Java入门笔记 09-集合

时间：2020-02-18 16:49:18 阅读：63 评论：0 收藏：0 [点我收藏+]

一、Collection接口方法：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。

1、添加

add(Object obj)
addAll(Collection coll):将coll中的元素添加到当前集合中

2、获取有效元素的个数

int size()

3、清空集合

void clear()

4、是否是空集合

boolean isEmpty()

5、是否包含某个元素

boolean contains(Object obj):判断是否包含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。
6、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

7、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

8、集合是否相等

boolean equals(Object obj)

9、转成对象数组

Object[] toArray()

10、获取集合对象的哈希值

hashCode()

11、遍历

iterator():返回迭代器对象,用于集合遍历

二、Iterator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。迭代器模式,就是为容器而生；
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。

 1 @Test //迭代器中的remove()
 2 public void test2(){
 3     Collection collection1 = new ArrayList();
 4     collection1.add("A");
 5     collection1.add("B");
 6     collection1.add("Jerry");
 7 
 8     //移除操作
 9     Iterator iterator = collection1.iterator();
10     while(iterator.hasNext()){
11         Object next = iterator.next();
12         if("B".equals(next))
13             iterator.remove();
14 
15     }
16 
17     //从头开始遍历
18     iterator = collection1.iterator();//必须重新生成，不然接上面的集合最后
19     while(iterator.hasNext()){
20         System.out.println(iterator.next());
21     }
22 }

　　注意:

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。

三、Collection子接口——List：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。JDK API中List接口的实现类常用的有:ArrayList、LinkedList和Vector。

　　1. List接口常用方法：

增：add(Object o)
删：remove(int index)/remove(Object o)
改：set(int index, Object o)
查：get(int index)
插：add(int index, Object o)
长度：size()
遍历：

   |--- Iterator迭代器
   |--- for
   |--- foreach

 1 public class ListTest {
 2     @Test
 3     public void test1(){
 4         ArrayList list = new ArrayList();
 5         list.add(123);
 6         list.add("A");
 7         list.add(456);
 8         System.out.println("原始：" + list);
 9 
10         //void add(int index, Object ele):在index位置插入ele元素
11         list.add(0,"B");
12         System.out.println("add(0,B):" + list);
13 
14         //boolean addAll(int index, Collection eles):从index位置开始将eles中的所有元素添加进来
15         List list1 = Arrays.asList(1,2,3);
16         list.addAll(2,list1);
17         System.out.print("list1" + list1 + "*** ");
18         System.out.println("addAll(2,list1):" + list);
19 
20         //Object get(int index):获取指定index位置的元素
21         System.out.println(list.get(0));
22     }
23 
24     @Test
25     public void test2(){
26         ArrayList list = new ArrayList();
27         list.add(456);
28         list.add(123);
29         list.add("A");
30         list.add(456);
31         System.out.println("原始：" + list);
32 
33         //int indexOf(Object obj):返回obj在集合中首次出现的位置,没有返回-1
34         System.out.println(list.indexOf("A"));//2
35 
36         //int lastIndexOf(Object obj):返回obj在当前集合中最后一次出现的位置
37         System.out.println(list.lastIndexOf(456));//3
38 
39         //Object remove(int index):移除指定index位置的元素,并返回此元素
40         System.out.println(list.remove(0));
41         System.out.println("remove 0 后：" + list);
42 
43         //Object set(int index, Object ele):设置指定index位置的元素为ele,并返回index处的元素
44         System.out.println(list.set(0,567));
45         System.out.println("set(0,567)后：" + list);
46 
47         //List subList(int fromIndex, int toIndex):返回从fromIndex到toIndex位置的子集合,左闭右开
48         System.out.println("subList(0,2): " + list.subList(0,2));
49         System.out.println("list: " + list);
50     }
51 
52     //遍历
53     @Test
54     public void test3(){
55         ArrayList list = new ArrayList();
56         list.add(456);
57         list.add(123);
58         list.add("A");
59         list.add(456);
60 
61         //Iterator迭代器
62         Iterator iterator = list.iterator();
63         while(iterator.hasNext())
64             System.out.println(iterator.next());
65         System.out.println();
66 
67         //foreach
68         for(Object o: list){
69             System.out.println(o);
70         }
71         System.out.println();
72 
73         //for
74         for(int i=0;i<list.size();i++)
75             System.out.println(list.get(i));
76     }
77 }

