66_Java_集合1_Collection接口_List_Set
【摘要】 Collection接口
List ArrayList、LinkedList、Vector
Set HashSet、LinkedHashSet、TreeSet
一、集合框架的概述
1 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。# 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）
2 数组在存储多个数据方面的缺点：
> 一旦长度/类型确定，不能修改 例：String[] arr;int[] arr1;Object[] arr2;
> 方法非常有限，对于添加、删除、插入数据等操作，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。
二、集合框架
|----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 # 实现类
|----Set接口：存储无序的、不可重复的数据
|----HashSet、LinkedHashSet、TreeSet # 实现类
|----Map接口：双列集合，用来存储一对(key - value) -->函数映射：y = f(x)
|----HashMap、LinkedHashMap、TreeMap、Hashtable、Properties 实现类
相关方法
# 1 add(Object e):将元素e添加到集合coll中
# 2 addAll(Collection coll1):将coll1集合中的元素添加到当前的集合中
# 2 size():获取添加的元素的个数
# 3 clear():清空集合元素
# 4 isEmpty():判断当前集合是否为空
# 5 contains(Object obj):判断当前集合中是否包含obj 我们在判断时会调用obj对象所在类的equals()。
# 6 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
# 7 remove(Object obj):从当前集合中移除obj元素。
# 8 removeAll(Collection coll1):差集：从当前集合中移除coll1中所有的元素。
# 9 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
# 10 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
# 11 hashCode():返回当前对象的哈希值
# 12 集合 --->数组：toArray()
# 13 拓展：数组 --->集合:调用Arrays类的静态方法asList() # 传入列表 / 返回一个ArrayList对象
@Test
public void test2(){
Collection coll = new ArrayList();
coll.add("AA");
coll.add("BB");
coll.add(123);//自动装箱
coll.add("cc");
Collection coll2 = new ArrayList();
coll2.add("alex");
coll2.add("bob");
coll.addAll(coll2); //addAll(Collection coll1):将coll1集合中的元素添加到当前的集合中
System.out.println(coll.size()); //个数
System.out.println(coll);
// 1 contains(Object obj):判断当前集合中是否包含obj 我们在判断时会调用obj对象所在类的equals()
// 2 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
System.out.println (coll.contains (123));
// 3 remove(Object obj):从当前集合中移除obj元素。
// 4 removeAll(Collection coll1):差集：从当前集合中移除coll1中所有的元素。
Collection coll3 = Arrays.asList (123, 789, 456);
System.out.println (coll.remove (1234)); //false
coll.removeAll (coll3);
// 5 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
coll.retainAll (coll2);
System.out.println (coll);
// 6 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。
System.out.println(coll.equals(coll2));
// 7 hashCode():返回当前对象的哈希值
System.out.println(coll.hashCode());
// 8 集合 --->数组：toArray()
Object [] arr = coll.toArray ();
for (int i = 0; i <arr.length ; i++) {
System.out.println (arr[i]);}
// 数组 --->集合:调用Arrays类的静态方法asList() # 传入列表 / 返回一个ArrayList对象
List strings = Arrays.asList (new String[]{"AA", "CC", "DD"});
System.out.println (strings);
List<int[]> ints = Arrays.asList (new int[]{123, 456}); // [[I@78e03bb5]
List ints2 = Arrays.asList (new Integer[]{123, 456}); // [123, 456]
List ins3 = Arrays.asList (123, 456); //[123, 456]
}
集合元素的遍历操作，使用迭代器Iterator接口
1.内部的方法：hasNext() 和 next()
2.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。
3.内部定义了remove(),可以在遍历的时候，删除集合中的元素。此方法不同于集合直接调用remove()
public void test1(){
Collection coll = new ArrayList();
coll.add(123);
coll.add(456);
coll.add(new Person("Jerry",20));
coll.add(new String("Tom"));
coll.add(false);
//删除集合中"Tom"
Iterator iterator = coll.iterator();
while (iterator.hasNext()){ //hasNext():判断是否还有下一个元素
Object obj = iterator.next(); //next():①指针下移 ②将下移以后集合位置上的元素返回
if("Tom".equals(obj)){
iterator.remove();
}
}
//遍历集合
iterator = coll.iterator();
while (iterator.hasNext()){
System.out.println(iterator.next());
}
}
}jdk 5.0 新增了foreach循环，用于遍历集合、数组
@Test
public void test2(){
int[] arr = new int[]{1,2,3,4,5,6};
//for(数组元素的类型 局部变量 : 数组对象)
for(int i : arr){
System.out.println(i);
}
}
List接口框架
|----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
2. ArrayList的源码分析：
2.1 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：ArrayList list = new ArrayList(int capacity)
2.2 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]
2.3 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。
3. 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;
}
}
4. 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。List接口中的常用方法
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
List subList(int fromIndex, int toIndex):返回从fromIndex到toIndex位置的子集合
总结：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 @Test
public void test2(){
ArrayList list = new ArrayList();
list.add(123);
list.add(456);
list.add("AA");
list.add(new Person("Tom",12));
list.add(456);
//int indexOf(Object obj):返回obj在集合中首次出现的位置。如果不存在，返回-1.
