文章目錄

• 1 集合的概念
• 2 Collection體系集合
• • Collection父接口
• 3 List接口與實(shí)現(xiàn)類
• • List接口
  • List實(shí)現(xiàn)類
  • • ArrayList
    • Vector
    • LinkedList
• 4 Set接口與實(shí)現(xiàn)類
• • Set接口
  • Set實(shí)現(xiàn)類
  • • HashSet
    • TreeSet
• 5 Map接口與實(shí)現(xiàn)類
• • Map接口
  • • Map接口的內(nèi)部接口Entry

1 集合的概念

• 概念：對象的容器，實(shí)現(xiàn)了對對象常用的操作
• 與數(shù)組的區(qū)別：
  1.數(shù)組長度固定，集合長度不固定；
  2.數(shù)組可以存儲(chǔ)基本類型和引用類型，集合只能存儲(chǔ)引用類型
• 位置：集合類存放在java.util包中

2 Collection體系集合

Collection父接口

• 創(chuàng)建Collection集合ArrayList對象：Collection collection = new ArrayList();

常用方法

• 添加元素：
  collection.add(E e);

• 刪除元素：
  移除指定：collection.remove(Object o);
  移除所有：collection.clear();

• 遍歷元素（重點(diǎn)）：

方法1：使用增強(qiáng)for（因?yàn)闊o下標(biāo)）

for(Object obj : collection){ }

方法2：使用迭代器

//創(chuàng)建集合 Collection collection = new ArrayList(); collection.add("xx");//略 //iterator接口有以下三個(gè)方法： //haNext(); 有沒有下一個(gè)元素 //next(); 獲取下一個(gè)元素 //remove(); 刪除當(dāng)前元素 Iterator it = collection.iterator(); while(it.hasNext()){String object = (String)it.next(); //注意別忘了Object到String要強(qiáng)轉(zhuǎn)// 可以使用it.remove(); 進(jìn)行移除元素}

注意不能用collection的remove方法移除，collection的其他方法也不能用，因?yàn)榈髡谑褂弥现械脑?#xff0c;collection不能搶。否則會(huì)發(fā)生并發(fā)修改異常

• 判斷：

collection.contains(Object o); 檢查此集合是否包含對象o
collection.isEmpty();判斷此集合是否為空

3 List接口與實(shí)現(xiàn)類

List接口

• 特點(diǎn)：有序、有下標(biāo)、元素可重復(fù)
• 創(chuàng)建List集合ArrayList對象：List list = new ArrayList<>();

舉例說明

• 添加元素：
  list.add(); 會(huì)對基本類型進(jìn)行自動(dòng)裝箱

• 刪除元素：
  可以用索引 list.remove(0)
  當(dāng)刪除數(shù)字與索引矛盾時(shí) 對數(shù)字強(qiáng)轉(zhuǎn)
  list.remove((Object) 10) 或 list.remove(new Integer(10))

• 遍歷：

使用for遍歷

for(int i = 0; i < lise.size(); i++){sout(list.get(i)); }

使用增強(qiáng)for

for(Object list: collection){ }

使用迭代器

Iterator it = collection.iterator(); while(it.hasNext()){String object = (String)it.next(); //強(qiáng)轉(zhuǎn)// 可以使用it.remove(); 進(jìn)行移除元素// 不能用collection.remove(); 不能用collection其他方法 會(huì)發(fā)生并發(fā)修改異常 }

使用列表迭代器（注意和迭代器區(qū)別）

ListIterator li = list.listIterator(); while(li.hasNext()){System.out.println(li.nextIndex() + ":" + li.next()); //從前往后遍歷 }while(li.hasPrevious()){System.out.println(li.previousIndex() + ":" + li.previous()); //從后往前遍歷 }

• 獲取
  list.indexOf( );

• 返回子集合
  sublist(x, y); 左閉右開
  List subList = list.subList(1, 3); 返回索引 1、2

List實(shí)現(xiàn)類

ArrayList 【重點(diǎn)】

• 數(shù)組結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，必須要開辟連續(xù)空間，查詢快、增刪慢
• jdk1.2版本，運(yùn)行效率塊、線程不安全

Vector

• 數(shù)組結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，查詢快、增刪慢
• jdk1.0版本，運(yùn)行

LinkedList

• 雙向鏈表結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，無需開辟連續(xù)空間，增刪快，查詢慢

