Java学习总结（2021版）---集合

其他 2021-03-21 06:31:30 阅读次数: 0

集合

一、 Java集合框架概述

1. 理解
在这里插入图片描述
2.集合框架涉及到的API
Java 集合可分为 Collection 和 Map 两种体系。

  • 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
      实现类：ArrayList、LinkedList、Vector
    • Set接口：存储无序的、不可重复的数据 -->高中讲的“集合”
      实现类：HashSet、LinkedHashSet、TreeSet
  • Map接口：双列集合，用来存储一对(key - value)一对的数据 -->高中函数：y = f(x)
    实现类：HashMap、LinkedHashMap、TreeMap、Hashtable、Properties

二、Collection接口中的常用方法

注意：如何造集合

例如：Collection coll = new ArrayList();

  • add(Object obj)：将元素obj添加到当前集合中
  • addAll(Collection coll)：将coll集合中的元素添加到当前的集合中。
  • size()：获取有效元素的个数
  • clear()：清空集合
  • isEmpty()：是否是空集合
  • contains(Object obj)：通过equals方法来判断当前集合是否包含obj。
  • 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。
  • remove(Object obj)：从当前集合中移除 obj 元素。
  • removeAll(Collection coll1)：从当前集合中移除coll1中的所有元素。（相当于取两个集合的差集）
  • retainAll(Collection coll1)：获取当前集合和coll1集合的交集，并返回给当前集合。
  • equals(Object obj)：判断当前集合与形参集合的元素是否相同。
  • hashCode()：返回当前对象的哈希值。
  • toArray()：集合转换为数组。
  • iterator()：返回迭代器对象，用于集合遍历。

举例：

public class CollectionTest {
    
    

    public void test1(){
    
    
        Collection coll = new ArrayList();

        //add(Object e):将元素e添加到集合coll中
        coll.add("AA");
        coll.add("BB");
        coll.add(123);//自动装箱
        coll.add(new Date());

        //size():获取添加的元素的个数
        System.out.println(coll.size());//4

        //addAll(Collection coll1):将coll1集合中的元素添加到当前的集合中
        Collection coll1 = new ArrayList();
        coll1.add(456);
        coll1.add("CC");
        coll.addAll(coll1);

        System.out.println(coll.size());//6
        System.out.println(coll);

        //clear():清空集合元素
        coll.clear();

        //isEmpty():判断当前集合是否为空
        System.out.println(coll.isEmpty());

  		//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()。
        boolean contains = coll.contains(123);
        System.out.println(contains);
        System.out.println(coll.contains(new String("Tom")));
//        System.out.println(coll.contains(p));//true
        //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。
        Collection coll1 = Arrays.asList(123,4567);
        System.out.println(coll.containsAll(coll1));
    }

    @Test
    public void test2(){
    
    
        //3.remove(Object obj):从当前集合中移除obj元素。
        Collection coll = new ArrayList();
        coll.add(123);
        coll.add(456);
        coll.add(new Person("Jerry",20));
        coll.add(new String("Tom"));
        coll.add(false);

        coll.remove(1234);
        System.out.println(coll);

        coll.remove(new Person("Jerry",20));
        System.out.println(coll);

        //4. removeAll(Collection coll1):差集：从当前集合中移除coll1中所有的元素。
        Collection coll1 = Arrays.asList(123,456);
        coll.removeAll(coll1);
        System.out.println(coll);


    }

    @Test
    public void test3(){
    
    
        Collection coll = new ArrayList();
        coll.add(123);
        coll.add(456);
        coll.add(new Person("Jerry",20));
        coll.add(new String("Tom"));
        coll.add(false);

        //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
//        Collection coll1 = Arrays.asList(123,456,789);
//        coll.retainAll(coll1);
//        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。
        Collection coll1 = new ArrayList();
        coll1.add(456);
        coll1.add(123);
        coll1.add(new Person("Jerry",20));
        coll1.add(new String("Tom"));
        coll1.add(false);

        System.out.println(coll.equals(coll1));


    }

    @Test
    public void test4(){
    
    
        Collection coll = new ArrayList();
        coll.add(123);
        coll.add(456);
        coll.add(new Person("Jerry",20));
        coll.add(new String("Tom"));
        coll.add(false);

        //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]);
        }

        //拓展：数组 --->集合:调用Arrays类的静态方法asList()
        List<String> list = Arrays.asList(new String[]{
    
    "AA", "BB", "CC"});
        System.out.println(list);