　　2. List的实现类ArrayList：ArrayList 是 List 接口的典型实现类、主要实现类，非线程安全，效率高，底层使用Object数组存储。

　　3. List的实现类LinkedList：对于频繁的插入或删除元素的操作,建议使用LinkedList类,效率较高，底层是双向链表，新增如下方法：

void addFirst(Object obj)
void addLast(Object obj)
Object getFirst()
Object getLast()
Object removeFirst()
Object removeLast()

　　4. List的实现类Vector：Vector 是一个古老的集合,JDK1.0就有了。大多数操作与ArrayList相同,区别之处在于Vector是线程安全的。

　　面试题：请问ArrayList/LinkedList/Vector的异同?谈谈你的理解?ArrayList底层是什么?扩容机制?Vector和ArrayList的最大区别?

　　ArrayList和LinkedList的异同：

二者都线程不安全,相对线程安全的Vector,执行效率高。
此外,ArrayList是实现了基于动态数组的数据结构,LinkedList基于链表的数据结构。对于随机访问get和set,ArrayList觉得优于LinkedList,因为LinkedList要移动指针。对于新增和删除操作add(特指插入)和remove,LinkedList比较占优势,因为ArrayList要移动数据。

　　ArrayList和Vector的区别：

Vector和ArrayList几乎是完全相同的,唯一的区别在于Vector是同步类(synchronized),属于强同步类。因此开销就比ArrayList要大,访问要慢。正常情况下,大多数的Java程序员使用ArrayList而不是Vector,因为同步完全可以由程序员自己来控制。
Vector每次扩容请求其大小的2倍空间,而ArrayList是1.5倍。Vector还有一个子类Stack。

四、Collection子接口——Set：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。

　　1. Set的实现类HashSet：HashSet 是 Set 接口的典型实现,大多数时候使用 Set 集合时都使用这个实现类。HashSet 按 Hash 算法来存储集合中的元素,因此具有很好的存取、查找、删除性能。

　　HashSet 具有以下特点:

不能保证元素的排列顺序
HashSet 不是线程安全的
集合元素可以是 null

　　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。因此对于存放在Set容器中的对象,对应的类一定要重写equals()和hashCode(Objectobj)方法,以实现对象相等规则。即:“相等的对象必须具有相等的散列码”。

　　添加元素的过程，以HashSet为例：首先利用hash值确定index，若此index上有元素：

hash值不同，添加成功
hash值相同，调用该对象所在类的equals方法
- true：添加失败
- false：添加成功

　　2. Set的实现类LinkedHashSet：是 HashSet 的子类，根据元素的 hashCode 值来决定元素的存储位置,但它同时使用双向链表维护元素的次序,这使得元素看起来是以插入顺序保存的。LinkedHashSet插入性能略低于 HashSet,但在迭代访问 Set 里的全部元素时有很好的性能。

 1 @Test
 2 public void test2(){
 3     Set set = new LinkedHashSet();
 4     set.add(123);
 5     set.add(456);
 6     set.add("A");
 7     set.add(new Integer(789));
 8 
 9     Iterator iterator = set.iterator();
10     while(iterator.hasNext())
11         System.out.println(iterator.next());
12 }

　　3. Set的实现类TreeSet：是 SortedSet 接口的实现类,TreeSet 可以确保集合元素处于排序状态，使用红黑树结构存储数据。新增如下方法：

Comparator comparator()
Object first()
Object last()
Object lower(Object e)
Object higher(Object e)
SortedSet subSet(fromElement, toElement)
SortedSet headSet(toElement)
SortedSet tailSet(fromElement)

　　3.1 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。因此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。向 TreeSet 中添加元素时,只有第一个元素无须比较compareTo()方法,后面添加的所有元素都会调用compareTo()方法进行比较。因为只有相同类的两个实例才会比较大小,所以向 TreeSet 中添加的应该是同一个类的对象。对于 TreeSet 集合而言,它判断两个对象是否相等的唯一标准是:两个对象通过 compareTo(Object obj) 方法比较返回值，不再是equals方法。