ArrayList

• 創(chuàng)建ArrayList集合對象：ArrayList arrayList = new ArrayList<>();
• 添加元素：
  arrayList.add();
• 刪除元素：

ArrayList arrayList = new ArrayList<>(); Student s1 = new Student("劉德華",17) arrayList.add(s1);//添加元素 arrayList.remove(s1);//刪除元素

【重點(diǎn)】在實(shí)際的業(yè)務(wù)需求中，或者邏輯上可以認(rèn)為姓名和年齡等信息可以唯一確定某個(gè)人，所以可以嘗試用以下代碼對元素進(jìn)行操作：

arrayList.remove(new Student("name", 10));

但是直接使用的話并不會(huì)將其刪除，是因?yàn)檫@種方法是匹配內(nèi)容，需要重寫equals方法，因?yàn)锳rrayList的remove、contains、indexOf等方法的源碼中都調(diào)用了equals方法。

在Student類中重寫equals(this == obj) 方法：

public boolean equals(Object obj){//1 判斷是不是同一個(gè)對象if(this== obj){return true;}//2 判斷是否為空if(obj== null){return false;}//3 判斷是否是Student類型if(obj instanceof Student){Student== (Student)obj;//4 比較屬性if(this.name.equals(s.getName()) && this.age == s.getAge()){return true;}}//5 不滿足條件返回falsereturn false; }

• 【重點(diǎn)】遍歷元素：

1.使用迭代器

Iterator it = arrayList.iterator(); while(it.hasNext()){Student s = (Student)it.next(); //強(qiáng)轉(zhuǎn) }

2.使用列表迭代器

ListIterator li = arrayList.listIterator(); while(li.hasNext()){Student s = (Student)li.next(); //從前往后遍歷 }while(li.hasPrevious()){Student s = (Student)li.previous();//從后往前遍歷 }

• 判斷
  arrayList.contains(); 和 arrayList.isEmpty();
• 查找
  arrayList.indexof();

源碼分析
ArrayList源碼中的常用常量:

DEFAULT_CAPACITY = 10; //默認(rèn)容量 elementData//存放元素的數(shù)組 size//實(shí)際元素個(gè)數(shù)

注意：如果沒有向集合中添加任何元素時(shí)容量為0，添加一個(gè)后，容量為10，每次擴(kuò)容是原來的1.5倍

Vector

（開發(fā)中Vector不常用，了解一下即可）

• 創(chuàng)建Vector集合對象：Vector vector = new Vector<>();
• 增加、刪除、判斷同ArrayList
• 遍歷：（用枚舉器遍歷）

Enumeration en = vector.elements(); while(en.hasMoreElements()){String o = (String)en.nextElement();sout(o); }

LinkedList

• 創(chuàng)建LinkedList集合對象：LinkedList li = new LinkedList<>();
• 常用方法與List一致

4 Set接口與實(shí)現(xiàn)類

Set接口

• 特點(diǎn)：無序、無下標(biāo)、元素不可重復(fù)（一個(gè)不包含重復(fù)元素的Collection）
• 方法：全部繼承自Collection中的方法
  增、刪、遍歷、判斷與Collection一致

Set實(shí)現(xiàn)類

HashSet【重點(diǎn)】

• 基于HashCode實(shí)現(xiàn)元素不重復(fù)
• 當(dāng)存入元素時(shí)，會(huì)調(diào)用equals確認(rèn)其哈希碼是否跟已有元素相同，如果為true，則拒絕存入

TreeSet

• 基于排列順序?qū)崿F(xiàn)元素不重復(fù)
• 實(shí)現(xiàn)SortedSet接口，對集合元素自動(dòng)排序
• 元素對象的類型必須實(shí)現(xiàn)Comparable接口，指定排序規(guī)則
• 通過CompareTo方法確定是否為重復(fù)元素

HashSet

• （其本質(zhì)就是HashMap，只使用HashMap的Key，add方法其實(shí)就是調(diào)用了HashMap的put方法）

• 存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)：哈希表（數(shù)組+鏈表+紅黑樹）

• 存儲(chǔ)過程（重復(fù)依據(jù)）：
  第一步：根據(jù)hashCode計(jì)算保存的位置，如果位置為空，直接保存，若不為空，進(jìn)行第二步
  第二步：再執(zhí)行equals方法，如果equals為true（通常要重寫equals方法），則認(rèn)為是重復(fù)，否則形成鏈表