        List arr1 = Arrays.asList(new int[]{
    
    123, 456});
        System.out.println(arr1.size());//1

        List arr2 = Arrays.asList(new Integer[]{
    
    123, 456});
        System.out.println(arr2.size());//2

    }
}

三、Iterator迭代器接口

1. 理解

  • （1）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。
  • （2）GOF给迭代器模式的定义为：提供一种方法访问一个容器(container)对象中各个元素，而又不需暴露该对象的内部细节。迭代器模式，就是为容器而生。类似于“公交车上的售票员”、“火车上的乘务员”、“空姐”。
  • （3） 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。

2. 主要方法

  • （1）hasNext()：判断是否还有下一个元素。

  • （2）next()：指针下移，将下移以后集合位置上的元素返回。
    在这里插入图片描述

  • （3）remove（）：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()
    在这里插入图片描述
    注意点：
    在这里插入图片描述

  • 集合对象每次调用iterator()方法都得到一个全新的迭代器对象，
    在这里插入图片描述

  • 默认游标都在集合的第一个元素之前。

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Iterator;

public class IteratorTest {
    
    

    @Test
    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);

        Iterator iterator = coll.iterator();
        //方式一：
//        System.out.println(iterator.next());
//        System.out.println(iterator.next());
//        System.out.println(iterator.next());
//        System.out.println(iterator.next());
//        System.out.println(iterator.next());
//        //报异常：NoSuchElementException
//        System.out.println(iterator.next());

        //方式二：不推荐
//        for(int i = 0;i < coll.size();i++){
    
    
//            System.out.println(iterator.next());
//        }

        //方式三：推荐
        hasNext():判断是否还有下一个元素
        while(iterator.hasNext()){
    
    
            //next():①指针下移 ②将下移以后集合位置上的元素返回
            System.out.println(iterator.next());
        }

    }
}

    @Test
    public void test3(){
    
    
        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()){
    
    
//            iterator.remove();
            Object obj = iterator.next();
            if("Tom".equals(obj)){
    
    
                iterator.remove();
//                iterator.remove();
            }

        }
        //遍历集合
        iterator = coll.iterator();
        while (iterator.hasNext()){
    
    
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }
}

3. foreach遍历

在这里插入图片描述

import org.junit.Test;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;

/**
 * jdk 5.0 新增了foreach循环，用于遍历集合、数组
 *
 * @author shkstart
 * @create 2019 上午 11:24
 */
public class ForTest {
    
    

    @Test
    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);

        //for(集合元素的类型 局部变量 : 集合对象)
        //内部仍然调用了迭代器。
        for(Object obj : coll){
    
    
            System.out.println(obj);
        }
    }

    @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);
        }
    }

    //练习题
    @Test
    public void test3(){
    
    

        String[] arr = new String[]{
    
    "MM","MM","MM"};

//        //方式一：普通for赋值
//        for(int i = 0;i < arr.length;i++){
    
    
//            arr[i] = "GG";
//        }

        //方式二：增强for循环
        for(String s : arr){
    
    
            s = "GG";
        }

        for(int i = 0;i < arr.length;i++){
    
    
            System.out.println(arr[i]);
        }


    }
}

四、Collection子接口一：List接口

1. 概述

  • （1） 鉴于Java中数组用来存储数据的局限性，我们通常使用List替代数组。
  • （2） 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。
  • （3） List容器中的元素都对应一个整数型的序号记载其在容器中的位置，可以根据序号存取容器中的元素。
  • （4） JDK API中List接口的实现类常用的有：ArrayList、LinkedList和Vector。

2. List接口的常用实现类

（1）ArrayList

在这里插入图片描述
源码分析：
jdk 7情况下：底层创建了长度是10的Object[]数组elementData

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)

  • int capacity：数组长度

jdk 8中ArrayList的变化：第一次调用add()时，底层才创建了长度10的数组，并将数据添加到elementData[0]

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]
...
后续的添加和扩容操作与jdk 7 无异。

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。

（2）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；
    在这里插入图片描述
    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;
             }
         }

（3）Vector

在这里插入图片描述
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。

3.List接口中的常用方法

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

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;


 5. List接口中的常用方法

public class ListTest {
    
    

    /*
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 test3(){
    
    
        ArrayList list = new ArrayList();
        list.add(123);
        list.add(456);
        list.add("AA");

        //方式一：Iterator迭代器方式
        Iterator iterator = list.iterator();
        while(iterator.hasNext()){
    