int index = list.indexOf(4567);
System.out.println(index);
//int lastIndexOf(Object obj):返回obj在当前集合中末次出现的位置。如果不存在，返回-1.
System.out.println(list.lastIndexOf(456));
//Object remove(int index):移除指定index位置的元素，并返回此元素
Object obj = list.remove(0);
System.out.println(obj);
System.out.println(list);
//Object set(int index, Object ele):设置指定index位置的元素为ele
list.set(1,"CC");
System.out.println(list);
//List subList(int fromIndex, int toIndex):返回从fromIndex到toIndex位置的左闭右开区间的子集合
List subList = list.subList(2, 4);
System.out.println(subList);
System.out.println(list);
}
@Test
public void test1(){
ArrayList list = new ArrayList();
list.add(123);
list.add(456);
list.add("AA");
list.add(new Person("Tom",12));
list.add(456);
System.out.println(list);
//void add(int index, Object ele):在index位置插入ele元素
list.add(1,"BB");
System.out.println(list);
//boolean addAll(int index, Collection eles):从index位置开始将eles中的所有元素添加进来
List list1 = Arrays.asList(1, 2, 3);
list.addAll(list1);
// list.add(list1);
System.out.println(list.size());//9
//Object get(int index):获取指定index位置的元素
System.out.println(list.get(0));
}
1. Set接口的框架：
|----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
|----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。（相同数据类型元素 ）
1. 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。
2. 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。
一、Set：存储无序的、不可重复的数据 以HashSet为例说明：
1. 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。
2. 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。
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：
情况1 : 如果此位置上没有其他元素，则元素a添加成功。
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：
情况2： 如果hash值不相同，则元素a添加成功。
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。
LinkedHashSet
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：对于频繁的遍历操作，LinkedHashSet效率高于HashSet
TreeSet
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）
3.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().
4.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(). @Test
public void test1(){
Set set = new HashSet();
set.add(456);
set.add(123);
set.add(123);
set.add("AA");
set.add("CC");
set.add(new User("Tom",12));
set.add(new User("Tom",12));
set.add(129);
Iterator iterator = set.iterator();
while(iterator.hasNext()){
System.out.println(iterator.next());
}
}
@Test
public void test2(){
Set set = new LinkedHashSet();
set.add(456);
set.add(123);
set.add(123);
set.add("AA");
set.add("CC");
set.add(new User("Tom",12));
set.add(new User("Tom",12));
set.add(129);
Iterator iterator = set.iterator();
while(iterator.hasNext()){
System.out.println(iterator.next());
}
} @Test
public void test1(){
TreeSet set = new TreeSet();
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());
}
}
@Test
public void test2(){
Comparator com = new Comparator() {
//按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());
}
}
public class User implements Comparable{
private String name;
private int age;
public User() {
}
public User(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
@Override
public String toString() {
return "User{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
'}';
}
@Override
public boolean equals(Object o) {
System.out.println("User equals()....");
if (this == o) return true;
if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
User user = (User) o;
if (age != user.age) return false;
return name != null ? name.equals(user.name) : user.name == null;
}
@Override
public int hashCode() { //return name.hashCode() + age;
int result = name != null ? name.hashCode() : 0;
result = 31 * result + age;
return result;
}
//按照姓名从大到小排列,年龄从小到大排列
@Override
public int compareTo(Object o) {
if(o instanceof User){
User user = (User)o;
// return -this.name.compareTo(user.name);
int compare = -this.name.compareTo(user.name);
if(compare != 0){
return compare;
}else{
return Integer.compare(this.age,user.age);
}
}else{
throw new RuntimeException("输入的类型不匹配");
}
}
}
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