• 特點(diǎn)：基于HashCode計(jì)算元素存放位置

HashCode位置計(jì)算大致原理：
利用31這個(gè)質(zhì)數(shù)，減少散列沖突
31提高執(zhí)行效率 31 * i = (i << 5) - i 轉(zhuǎn)為移位操作
當(dāng)存入元素的哈希碼相同時(shí)，會(huì)調(diào)用equals進(jìn)行確認(rèn)，如果結(jié)果為true，則拒絕后者存入。
可以看看java/util/Arrays.java里面的hashCode源碼：

public static int hashCode(Object a[]) {if (a == null)return 0;int result = 1;for (Object element : a)result = 31 * result + (element == null ? 0 : element.hashCode());return result;}

上面的element.hashCode()中的hashCode()方法是java/lang/Object.java里的本地方法，本地方法封存在JDK中，要下載JDK開源代碼才能查看。源碼的邏輯如下：
字符串對象的哈希碼根據(jù)以下公式計(jì)算：

s[0]*31^(n-1) + s[1]*31^(n-2) + … + s[n-1]

使用 int 算法，這里 s[i] 是字符串的第 i 個(gè)字符的 ASCII 碼，n 是字符串的長度，^ 表示求冪。空字符串的哈希值為 0。
對元素的操作（大同小異）：

• 新建集合：HashSet<T> hashSet = new HashSet<String>();
• 添加元素：hashSet.add( );
• 刪除元素：hashSet.remove( );
• 遍歷操作：
  ? 1. 增強(qiáng)for for( type type : hashSet)
  ? 2. 迭代器 Iterator<String> it = hashSet.iterator( );
• 判斷：hashSet.contains( ); hashSet.isEmpty();
  需要注意：重寫了hashCode和equals方法之后，remove(new Person("劉德華"，20));和contains(new Person("劉德華"，20));等方法是可以成功刪除或者輸出的

TreeSet

（其本質(zhì)就是TreeMap，只使用TreeMap的Key，add方法其實(shí)就是調(diào)用了TreeMap的put方法）

• 特點(diǎn)
  基于排列順序?qū)崿F(xiàn)元素不重復(fù)
  實(shí)現(xiàn)SortedSet接口，對集合元素自動(dòng)排序
  元素對象的類型必須實(shí)現(xiàn)Comparable接口，指定排序規(guī)則
  通過CompareTo方法確定是否為重復(fù)元素
• 存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)：紅黑樹
• 創(chuàng)建集合 TreeSet<T> treeSet = new TreeSet<>()
• 添加元素：treeSet.add();
• 刪除元素：treeSet.remove();
• 遍歷：1. 增強(qiáng)for 2. 迭代器
• 判斷：treeSet.contains();

補(bǔ)充：TreeSet集合的使用

Comparator 實(shí)現(xiàn)定制比較（比較器）

// 重寫compare，比較姓名和年齡（Person類屬性有姓名和年齡） @override public int compare(Person o1, Person o2){int n1 = o1.getAge()-o2.getAge();int n2 = o1.getName().comareTo(o2.getName());return n1 == 0 ? n2 : n1; }

5 Map接口與實(shí)現(xiàn)類

Map接口

作用和特點(diǎn)：

• 用于存儲(chǔ)任意鍵值對（key - value）
• 鍵：無序、無下標(biāo)、不允許重復(fù)（唯一）
• 值：無序、無下標(biāo)、允許重復(fù)

方法：

• V put(K key, V value) 將對象存到集合中，關(guān)聯(lián)鍵值。Key重復(fù)則覆蓋鍵值。
• V get(Object key) 根據(jù)鍵獲得對應(yīng)的值
• Collection<V> values() 返回包含所有值的Collection集合
• Set<K> keySet() 返回此Map中包含的鍵的Set視圖。
• Set<Map.Entry<K,V>> entrySet() 返回此Map中包含的映射的Set視圖。