    
            System.out.println(iterator.next());
        }

        System.out.println("***************");

        //方式二：增强for循环
        for(Object obj : list){
    
    
            System.out.println(obj);
        }

        System.out.println("***************");

        //方式三：普通for循环
        for(int i = 0;i < list.size();i++){
    
    
            System.out.println(list.get(i));
        }



    }


    @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));

    }


}

面试题

package com.atguigu.exer;
import org.junit.Test;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;


public class ListExer {
    
    
    /*
    区分List中remove(int index)和remove(Object obj)
     */
    @Test
    public void testListRemove() {
    
    
        List list = new ArrayList();
        list.add(1);
        list.add(2);
        list.add(3);
        updateList(list);
        System.out.println(list);//
    }

    private void updateList(List list) {
    
    
//        list.remove(2);//[1,2]//删除索引为2的元素
        list.remove(new Integer(2));//[1,3]删除2这个元素
    }

}

五、Collection子接口二：Set

1. 概述

  • （1） Set接口是Collection的子接口，set接口没有提供额外的方法(与list不同）。

  • （2） 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。

  • （3）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。

  • （4）Set存储无序的、不可重复的数据。

    • ① 无序性不代表随机性，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。

2. Set 接口的常用实现类

（1）HashSet

在这里插入图片描述

  • 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。

  • 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。

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：
      • 如果此位置上没有其他元素，则元素a添加成功。 —>情况1
      • 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：
        • 如果hash值不相同，则元素a添加成功。—>情况2
        • 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2

说明：

  • 1：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
  • 2：HashSet底层：数组+链表的结构。
  • 底层也是数组，如初始容量为16，当如果使用率超过0.75，（16*0.75=12）
    就会扩大容量为原来的2倍。（16扩容为32，依次为64,128…等）

（2）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；
  • 在添加数据的同时，每个数据还维护了两个引用，记录此数据前一个和后一个数据。
  • 对于频繁的遍历操作，LinkedHashSet效率高于HashSet
    在这里插入图片描述

（3）TreeSet

可以按照添加对象的指定属性进行排序。向TreeSet中添加的数据，要求是相同类的对象。有两种排序方式：

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。比较两个对象是否相同的标准为 compareTo（）返回0，而不是equals（）。

  • 注意点1：添加元素所在类，需要实现Comparable接口
  • 注意点2：所在类需要重写compareTo方法（可以二级排序比较）

举例

User类：

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 +
                '}';
    }

    //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);
            //二级排序
            //如果不等于0，则说明姓名不一样，直接return compare
            if(compare != 0){
    
    
                return compare;
                //姓名一样，再比较年龄
            }else{
    
    
                return Integer.compare(this.age,user.age);
            }
        }else{
    
    
            throw new RuntimeException("输入的类型不匹配");
        }

    }
}

TreeSet类：

import org.junit.Test;

import java.util.Comparator;
import java.util.Iterator;
import java.util.TreeSet;

/**
 * @author shkstart
 * @create 2019 下午 4:59
 */
public class TreeSetTest {
    
    

    /*
    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(){
    
    
        TreeSet set = new TreeSet();

        //失败：不能添加不同类的对象
//        set.add(123);
//        set.add(456);
//        set.add("AA");
//        set.add(new User("Tom",12));

            //举例一：
//        set.add(34);
//        set.add(-34);
//        set.add(43);
//        set.add(11);
//        set.add(8);

        //举例二：
        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());
        }

    }
  • ② 定制排序：通过Comparator接口来实现。比较两个对象是否相同的标准为 compare（）返回0，而不是equals（）。
@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());
        }
    }

}

在这里插入图片描述

六、Map接口

1. 概述

  • （1）Map与Collection并列存在。用于保存具有映射关系的数据:key-value。类似于高中的函数：y=f(x)（y→value，x→key）

  • （2）Map结构的理解：

    • ① Map中的key：无序的、不可重复的，使用Set存储所有的key 。（key所在的类要重写 equals（）和 hashCode（）方法。（以HashMap为例））

    • ② Map中的value：无序的、可重复的，使用Collection存储所有的value。（value所在的类要重写 equals（））。一个键值对：key-value 构成了一个Entry 对象。

    • ③ Map中的entry：添加时添加的实际是entry，是entry中有两个属性，一个属性是key，另一个是value。

在这里插入图片描述

2. Map 接口的常用实现类

（1）HashMap：作为Map的主要实现类；线程不安全的，效率高；存储null 的 key 和 value 。允许使用null键和null值，与HashSet一样，不保证映射的顺序
底层：