 1 public class TreeSetTest {
 2     @Test
 3     public void test2(){
 4         TreeSet set = new TreeSet();
 5         set.add(new User("Amy",12));
 6         set.add(new User("Bob",13));
 7         set.add(new User("Emily", 14));
 8         set.add(new User("Dean", 15));
 9         set.add(new User("Dean", 16));
10 
11         Iterator iterator = set.iterator();
12         while(iterator.hasNext())
13             System.out.println(iterator.next());
14     }
15 }
16 
17 class User implements Comparable{
18     private String name;
19     private int age;
20 
21     public User() {
22     }
23 
24     public User(String name, int age) {
25         this.name = name;
26         this.age = age;
27     }
28 
29     public String getName() {
30         return name;
31     }
32 
33     public void setName(String name) {
34         this.name = name;
35     }
36 
37     public int getAge() {
38         return age;
39     }
40 
41     public void setAge(int age) {
42         this.age = age;
43     }
44 
45     @Override
46     //按照姓名从大到小排列，年龄从小到大
47     public int compareTo(Object o) {
48         if(o instanceof User){
49             User user = (User)o;
50             int compare = -this.name.compareTo(user.name);
51             if(compare == 0){
52                 return Integer.compare(this.age, user.age);
53             }else
54                 return compare;
55 
56         }else{
57             throw new RuntimeException("输入的类型不匹配");
58         }
59     }
60 
61     /*
62     @Override
63     //按照姓名从小到大排列
64     public int compareTo(Object o) {
65         if(o instanceof User){
66             User user = (User)o;
67             return this.name.compareTo(user.name);
68         }else{
69             throw new RuntimeException("输入的类型不匹配");
70         }
71     }
72     */
73 
74     @Override
75     public String toString() {
76         return "name: " + name + ", age: " + age;
77     }
78 }

　　3.2 定制排序：在定制排序中，比较两个对象是否相同的标准为：compare方法的返回值，不再是equals方法。

 1 @Test
 2 public void test3(){
 3     Comparator com = new Comparator() {
 4         //按照年龄从小到大，年龄一样的数据只要一个
 5         @Override
 6         public int compare(Object o, Object t1) {
 7             if(o instanceof User && t1 instanceof User){
 8                 User u1 = (User)o;
 9                 User u2 = (User)t1;
10                 return Integer.compare(u1.getAge(), u2.getAge());
11             }else{
12                 throw new RuntimeException("输入的数据类型不匹配");
13             }
14         }
15     };
16 
17     TreeSet set = new TreeSet(com);
18     set.add(new User("Amy",12));
19     set.add(new User("Bob",12));
20     set.add(new User("Emily", 14));
21     set.add(new User("Dean", 15));
22     set.add(new User("Dean", 16));
23 
24     Iterator iterator = set.iterator();
25     while(iterator.hasNext())
26         System.out.println(iterator.next());
27 }

五、Map接口：用于保存具有映射关系的数据:key-value，类似与高中讲的函数的概念。

　　0. Map结构的理解：

key：无序、不可重复，使用Set存储所有的key；--->要求key所在的类重写equals和hashcode方法（以HashMap为例的）
value：无序、可重复，使用Collection存储所有的value。--->要求value所在的类重写equals方法
一个key-value对构成了一个Entry对象。entry是无序、不可重复的。

1. Map接口常用方法：

技术分享图片

 1 public class MapTest {
 2     @Test
 3     //增删改
 4     public void test1(){
 5         //put
 6         HashMap hashMap = new HashMap();
 7         hashMap.put("AA",123);
 8         hashMap.put("BB",456);
 9         hashMap.put("CC",789);
10         hashMap.put("AA",101);
11 
12         System.out.println(hashMap);//{AA=101, BB=456, CC=789}相当于原有的123被改为101
13 
14         //putAll
15         HashMap hashMap1 = new HashMap();
16         hashMap1.put("DD",102);
17         hashMap1.putAll(hashMap);
18         System.out.println(hashMap1);
19 
20         //remove(key),返回对应key的value并删除该entry
21         System.out.println(hashMap.remove("AA"));
22         System.out.println(hashMap);
23 
24         //clear
25         hashMap1.clear();
26         System.out.println(hashMap1);
27     }
28 
29     @Test
30     //查询
31     public void test2(){
32         HashMap hashMap = new HashMap();
33         hashMap.put("AA",123);
34         hashMap.put("BB",456);
35         hashMap.put("CC",789);
36 
37         //get
38         System.out.println(hashMap.get("AA"));
39 
40         //containsKey
41         System.out.println(hashMap.containsKey("DD"));
42 
43         //containsValue
44         System.out.println(hashMap.containsValue(789));
45 
46         //size
47         System.out.println(hashMap.size());
48 
49         //isEmpty
50         System.out.println(hashMap.isEmpty());
51     }
52 
53     @Test
54     //遍历
55     public void test3(){
56         HashMap hashMap = new HashMap();
57         hashMap.put("AA",123);
58         hashMap.put("BB",456);
59         hashMap.put("CC",789);
60 
61         //keySet,返回一个Set
62         Set set = hashMap.keySet();
63         Iterator iterator = set.iterator();
64         while(iterator.hasNext())
65             System.out.println(iterator.next());
66 
67         //values,返回一个Collection
68         Collection values = hashMap.values();
69         Iterator iterator2 = values.iterator();
70         while(iterator2.hasNext())
71             System.out.println(iterator2.next());
72 
73         //entrySet,返回一个Set
74         Set set1 = hashMap.entrySet();
75         Iterator iterator1 = set1.iterator();
76         while(iterator1.hasNext()){
77             Object object = iterator1.next();
78             Map.Entry entry = (Map.Entry) object;
79             System.out.println(entry.getKey() + "--->" + entry.getValue());
80         }
81     }
82 }