以HashMap為例說明：

//創(chuàng)建Map集合的HashMap對象Map<String, String> map = new HashMap<>(); // 1. 添加元素map.put("cn", "中國");map.put("uk", "英國");map.put("cn", "zhongguo"); // 會(huì)替換第一個(gè) // 2. 刪除map.remove("uk"); // 3. 遍歷 // 3.1 使用keySet()//Set<String> keyset = map.keySet();下一行的map.keyset已經(jīng)有這行代碼的含義 // 所有Key的set集合,尖括號中的是Key的數(shù)據(jù)類型for(String key : map.keySet()){sout(key + "---" + map.get(key)); } // 3.2 使用entrySet()//Set<Map.Entry<String, String>> entries = map.entrySet();同理，下一行的map.entries已經(jīng)表達(dá)for(Map.Entry<String, String> entry : map.entrySet()){sout(entry.getKey() + "---" + entry.getValue(); }

Map接口的內(nèi)部接口Entry<K,V>

Interface Map.Entry<K,V>

• Map鍵值對。 Map.entrySet方法返回Map的集合視圖，其元素屬于此類。

• 獲取對映射鍵值對的引用的唯一方法是從該集合視圖的迭代器。 這些Map.Entry對象僅在迭代期間有效。

• 如果在迭代器返回鍵值對之后已經(jīng)修改了背景映射，則映射鍵值對的行為是未定義的，除非通過映射鍵值對上的setValue操作。

• 常用方法：
  K getKey() 返回與此鍵值對相對應(yīng)的鍵。
  V getValue() 返回與此鍵值對相對應(yīng)的值。
  V setValue(V value) 用指定的值替換與該鍵值對相對應(yīng)的值（可選操作）。 （寫入地圖。）

Map實(shí)現(xiàn)類

• HashMap【重點(diǎn)】：
  JDK1.2版本，線程不安全，運(yùn)行效率快。允許用null作為key或是value
• Hashtable：
  線程安全，運(yùn)行效率慢；不允許null作為key或是value
• Properties（詳見IO框架）：
  Hashtable的子類，要求key和value都是string，通常用于配置文件的讀取
• TreeMap：
  實(shí)現(xiàn)了SortedMap接口（Map的子接口），可以對key自動(dòng)排序

HashMap

• 存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)：哈希表（數(shù)組+鏈表+紅黑樹）
• 使用key可使hashcode和equals作為重復(fù)
• 增、刪、遍歷、判斷與上面一致

源碼分析總結(jié)：
HashMap剛創(chuàng)建時(shí)，table是null，節(jié)省空間，當(dāng)添加第一個(gè)元素時(shí)，table容量調(diào)整為16
當(dāng)元素個(gè)數(shù)大于閾值（16*0.75 = 12）時(shí)，會(huì)進(jìn)行擴(kuò)容，擴(kuò)容后的大小為原來的兩倍，目的是減少調(diào)整元素的個(gè)數(shù)
jdk1.8當(dāng)每個(gè)鏈表長度 >8 ，并且數(shù)組元素個(gè)數(shù) ≥64時(shí)，會(huì)調(diào)整成紅黑樹，目的是提高效率
jdk1.8當(dāng)鏈表長度 <6 時(shí) 調(diào)整成鏈表
jdk1.8以前，鏈表時(shí)頭插入，之后為尾插入

TreeMap

略

6 泛型與工具類

泛型

• 本質(zhì)是參數(shù)化類型，把類型作為參數(shù)傳遞
• 常見形式有泛型類、泛型接口、泛型方法
• 語法：類名<T> 。T是類型占位符，表示一種引用類型，可以寫多個(gè)，在尖括號里用逗號隔開<T,E,K,…>
• 作用：1. 提高代碼重用性；2. 防止類型轉(zhuǎn)換異常，提高代碼安全性

// 寫一個(gè)泛型類 public class MyGeneric<T>{//使用泛型T//1 創(chuàng)建變量T t;//2 泛型作為方法的參數(shù)public void show(T t){System.out.println(t);}//3 泛型作為方法的返回值public T getT(){return t;} } // 使用泛型類 public class TestGeneric{public static void main(String[] args){//使用泛型類創(chuàng)建對象MyGeneric<String> myGeneric = new MyGeneric<String>();myGeneric.t = "hello";myGeneric.show("hello world!");//hello world!String string = myGeneric.getT();System.out.println(string);//helloMyGeneric<Integer> myGeneric2 = new MyGeneric<Integer>();myGeneric2.t = 100;myGeneric2.show(200);//200Integer integer = myGeneric2.getT();System.out.println(integer);//100} }

