新手初學Java集合框架

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Java集合框架

集合

  • 概念：對象的容器，定義瞭對多個對象進行操作的常用方法。可實現數組的功能。
  • 集合和數組的區別：
    • 數組長度固定，集合長度不固定
    • 數組可以存儲基本類型和引用類型，集合隻能存儲引用類型。

測試

/*
            1.添加 2.刪除 3.遍歷 4.判斷
         */
        Collection col = new ArrayList();
        col.add("張三");
        col.add("李四");
        col.add("王五");
//        col.add("張三");
        System.out.println(col);
//        col.remove("張三");
//        System.out.println(col);
        for (Object o : col) {
            System.out.println(o);
        }
        System.out.println("------------------");
        Iterator it = col.iterator();
        while (it.hasNext()){
            String next = (String) it.next();
            System.out.println(next);
        }
        System.out.println(col.isEmpty());
        System.out.println(col.contains("張三"));

List接口

特點：有序、有下標、元素可以重復。

可以通過角標在指定位置添加查詢元素。

 List list = new ArrayList();
        list.add("java");
        list.add("c++");
        list.add(1,"python");
        list.add(".net");
        System.out.println(list.size());
        System.out.println(list.toString());
        //1.for each遍歷
        System.out.println("---------------");
        for (Object o : list) {
            System.out.println(o);
        }
        //2.迭代器遍歷
        System.out.println("---------------");
        Iterator iterator = list.iterator();
        while (iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }
        //3.list迭代器遍歷
        System.out.println("--------正序-------");
        ListIterator listIterator = list.listIterator();
        while (listIterator.hasNext()){
            System.out.println(listIterator.next());
        }
        //逆序前必須先進行正序遍歷，讓指針指向列表最後一個元素，才能開發遍歷
        System.out.println("--------逆序-------");
        while (listIterator.hasPrevious()){
            System.out.println(listIterator.previousIndex() + ":" +listIterator.previous());
        }

添加數字等基本類型數據時，會進行自動裝箱的操作。

刪除數字元素需要通過下標來刪除，或者將需要刪除的數字轉成object類或者該類型對應的包裝類。

subList:返回一個子集合，含頭不含尾。

List實現類

ArrayList

  • 數組存儲結構，查詢快、增刪慢；
  • JDK1.2版本出現，運行效率快，線程不安全。
  • 源碼分析：
    • DEFAULT_CAPACITY = 10 默認容量 。註意：如果沒有向集合中添加任何元素時，容量為0，添加一個元素之後，容量為10。每次擴容大小都是原來的1.5倍，如添加第11個元素時，容量由10變為瞭15。
    • add（）方法源碼：為什麼添加一個元素之後，容量為10。
public boolean add(E e) {
        ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!增長修改個數
        elementData[size++] = e;
        return true;
    }
​private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
        if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
            minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
        }
​        ensureExplicitCapacity(minCapacity);
    }
​private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
        modCount++;
​
        // overflow-conscious code
        if (minCapacity - elementData.length > 0)
            grow(minCapacity);
    }
​private void grow(int minCapacity) {
        // overflow-conscious code
        int oldCapacity = elementData.length;
        int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
        if (newCapacity - minCapacity < 0)
            newCapacity = minCapacity;
        if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
            newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
        // minCapacity is usually close to size, so this is a win:
        elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
    }
  • elemetnData 存放元素的數組
  • size 實際元素個數

測試代碼：

 ArrayList arrayList = new ArrayList();
        Student s1 = new Student("張三",18);
        Student s2 = new Student("李四",18);
        Student s3 = new Student("王五",18);
        arrayList.add(s1);
        arrayList.add(s2);
        arrayList.add(s3);
        System.out.println(arrayList.toString());
        //刪除元素（需要重寫equals方法）
        arrayList.remove(new Student("李四",18));
        System.out.println(arrayList.size());
 public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        Student student = (Student) o;
        return age == student.age && Objects.equals(name, student.name);
    }

Vector

  • 數組存儲結構，查詢快，增刪慢；
  • JDK1.0版本出現，運行效率慢、線程安全；
  • 枚舉器遍歷
Vector vector = new Vector();
        vector.add("java");
        vector.add("python");
        vector.add(".net");
        System.out.println(vector.toString());
        //枚舉器遍歷
        Enumeration elements = vector.elements();
        while (elements.hasMoreElements()){
            System.out.println(elements.nextElement());
        }

LinkedList：

  • 雙向鏈表存儲結構，增刪快，查詢慢。

泛型：

  • 時JDK1.5中引入的一個新特性，其本質是參數化類型，把類型作為參數傳遞；
  • 常見形式由泛型類、泛型接口、泛型方法；
  • 好處：
    • 提高代碼的重用性
    • 防止類型轉換異常，提高代碼的安全性

泛型集合：參數化類型、類型安全的集合，強制集合元素的類型必須一致。

特點：

  • 編譯時即可檢查，而非運行時拋出異常。
  • 訪問時，不必類型轉換。
  • 不同泛型之間引用不能相互賦值，泛型不存在多態。

Set接口

特點：無序、無下標、元素不可重復

方法：全部繼承自Collection中的方法。

Set實現類

HashSet

  • 存儲結構：哈希表（數組+鏈表+紅黑樹）
  • 基於HashCode實現元素不重復
    • 根據hashcode計算保存的位置，如果此位置為空，則直接保存。如果不為空，執行下一步。
  • 當存入元素的哈希碼相同時，會調用equals進行確認，如果為true，則拒絕後者存入。否則，則生成鏈表。
public HashSet(){
  map = new HashMap<>();
}

