Java基础之容器

容器基本概念

Collection：中文译为容器或集合。
数组是简单的序列，它的效率高，但是它不够灵活。
容器中：set是无序序列，而且内容不可以重复；而list是有顺序的，是可以重复的。
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泛型（Generics）

泛型相当于容器的标签，它可以帮助我们建立类型安全的集合。在使用了泛型的集合中，遍历时不必进行强制类型转换。JDK提供了支持泛型的编译器，将运行时的类型检查提前到了编译时执行，提高了代码可读性和安全
泛型的本质就是“数据类型的参数化”。我们可以把“泛型”理解为数据类型的一个占位符(形式参数)，即告诉编译器，在调用泛型时必须传入实际类型。
可在类的声明处增加泛型列表，如：<T,E,V>。此处，字符可以是任何标识符，一般采用这3个字母。
容器相关类都定义了泛型，我们在开发和工作中，在使用容器类时都要使用泛型。这样，在容器的存储数据、读取数据时都避免了大量的类型判断，非常便捷。

由于List、Set是Collection的子接口，意味着所有List、Set的实现类都有上面的方法。了解并掌握Collection的主要方法，并学会看源码。

Set接口

Set接口继承自Collection，Set接口中没有新增方法，方法和Collection保持完全一致。 Set常用的实现类有：HashSet、TreeSet等，一般使用HashSet。（Set中也只能放入一个null元素，不能多个）
HashSet是采用哈希算法实现，底层实际是用HashMap实现的(HashSet本质就是一个简化版的HashMap)，因此，查询效率和增删效率都比较高。

掌握多个集合之间的操作方法
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注意掌握ArrayList索引和顺序的相关方法以及ArrayList底层实现和了解源码分析：

ArrayList底层是用数组实现的存储。特点：查询效率高，增删效率低，线程不安全。我们一般使用它。查看源码：ArrayList底层使用Object数组来存储元素数据。所有的方法，都围绕这个核心的Object数组来开展。ArrayList是可以存放任意数量的对象，长度不受限制，通过扩容实现。ArrayList底层是用数组实现的存储。特点：查询效率高，增删效率低，线程不安全。我们一般使用它。查看源码：

LinkedList底层用双向链表实现的存储。特点：查询效率低，增删效率高，线程不安全。双向链表也叫双链表，是链表的一种，它的每个数据节点中都有两个指针，分别指向前一个节点和后一个节点。所以，从双向链表中的任意一个节点开始，都可以很方便地找到所有节点。

Vector底层是用数组实现的List，相关的方法都加了同步检查，因此“线程安全,效率低”。比如，indexOf方法就增加了synchronized同步标记。

Map

Map就是用来存储“键(key)-值(value) 对”的。 Map类中存储的“键值对”通过键来标识，所以“键对象”不能重复。Map中的信息成对存储。 Map 接口的实现类有HashMap、TreeMap、HashTable、Properties等。

HashMap

HashMap采用哈希算法实现，是Map接口最常用的实现类。由于底层采用了哈希表存储数据，我们要求键不能重复，如果发生重复，新的键值对会替换旧的键值对。 HashMap在查找、删除、修改方面都有非常高的效率。
HashMap线程不安全，但效率高，允许key或value为null。

HashMap底层实现

HashMap底层实现采用了哈希表的数据结构（redis数据库的核心技术和HashMap一样），哈希表的本质就是数组+链表（单向链表）。
在HashMap的底层源码中有一个Node[] table，这个就是它的核心数组结构。它也常被称为“位桶数组”。
一个Node对象存储了以下属性；

key：键对象 value：值对象
next:下一个节点
hash: 键对象的hash值

显然每一Node对象就是一个单向链表结构，我们使用图形表示一个Node对象的典型示意：
存储结构图

Node[] 数组结构
HashMap核心结构
了解HashMap存储数据的过程，知道它是如何产生hash值，该值是用来对应数组的存储结构。哈希码不一样，可能哈希值相同。

我们的目的是将”key-value两个对象”成对存放到HashMap的Entry[]数组中。参见以下步骤：
(1) 获得key对象的hashcode
首先调用key对象的hashcode()方法，获得hashcode。
(2) 根据hashcode计算出hash值(要求在[0, 数组长度-1]区间)
hashcode是一个整数，我们需要将它转化成[0, 数组长度-1]的范围。我们要求转化后的hash值尽量均匀地分布在[0,数组长度-1]这个区间，减少“hash冲突”。
了解常见的Hash算法，
(3) 生成Entry对象
如上所述，一个Entry对象包含4部分：key对象、value对象、hash值、指向下一个Entry对象的引用。我们现在算出了hash值。下一个Entry对象的引用为null。
(4) 将Entry对象放到table数组中
如果本Entry对象对应的数组索引位置还没有放Entry对象，则直接将Entry对象存储进数组;如果对应索引位置已经有Entry对象，则将已有Entry对象的next指向本Entry对象，形成链表。

注意： JDK8中，HashMap在存储一个元素时，当对应链表长度大于8时，链表就转换为红黑树，这样又大大提高了查找的效率。

HashTable

HashTable类和HashMap用法几乎一样，底层实现几乎一样，只不过HashTable的方法添加synchronized关键字确保线程同步检查，效率较低。
HashTable线程安全，但效率低，不允许key或value为null。

TreeMap

TreeMap是红黑二叉树的典型实现。（可以看看数据结构中二叉树的相关内容），打印时可以自动根据key排序。
HashMap效率高于TreeMap;在需要排序的Map时才选用TreeMap。
了解Comparable这个接口。也可以通过实现这个接口来达到我们自己想要的排序方法

迭代器（Iterator）

迭代器提供了统一的遍历容器的方式。
迭代器中有hasNext（）和next（）方法。
了解并掌握用迭代器遍历List，Set和Map；

####### Collections工具类
类 java.util.Collections 提供了对Set、List、Map进行排序、填充、查找元素的辅助方法。
1. void sort(List) //对List容器内的元素排序，排序的规则是按照升序进行排序。
2. void shuffle(List) //对List容器内的元素进行随机排列。
3. void reverse(List) //对List容器内的元素进行逆续排列。
4. void fill(List, Object) //用一个特定的对象重写整个List容器。
5. int binarySearch(List, Object)//对于顺序的List容器，采用折半查找的方法查找特定对象。
注意：Colletion是接口，Colllections是工具类，不要把二者弄混了。

使用容器存储表格数据

第一种方法：
用map代表一行数据
用List代表一整个表格的数据。
第二种方法：
用JavaBean代表一行数据;
将整个表格数据用map或者List存储。