注意： 1. 泛型只能使用引用類型
2. 不同泛型類型對象之間不能相互賦值

泛型接口

• 語法：接口名<T>
• 注意：不能創(chuàng)建泛型靜態(tài)常量

//泛型接口 public interface MyInterface<T>{String name = "張三";//可以包含靜態(tài)常量，但是不能用泛型來創(chuàng)建靜態(tài)常量T server(T t); }

泛型接口實(shí)現(xiàn)有兩種途徑：
一是創(chuàng)建實(shí)現(xiàn)類的時(shí)候就把泛型類型定義好；二是泛型接口的實(shí)現(xiàn)類仍然是泛型，這種的話在創(chuàng)建對象時(shí)必須定義好泛型的類型

//泛型接口實(shí)現(xiàn)類1 //創(chuàng)建實(shí)現(xiàn)類的時(shí)候就把泛型類型定義好 public class MyInterfaceImpl implements MyInterface<String>{@Overridepublic String server(String t){//方法體return t;} } //泛型接口實(shí)現(xiàn)類2 //泛型接口的實(shí)現(xiàn)類仍然是泛型 public class MyInterfaceImpl2<T> implements MyInterface<T>{@Overridepublic T server(T t){//方法體return t;} }

第二種途徑在創(chuàng)建對象時(shí)要聲明泛型類型：

MyInterfaceImpl2<Integer> impl2 = new MyInterfaceImpl2<>(); impl2.server();

泛型方法

• 語法：<T> 返回值類型

例：

public <T> void show(T t){} public <T> T show(T t){//方法體return t;}

調(diào)用

MyGenericMethod myGenericMethod = new MyGenericMethod(); myGenericMethod.show("字符串");// show方法返回值類型自動(dòng)變?yōu)樽址?/span> myGenericMethod.show(200);// integer類型 myGenericMethod.show(3.14);// double類型

因此在調(diào)用泛型方法的時(shí)候，數(shù)據(jù)的類型不用傳遞，傳遞的數(shù)據(jù)決定了數(shù)據(jù)的類型

泛型集合

Java允許使用泛型集合類的時(shí)候不傳遞泛型（即使那個(gè)類是泛型類），這時(shí)就是Object類，如LinkedList li = new LinkedList();。意味著可以添加任何類型的數(shù)據(jù)，因?yàn)镺bject是所有類的父類。

但是存在的弊端就是，當(dāng)傳遞的數(shù)據(jù)類型很多，到時(shí)要對Object類型強(qiáng)轉(zhuǎn)，那么就會(huì)容易在強(qiáng)轉(zhuǎn)的時(shí)候出錯(cuò)。而且如果一個(gè)集合里面有多種數(shù)據(jù)類型的時(shí)候就會(huì)容易出現(xiàn)異常。

• 泛型集合概念：
  參數(shù)化類型、類型安全的集合，強(qiáng)制集合元素的類型必須一致
• 特點(diǎn)：
  編譯時(shí)即可檢查，而非運(yùn)行時(shí)拋出異常；
  訪問時(shí)，不必類型轉(zhuǎn)換（拆箱）；
  不同泛型之間引用不能相互賦值，泛型不存在多態(tài)

確定集合的數(shù)據(jù)類型就會(huì)避免上述問題產(chǎn)生，也不存在要對Object類型強(qiáng)轉(zhuǎn)的情況了。如LinkedList<String> li = new LinkedList<String>();

Collections工具類

• 概念：集合工具類，定義了除了存取以外的集合常用方法

• 其他方法 ：
  copy復(fù)制、reverse反轉(zhuǎn)、shuffle打亂
  直接二分查找int i = Collections.binarySearch(list, x); 成功返回索引

補(bǔ)充：

// list轉(zhuǎn)成數(shù)組 Integer[] arr = list.toArray(new Integer[0]);//當(dāng)數(shù)組長度小于list長度時(shí)，數(shù)組長度自動(dòng)變?yōu)閘ist的長度，即0自動(dòng)變?yōu)閘ist的長度 sout(arr.length); sout(Array.toString(arr));// 數(shù)組轉(zhuǎn)成集合 // 此時(shí)為受限集合，不能 添加和刪除！ String[] name = {"張三","李四","王五"}; List<String> list2 = Arrays.asList(names);// 把基本類型數(shù)組轉(zhuǎn)為集合時(shí)，需要修改為包裝類 Integer[] nums = {100, 200, 300, 400, 500}; List<Integer> list3 = Arrays.asList(nums);

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Java学习笔记3——集合框架的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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