTable]

**相同点**：都是以key和value的形式存储；

**不同点**：

1.  **HashMap**是不安全的；**HashTable**线程安全的（使用了synchronized关键字来保证线程安全）
2.  **HashMap**中key和value**可以**为空；**HashTable**中value**不可以**为空

**（2）****HashMap的底层实现原理？**

当我们向**HashMap**中存放元素(K1,V1)时，会先根据K1的**HashCode**方法来决定在数组中存放的位置。如果该位置上没有其它元素则直接放入。如果该位置上有其它元素(K2,V2)，那么会调用K1的**equals**方法和K2进行比较。如果返回结果为**true**说明两个元素的Key（特点：无序且不可重复）值相同。那么V1将会覆盖V2。如果返回结果为false，那么(K1,V1)将以链表的形式存放该内容。如果链表的数量超过8则将链表改成红黑树。

**6.5 结构说明**

**new HashMap() :**

通过空参的构造器创建一个HashMap的对象。该对象底层会创建一个长度为16的数组，加载因子为0.75。当集合中的元素的个数超过12时会进行扩容，扩容为原来的2倍。

**说明：**

1.  HashSet的底层其实就是一个HashMap
2.  LinkedHashSet的底层其实就是一个LinkedHashMap
3.  TreeSet的底层其实就是一个TreeMap

**6.7 读取配置文件的操作实现**

//1.创建Properties的对象
    		Properties properties = new Properties();
    		//2.创建一个文件
    		File file = new File("person.properties");
    		//3.创建一个文件输入流
    		FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
    		//4.加载流
    		properties.load(fis);
    		//5.获取文件中的内容
    		String username = properties.getProperty("username");
    		String password = properties.getProperty("password");
    		System.out.println(username + " " + password);
    		//6.关流
    		fis.close();

**6.8 Collections工具类的使用**

>  *  reverse(List)：反转 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 集合元素升序排序
>  *  sort(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 处元素进行交换
>  *  Object max(Collection)：根据元素的自然顺序，返回给定集合中的最大元素
>  *  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中的内容复制到dest中
>  *  boolean replaceAll(List list，Object oldVal，Object newVal)：使用新值替换 List 对象的所旧值

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[HashMap_HashTable]: https://www.cnblogs.com/hujinshui/p/9983461.html
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