  • 数组+链表（jdk 7及之前）
  • 数组+链表+红黑树（jdk 8）

（2）LinkedHashMap：保证在遍历map元素时，可以按照添加的顺序实现遍历。原因：在原有的HashMap底层结构基础上，添加了一对指针，指向前一个和后一个元素。对于频繁的遍历操作，此类执行效率高于HashMap。

（3）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的自然排序或定制排序。底层使用红黑树。

（4）Hashtable：作为古老的实现类；线程安全的，效率低；不能存储null的key和value。

（5）Properties：常用来处理配置文件。key和value都是String类型。

3. HashMap的底层实现原理

（以 jdk 7为例）

HashMap map=new HashMap（）；在实例化以后，底层创建了长度为16的一维数组 Entry[ ] table

map.put(key1,value1)：把key1,value1放到上述数组中
  • ① 首先，调用key1所在类的hashCode（）计算key1的哈希值，此哈希值经过某种算法计算以后，得到在Entry数组中的存放位置：
  • ② 如果此位置上的数据为空，此时key1-value1添加成功；如果此位置上的数据不为空（意味着此位置上存在一个或多个数据（以链表形式存在）），比较key1和已经存在的一个或多个数据的哈希值：
  • ③ 如果key1的哈希值和已经存在的数据的哈希值都不相同，此时key1-value1添加成功；如果key1和已经存在的某一个数据(key2-value2)的哈希值相同，继续比较：
  • ④ 调用key1所在类的equals（）：如果equals（）返回false，此时key1-value1添加成功；如果equals（）返回true，使用value1替换value2。

补充：① 添加成功的情况，此时key1-value1和原来的数据以链表的方式存储。② 在不断添加的过程中，会涉及到扩容问题，当超出临界值12（且要存放的位置非空）时扩容，默认的扩容方式：扩容为原来容量的2倍，并将原来的数据复制过来。

jdk 8 相较于jdk 7 在底层实现方面的不同：

（1）new HashMap（）：底层没有创建一个长度为16的数组。

（2）jdk 8 底层的数组是 Node[ ]，而非 Entry[ ] 。

（3）首次调用put（）方法时，底层创建长度为16的数组。

（4）jdk 7 底层结构只有：数组+链表。
jdk 8 中底层结构：数组+链表+红黑树。当数组的某一个索引位置上的元素以链表形式存在的数据个数>8 且当数组的长度>64时，此时此索引位置上的所有数据改为使用红黑树存储。
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

相关含义：
DEFAULT_INITIAL_CAPACITY：HashMap的默认容量，16；
DEFAULT_LOAD_FACTOR：HashMap的默认加载因子：0.75；
threshold：扩容的临界值，=容量 × 加载因子：16 * 0.75=12；
TREEIFY_THRESHOLD:Bucket中链表长度大于该默认值，转化为红黑树：8；
MIN_TREEIFY_CAPACITY：桶中的Node被树化时最小的hash表容量：64

4. LinkedHashMap的底层实现原理(了解)

LinkedHashMap底层使用的结构与HashMap相同，因为LinkedHashMap继承于HashMap.
区别就在于：LinkedHashMap内部提供了Entry，替换HashMap中的Node.
在这里插入图片描述

5. 常用方法

（1）添加、删除、修改操作：

  • Object put(Object key,Object value)：将指定key-value添加到(或修改)当前map对象中
  • void putAll(Map m):将m中的所有key-value对存放到当前map中
  • Object remove(Object key)：移除指定key的key-value对，并返回value
  • void clear()：清空当前map中的所有数据

（2）元素查询的操作：

  • Object get(Object key)：获取指定key对应的value
  • boolean containsKey(Object key)：是否包含指定的key
  • boolean containsValue(Object value)：是否包含指定的value
  • int size()：返回map中key-value对的个数
  • boolean isEmpty()：判断当前map是否为空
  • boolean equals(Object obj)：判断当前map和参数对象obj是否相等

（3） 元视图操作的方法（遍历）：

  • Set keySet()：返回所有key构成的Set集合
  • Collection values()：返回所有value构成的Collection集合
  • Set entrySet()：返回所有key-value对构成的Set集合

总结：常用方法：

  • 添加：put(Object key,Object value)
  • 删除：remove(Object key)
  • 修改：put(Object key,Object value)
  • 查询：get(Object key)
  • 长度：size()
  • 遍历：keySet() / values() / entrySet()