測試代碼：

 HashSet<Student> set = new HashSet<>();
        Student s1 = new Student("張三",18);
        Student s2 = new Student("李四",18);
        Student s3 = new Student("王五",18);
        set.add(s1);
        set.add(s2);
        set.add(s3);
//        set.add(new Student("李四",18));
        System.out.println(set.size());
        System.out.println(set.toString());
//        set.remove(new Student("李四",18));
//        System.out.println(set.size());
//        System.out.println(set.toString());
        for (Student student : set) {
            System.out.println(student);
        }
        System.out.println("====================");
        Iterator<Student> iterator = set.iterator();
        while (iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }
public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        Student student = (Student) o;
        return age == student.age && Objects.equals(name, student.name);
    }
​public int hashCode() {
        return Objects.hash(name, age);
    }

hashcode重寫方法中加入31的原因

1.31是一個質數，減少散列沖突

2.31提高執行效率

TreeSet

  • 存儲結構：紅黑樹
  • 基於排列順序實現元素不重復
  • 實現瞭SortedSet接口，對集合元素自動排序
  • 元素對象的類型必須實現Comparable接口，指定排列規則
  • 通過CompareTo方法確定是否為重復元素

測試代碼：使用TreeSet集合實現字符串按照長度進行排序

TreeSet<String> treeSet = new TreeSet<>(new Comparator<String>() {
​        @Override
        public int compare(String o1, String o2) {
             int n1 = o1.length() - o2.length();
             int n2 = o1.compareTo(o2);
             return n1==0?n2:n1;
         }
        treeSet.add("zhangSan");
        treeSet.add("wkf");
        treeSet.add("asd");
        treeSet.add("abc");
        treeSet.add("ljCv");
        treeSet.add("liSi");
        treeSet.add("wanG");
​        System.out.println(treeSet.toString());
        System.out.println(treeSet.size());
​

Map接口

特點：

1.用於儲存任意鍵值對（Key，Value）

2.鍵：無序、無下標、不允許重復

3.值：無序、無下標、允許重復

遍歷：

  • keySet（）方法遍歷：拿到key的set集合。
  • entrySet（）方法遍歷：將map封裝成entry鍵值對集合。

測試代碼：

Map<String, String> map = new HashMap<>();
        map.put("wkf","666");
        map.put("qwe","678");
        map.put("kfc","999");
        map.put("asd","694");
        Set<String> keySet = map.keySet();
        for (String s : keySet) {
            System.out.println(s + "=" + map.get(s));
        }
        System.out.println("===================");
        Set<Map.Entry<String, String>> entries = map.entrySet();
        for (Map.Entry<String, String> entry : entries) {
            System.out.println(entry.getKey() +"=" + entry.getValue() );
        }

HashMap

  • JDK1.2版本，線程不安全，運行效率快；允許用null作為key或是value。
  • 構造一個具有默認初始容量16和默認加載因子0.75的空HashMap。
    • 加載因子：比如當前集合容量為100，那麼當數據存儲到第75個位置是進行擴容操作。
  • 源碼分析
static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // hashMap初始容量大小16
static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;//hashMap的數組最大容量
static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;//默認加載因子
static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8;//jdk1.8開始，當鏈表長度大於8時，調整成紅黑樹
static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6;//jdk1.8開始，當鏈表長度小於6時，調整成鏈表
static final int MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64;//jdk1.8開始，當鏈表長度大於8時，並且集合元素個數大於等於64時調整成紅黑樹
transient Node<K,V>[] table;//哈希表中的數組

總結：

  • HashMap剛創建時，table是null，為瞭節省空間，當添加第一個元素時，table容量調整為16
  • 當元素個數大於閾值（16*0.75=12）時，會進行擴容，擴容後大小為原來的兩倍。目的是減少調整元素的個數
  • jdk1.8開始，當鏈表長度大於8時，並且集合元素個數大於等於64時調整成紅黑樹，目的是提高執行效率
  • jdk1.8開始，當鏈表長度小於6時，調整成鏈表
  • jdk1.8以前，鏈表時頭插入，jdk1.8以後是尾插入

Hashtable

  • JDK1.0版本，線程安全，運行效率慢；不允許null作為key或是value
  • Properties：
    • Hashtable的子類，要求key和value都是String，通常用於配置文件的讀取。

TreeMap

  • 實現瞭SortedMap接口（是Map的子接口），可以對key自動排序。

Collections工具類

  • sort（）：升序排列
  • copy（）：復制
  • binarySearch（）：二分查找
    • Collections.binarySearch(list,需要查找的值);
  • reverse（）：反轉
  • shuffle（）：打亂集合中的元素
  • list轉成數組：
    • list.toArray(new Integer[0]);
  • 數組轉成集合
    • Arrays.asList(names);
    • 集合是一個受限集合，不能添加 和

總結

本篇文章就到這裡瞭，希望能給您帶來幫助，也希望您能夠多多關註WalkonNet的更多內容!

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