开发技能JavaJava 高阶Java 集合

Java 集合

💎集合最初为了解决数组长度问题

Java 集合类存放在 java.util 包中，是一个用来存放对象的容器。

集合的特点：

  1. 集合只能存放对象。比如将一个 int 型数据存入集合中时，它会自动转换成 Integer 类后存入集合（自动装箱操作），Java 中每一种基本数据类型都有对应的引用类型（封装类）。
  2. 集合存放的都是对象的引用，而非对象本身。所以我们称集合中的对象就是集合中对象的引用。对象本身还是放在堆内存中。
  3. 集合可以存放不同类型，不限数量的数据类型。

Java 集合框架

通过上面的图可以发现：

  1. 集合主要分为 Collection 和 Map 两个接口。
  2. Collection 接口依赖了 Iterator 接口。
  3. Collection 又分别被 List 和 Set 继承。
  4. List 被 AbstractList 实现，然后分为 3 个子类，ArrayList，LinkList 和 Vector。
  5. Set 被 AbstractSet 实现，又分为 2 个子类，HashSet 和 TreeSet。
  6. Map 被 AbstractMap 实现，又分为 2 个子类，HashMap 和 TreeMap。
  7. Map 被 Hashtable 实现。

简化集合模型图：

Iterator 迭代器

  1. Iterator 是一个用来遍历集合中元素的接口，主要有 hashNext()，next()，remove() 三种方法。
  2. 它的子接口 ListIterator 在它的基础上又添加了三种方法，分别是 add()，previous()，hasPrevious()。
  3. 它是 Java 集合的顶层接口（不包括 map 系列的集合，Map 接口是 Map 系列集合的顶层接口）
    • Object next()：返回迭代器刚越过的元素的引用，返回值是 Object，需要强制转换成自己需要的类型。
    • boolean hasNext()：判断容器内是否还有可供访问的元素。
    • void remove()：删除迭代器刚越过的元素。

总结：除了 Map 系列的集合，我们都能通过迭代器来对集合中的元素进行遍历。

Iterator it =  hashSet.iterator();
while(it.hasNext()){
    int i = (int)it.next();
}

Collection 接口介绍

Collection 的作用就是规定了一个集合有哪些基本的操作。

  • int size() 获取元素个数
  • boolean isEmpty() 是否个数为零
  • boolean contains(Object element) 是否包含指定元素
  • boolean add(E element) 添加元素，成功时返回 true
  • boolean remove(Object element) 删除元素，成功时返回 true
  • Iterator iterator() 获取迭代器
  • Object[] toArray() 返回一个包含集合中所有元素的数组
  • T[] toArray(T[] a) 返回一个包含集合中所有元素的数组，运行时根据集合元素的类型指定数组的类型

List

Java 的 List 是非常常用的数据类型。List 是有序的 Collection。Java 的 List 有三个常用的实现类：分别是 ArrayList、LinkedList 和 Vector 。

List 的逻辑结构是线性结构，所以它存放数据的特点是：有序可重复。

  1. ArrayList：循环遍历较快**，它适合随机查找和遍历，不适合插入和删除（本质数组）**
  2. LinkedList：前面和中间添加数据方便**（链表结构）**
  3. Vector（数组实现、线程同步）：线程安全，上锁，浪费性能；上锁low，性能低**（淘汰！）**

Set

存储无序元素且值不重复（存入和取出的顺序不一定相同）

  1. HashSet（Hash 表）
  2. TreeSet（二叉树）

TreeSet() 是使用二叉树的原理对新 add() 的对象按照指定的顺序排序（升序、降序），每增加一个对象都会进行排序，将对象插入的二叉树指定的位置。

  1. LinkHashSet（HashSet + LinkedHashMap）

对于 LinkedHashSet 而言，它继承于 HashSet、又基于 LinkedHashMap 来实现的。

LinkedHashSet 底层使用 LinkedHashMap 来保存所有元素，它继承于 HashSet，其所有的方法操作上与 HashSet 相同，因此 LinkedHashSet 的实现上非常简单，只提供了四个构造方法，并通过传递一个标识参数，调用父类的构造器。

Hash 比较，集合判重

hashcode 计算出来的是字符串，但是 Java 优化为数字

**特例：**Aa BB —》2112

元素的哈希值不等一定不同，相等不确定，再进行equals判断

Tree 比较

Integer 和 String 对象都可以进行默认的 TreeSet 排序，而自定义类的对象是不可以的，自定义的类必须实现 Comparable 接口。

  • 当两个对象进行比较的时候，需要定义比较规则。这时候就需要使用比较器。
  • 比较器由两种：内部比较器（Comparable）和外部比较器（Comparator）。

在覆写 compareTo() 函数时，要返回相应的值才能使 TreeSet 按照一定的规则来排序比较此对象与指定对象的顺序。如果该对象小于、等于或大于指定对象，则分别返回负整数、零或正整数。

**注意：**基本类型和 String 不需要比较器是因为封装类和 String 类都实现了 Comparable 接口。

Map（商场购物）

Map 是一种特殊的集合，它使用键 - 值对的方式存储数据，通常是通过键来获得值。

  • key-value 对应的模式
  • key 不能重复的，value 可以重复的。
  • Map.keySet() 获得 map 中所有的 key。
  • Map.values() 获得 map 中所有的 value。

HashMap（线程不安全）

HashMap 根据键的 hashCode 值存储数据，大多数情况下可以直接定位到它的值，因而具有很快的访问速度，但遍历顺序却是不确定的。

HashMap 最多只允许一条记录的键为 null，允许多条记录的值为 null。HashMap 非线程安全，即任一时刻可以有多个线程同时写 HashMap，可能会导致数据的不一致。

HashTable（线程安全）

Hashtable 是遗留类，很多映射的常用功能与 HashMap 类似，不同的是它承自 Dictionary 类，并且是线程安全的，任一时间只有一个线程能写 Hashtable，并发性不如 ConcurrentHashMap，因为 ConcurrentHashMap 引入了分段锁。

Hashtable 不建议在新代码中使用，不需要线程安全的场合可以用 HashMap 替换，需要线程安全的场合可以用 ConcurrentHashMap 替换。

TreeMap（可排序）

TreeMap 实现 SortedMap 接口，能够把它保存的记录根据键排序，默认是按键值的升序排序，也可以指定排序的比较器，当用 Iterator 遍历 TreeMap 时，得到的记录是排过序的。如果使用排序的映射，建议使用 TreeMap。

在使用 TreeMap 时，key 必须实现 Comparable 接口或者在构造 TreeMap 传入自定义的 Comparator，否则会在运行时抛出 java.lang.ClassCastException 类型的异常。

LinkHashMap（记录插入顺序）

LinkedHashMap 是 HashMap 的一个子类，保存了记录的插入顺序，在用 Iterator 遍历 LinkedHashMap 时，先得到的记录肯定是先插入的，也可以在构造时带参数，按照访问次序排序。

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