举例：

import org.junit.Test;

import java.util.*;


public class MapTest {
    
    

    /*
 元视图操作的方法：
 Set keySet()：返回所有key构成的Set集合
 Collection values()：返回所有value构成的Collection集合
 Set entrySet()：返回所有key-value对构成的Set集合

     */


    @Test
    public void test5(){
    
    
        Map map = new HashMap();
        //添加
        map.put("AA",123);
        map.put(45,1234);
        //修改
        map.put("BB",56);

        //遍历所有的key集：keySet()
        Set set = map.keySet();
            Iterator iterator = set.iterator();
            while(iterator.hasNext()){
    
    
                System.out.println(iterator.next());
        }
        System.out.println();
        //遍历所有的value集：values()
        Collection values = map.values();
        for(Object obj : values){
    
    
            System.out.println(obj);
        }
        System.out.println();
        //遍历所有的key-value
        //方式一：entrySet()
        Set entrySet = map.entrySet();
        Iterator iterator1 = entrySet.iterator();
        while (iterator1.hasNext()){
    
    
            Object obj = iterator1.next();
            //entrySet集合中的元素都是entry
            Map.Entry entry = (Map.Entry) obj;
            System.out.println(entry.getKey() + "---->" + entry.getValue());

        }
        System.out.println();
        //方式二：
        Set keySet = map.keySet();
        Iterator iterator2 = keySet.iterator();
        while(iterator2.hasNext()){
    
    
            Object key = iterator2.next();
            Object value = map.get(key);
            System.out.println(key + "=====" + value);

        }

    }


    /*
 元素查询的操作：
 Object get(Object key)：获取指定key对应的value
 boolean containsKey(Object key)：是否包含指定的key
 boolean containsValue(Object value)：是否包含指定的value
 int size()：返回map中key-value对的个数
 boolean isEmpty()：判断当前map是否为空
 boolean equals(Object obj)：判断当前map和参数对象obj是否相等
     */
    @Test
    public void test4(){
    
    
        Map map = new HashMap();
        map.put("AA",123);
        map.put(45,123);
        map.put("BB",56);
        // Object get(Object key)
        System.out.println(map.get(45));
        //containsKey(Object key)
        boolean isExist = map.containsKey("BB");
        System.out.println(isExist);

        isExist = map.containsValue(123);
        System.out.println(isExist);

        map.clear();

        System.out.println(map.isEmpty());

    }

    /*
     添加、删除、修改操作：
 Object put(Object key,Object value)：将指定key-value添加到(或修改)当前map对象中
 void putAll(Map m):将m中的所有key-value对存放到当前map中
 Object remove(Object key)：移除指定key的key-value对，并返回value
 void clear()：清空当前map中的所有数据
     */
    @Test
    public void test3(){
    
    
        Map map = new HashMap();
        //添加
        map.put("AA",123);
        map.put(45,123);
        map.put("BB",56);
        //修改
        map.put("AA",87);

        System.out.println(map);

        Map map1 = new HashMap();
        map1.put("CC",123);
        map1.put("DD",123);
        //将map1中的所有key-value对存放到当前map中
        map.putAll(map1);
        System.out.println(map);

        //remove(Object key)删除
        Object value = map.remove("CC");
        System.out.println(value);
        System.out.println(map);

        //clear():清空当前map中的所有数据
        map.clear();//与map = null操作不同
        System.out.println(map.size());
        System.out.println(map);
    }

    @Test
    public void test2(){
    
    
        Map map = new HashMap();
        map = new LinkedHashMap();
        map.put(123,"AA");
        map.put(345,"BB");
        map.put(12,"CC");

        System.out.println(map);
    }


    @Test
    public void test1(){
    
    
        Map map = new HashMap();
//        map = new Hashtable();
        map.put(null,123);

    }
}

6. TreeMap两种添加方式


import org.junit.Test;

import java.util.*;

/**
 * @author shkstart
 * @create 2019 下午 3:46
 */
public class TreeMapTest {
    
    

    //向TreeMap中添加key-value，要求key必须是由同一个类创建的对象
    //因为要按照key进行排序：自然排序 、定制排序
    //自然排序
    @Test
    public void test1(){
    