2. HashMap：作为Map的主要实现类，线程不安全，效率高，可以存储null，底层是数组+链表（jdk8及以后+红黑树）

3. LInkedHashMap：作为HashMap的子类，保证了遍历map元素时按照添加时的顺序遍历。对于频繁遍历的操作，此类执行的效率高于HashMap

4. TreeMap：保证按照添加的key-value对进行排序，实现排序遍历。此时考虑key的自然/定制排序，底层使用红黑树。要求都是同一个类

 1 public class TreeMapTest {
 2 
 3     @Test
 4     //自然排序
 5     public void test1(){
 6         TreeMap map = new TreeMap();
 7         User u1 = new User("Tom",23);
 8         User u2 = new User("Jack",12);
 9         User u3 = new User("Bob",21);
10 
11         map.put(u1, 90);
12         map.put(u2, 81);
13         map.put(u3, 62);
14 
15         Set set1 = map.entrySet();
16         Iterator iterator1 = set1.iterator();
17         while(iterator1.hasNext()){
18             Object object = iterator1.next();
19             Map.Entry entry = (Map.Entry) object;
20             System.out.println(entry.getKey() + "--->" + entry.getValue());
21         }
22     }
23 
24     @Test
25     //定制排序:定制按照年龄排序
26     public void test2(){
27         TreeMap map = new TreeMap(new Comparator() {
28             @Override
29             public int compare(Object o1, Object o2) {
30                 if(o1 instanceof User && o2 instanceof User){
31                     User u1 = (User)o1;
32                     User u2 = (User)o2;
33                     return Integer.compare(u1.getAge(), u2.getAge());
34                 }
35                 throw new RuntimeException("输入的类型不匹配");
36             }
37         });
38         User u1 = new User("Tom",23);
39         User u2 = new User("Jack",12);
40         User u3 = new User("Bob",21);
41 
42         map.put(u1, 90);
43         map.put(u2, 81);
44         map.put(u3, 62);
45 
46         Set set1 = map.entrySet();
47         Iterator iterator1 = set1.iterator();
48         while(iterator1.hasNext()){
49             Object object = iterator1.next();
50             Map.Entry entry = (Map.Entry) object;
51             System.out.println(entry.getKey() + "--->" + entry.getValue());
52         }
53     }
54 }

5. Hashtable：作为古老的实现类，线程安全的，效率低，不能存储null

　　|--- Properties：常用来处理配置文件，key和value都是String类型。

 1 public class PropertiesTest {
 2     public static void main(String[] args) throws IOException {
 3         Properties properties = new Properties();
 4 
 5         FileInputStream fis = new FileInputStream("jdbc.properties");
 6         properties.load(fis);
 7 
 8         String name = properties.getProperty("name");
 9         String password = properties.getProperty("password");
10 
11         System.out.println(name + " " + password);
12     }
13 }

六、Collections工具类：Collections 是一个操作 Set、List 和 Map 等集合的工具类

　　1. 排序操作:(均为static方法)

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 集合元素按升序排序
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

　　2. 查找、替换：

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 对象的所有旧值

 1 public class CollectionsTest {
 2     @Test
 3     public void test(){
 4         List list = new ArrayList();
 5         list.add(1);
 6         list.add(2);
 7         list.add(3);
 8 
 9         List list1 = Arrays.asList(new Object[list.size()]);
10         Collections.copy(list1, list);
11         System.out.println(list1);
12     }
13 }

Java入门笔记 09-集合

原文：https://www.cnblogs.com/dailymatters/p/12325840.html

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