    
        TreeMap map = new TreeMap();
        User u1 = new User("Tom",23);
        User u2 = new User("Jerry",32);
        User u3 = new User("Jack",20);
        User u4 = new User("Rose",18);

        map.put(u1,98);
        map.put(u2,89);
        map.put(u3,76);
        map.put(u4,100);

        Set entrySet = map.entrySet();
        Iterator iterator1 = entrySet.iterator();
        while (iterator1.hasNext()){
    
    
            Object obj = iterator1.next();
            Map.Entry entry = (Map.Entry) obj;
            System.out.println(entry.getKey() + "---->" + entry.getValue());

        }
    }

    //定制排序
    @Test
    public void test2(){
    
    
        TreeMap map = new TreeMap(new Comparator() {
    
    
            @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());
                }
                throw new RuntimeException("输入的类型不匹配！");
            }
        });
        User u1 = new User("Tom",23);
        User u2 = new User("Jerry",32);
        User u3 = new User("Jack",20);
        User u4 = new User("Rose",18);

        map.put(u1,98);
        map.put(u2,89);
        map.put(u3,76);
        map.put(u4,100);

        Set entrySet = map.entrySet();
        Iterator iterator1 = entrySet.iterator();
        while (iterator1.hasNext()){
    
    
            Object obj = iterator1.next();
            Map.Entry entry = (Map.Entry) obj;
            System.out.println(entry.getKey() + "---->" + entry.getValue());

        }
    }


}

7. Properties:常用来处理配置文件

public class PropertiesTest {
    
    

    //Properties:常用来处理配置文件。key和value都是String类型
    public static void main(String[] args)  {
    
    
        FileInputStream fis = null;
        try {
    
    
            Properties pros = new Properties();

            fis = new FileInputStream("jdbc.properties");
            pros.load(fis);//加载流对应的文件

            String name = pros.getProperty("name");
            String password = pros.getProperty("password");

            System.out.println("name = " + name + ", password = " + password);
        } catch (IOException e) {
    
    
            e.printStackTrace();
        } finally {
    
    
            if(fis != null){
    
    
                try {
    
    
                    fis.close();
                } catch (IOException e) {
    
    
                    e.printStackTrace();
                }

            }
        }

    }
}

七、Collections工具类（形如操作数组的工具类：Arrays）

1. 概述

  • （1）Collections 是一个操作 Set、List 和 Map 等集合的工具类。
  • （2）Collections 中提供了一系列静态的方法对集合元素进行排序、查询和修改等操作，还提供了对集合对象设置不可变、对集合对象实现同步控制等方法。

2. 常用方法

（1）排序操作：（均为static方法）
在这里插入图片描述
（2）查找、替换
在这里插入图片描述

import org.junit.Test;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.Collections;
import java.util.List;

/**
 * Collections:操作Collection、Map的工具类
 *
 *
 * 面试题：Collection 和 Collections的区别？
 *
 *
 * @author shkstart
 * @create 2019 下午 4:19
 */
public class CollectionsTest {
    
    

/*
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

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

 */
    @Test
    public void test2(){
    
    
        List list = new ArrayList();
        list.add(123);
        list.add(43);
        list.add(765);
        list.add(-97);
        list.add(0);

        //报异常：IndexOutOfBoundsException("Source does not fit in dest")
//        List dest = new ArrayList();
//        Collections.copy(dest,list);
        //正确的：
        List dest = Arrays.asList(new Object[list.size()]);
        System.out.println(dest.size());//list.size();
        Collections.copy(dest,list);

        System.out.println(dest);


        /*
        Collections 类中提供了多个 synchronizedXxx() 方法，
        该方法可使将指定集合包装成线程同步的集合，从而可以解决
        多线程并发访问集合时的线程安全问题

         */
        //返回的list1即为线程安全的List
        List list1 = Collections.synchronizedList(list);


    }

    @Test
    public void test1(){
    
    
        List list = new ArrayList();
        list.add(123);
        list.add(43);
        list.add(765);
        list.add(765);
        list.add(765);
        list.add(-97);
        list.add(0);

        System.out.println(list);

        Collections.reverse(list);//反转 List 中元素的顺序
        Collections.shuffle(list);//对 List 集合元素进行随机排序
        Collections.sort(list);//根据元素的自然顺序对指定 List 集合元素按升序排序
        Collections.swap(list,1,2);//将指定 list 集合中的 i 处元素和 j 处元素进行交换
        int frequency = Collections.frequency(list, 123);//返回指定集合中指定元素的出现次数

        System.out.println(list);
        System.out.println(frequency);

    }

}

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