java--List、Set、Map的基础

好像面试很多面试官都喜欢问这它们的一些问题,所以在这里我稍微总结一下,并把大佬们的文章链接贴在后面。

首先我们借鉴了https://www.cnblogs.com/SnowingYXY/p/6727341.html

最终又借鉴了:http://blog.csdn.net/speedme/article/details/22398395

可以有助于我们的理解:

  1. 世间上本来没有集合,(只有数组参考C语言)但有人想要,所以有了集合  
  2. 有人想有可以自动扩展的数组,所以有了List  
  3. 有的人想有没有重复的数组,所以有了set  
  4. 有人想有自动排序的组数,所以有了TreeSet,TreeList,Tree**
  5. 相同点:

    1.List,Set,Map将持有对象一律视为Object型别。

    2.Collection--List与Set、Map都是接口,不能实例化。

    不同点:

    1.map是键值对,key总是独一无二的,value允许重复。

    2.每个位置存储的元素个数不同,Collection类型者,每个位置只有一个元素。map是键值对。

    所属关系:

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    Collection
         --List:将以特定次序存储元素。所以取出来的顺序可能和放入顺序不同。
               --ArrayList / LinkedList / Vector
         --Set : 不能含有重复的元素
               --HashSet / TreeSet
          Map
         --HashMap
         --HashTable
         --TreeMap

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下面这张图是黑马的视频里面的截图:

1.Collection(单列):

将Set与List的共性向上抽取成为Collection接口,所以Collection里面的方法是List与Set共有的。

Collection是最基本的集合接口,声明了适用于JAVA集合(只包括Set和List)的通用方法。 Set 和List 都继承了Conllection。

1.1 Collection接口的方法: 

可以通过下面的博客来学习。

--(转自:https://blog.csdn.net/speedme/article/details/22398395)【没有问过大佬,如果不希望我引用,请告诉我】

1.2List(列表):   extends Collection (java.util.List)

1.List的特点:

a. List是有序的集合,存储元素与取出元素的顺序是一致的。

b. 有索引,包含带有索引的方法。

c. 允许有重复值。

d. 可以存储null值。

2.List的方法:

返回值 方法  说明
void  add(int index,E element) 添加元素在index位置上
E get(int index) 返回指定位置的元素
E remove(int index,E element) 删除index位置上的元素,并把元素值返回
E set(int index,E element) 替换index位置元素,并把被替换的元素值返回

List主要有三种(应该是常被问到的,Vector好像用的比较少):ArrayList、LinkedList与Vector

1.2.1ArrayList:

1.底层实现:数组

数组的特点:查询快,增删慢。

2.ArrayList特点:

a.List接口由可变数组实现。那么问题就来了,如何实现动态扩容。

这篇文章是我学习的动态扩容:https://www.jianshu.com/p/38e3d67bcc26

 (大致的步骤应该是:

1.初始化ArrayList,默认初始容量为10。

注:构造方法我就没复制粘贴了,大家一看链接文章或者自己进入到ArryList里的代码就知道了,很好理解。

2.添加元素,添加元素的时候判断ArrayList的数组容量是否还够添加[add()里面带有判断size的方法。]

3.如果需要扩容就增加数组长度的一般,就是上面文章说的1.5倍。

//这就是1.5倍的由来--建议大家按照代码流程走一遍会有新感受。

注:文章中的代码截图仔细阅读有助于理解。

b.在扩容后会有数组复制。

c.在强调一遍:可以存储null

d.ArrayList非线程安全,实现不是同步的。

3.ArrayList方法:

https://blog.csdn.net/u010890358/article/details/80515284(有大佬写了我就不用再费事了)

1.2.2LinkedList:

1.底层实现:是一个双向链表。

链表特点:查询慢,增删快。

2.LinkedList特点:

a.LinkedList由链表实现。

b.可以存储null值。emmm(我是话唠,再强调一遍)

c.LinkedList非线程安全,实现不是同步的。

2.LinkedList方法:

https://blog.csdn.net/maihilton/article/details/80886655

值得注意的是:add()方法实际等效于addLast()方法;

                         addFirst()等效于push()方法;

                          removeFirst()等效于pop()方法。

1.2.3Vector:

底层也是数组实现的,与ArrayList不同,Vector是同步的,所以Vector效率低,使用的也比较少。

1.3Set(集合):    extends Collection  (java.util.Set)

Set特点:

a.是一个不包含重复元素的集合

b.无索引方法

c.不能使用for循环。

1.3.1HashSet:

1.HashSet特点:

a.底层是一个哈希表(用了哈希表的key),查询速度快。

b.不能保证顺序。

c.允许有null值。

d.实现是不同步的。

e.确保不重复的方法:调用add方法时,add方法调用hashCode方法与equals方法,来判断是否重复。

学好了哈希表的结构,HashSet就可以学会了。

2.LinkedHashSet:

底层是哈希表+链表实现。

实际上就是哈希表的基础上多了一条链表,这条链表用来记录仪元素的存储顺序。(有顺序就可以索引)

1.3.2TreeSet:

1.TreeSet特点:

a. TreeSet中不允许使用null元素!在添加的时候如果添加null,则会抛出NullPointerException异常。

b. TreeSet是基于TreeMap实现的。TreeSet中的元素支持2种排序方式:自然排序 或者 根据创建TreeSet 时提供的 Comparator 进行排序。这取决于使用的构造方法。

c. TreeSet是非同步的方法。 它的iterator 方法返回的迭代器是fail-fast的。

d. TreeSet不支持快速随机遍历,只能通过迭代器进行遍历!
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HashSet与TreeSet的具体方法可以看下面大佬的文章:https://blog.csdn.net/u010648555/article/details/60573808 

HashSet与TreeSet在学习的时候应该与HashMap与TreeMap联合在一起看。

2.Map(双列key-value):

Map的特点:

a.Map是双列集合。

b.key与value的类型任意。

c.key不允许重复,value允许重复。

d.key与value一一对应。

常用子类:HashMap与TreeMap

2.1HashMap:

1.底层实现:

jdk1.8之前:数组+链表

jdk1.8起:数组+链表/红黑树

假如红黑树是为了提高查询速度的。

数组结构:把元素进行了分组(相同哈希值是一组)。初始容量为16

链表/红黑树:吧相同的哈希值的元素连接到一起。当链表长度大于8时,转换为红黑树。

本图是数组+链表/红黑树示意图

图片来源:https://xinxingastro.github.io/2018/05/11/Java/HashMap%E5%BA%95%E5%B1%82%E5%AE%9E%E7%8E%B0%E5%8E%9F%E7%90%86/

本图是每个位置存值的示意图(我最开始一直不了解数组里到底有没有存key-value):

图片来源:https://www.cnblogs.com/little-fly/p/7344285.html

HashMap采用Entry数组来存储key-value对,每一个键值对组成了一个Entry实体,Entry类实际上是一个单向的链表结构,它具有Next指针,可以连接下一个Entry实体,依次来解决Hash冲突的问题。

哈希表的数组是一个Entry数组。

Entry数组里面有的变量和构造函数如下:

一个Entry实际上就是一个节点。指向后面的链表。

hash值的计算我就不截图了,大家可以参考:https://www.jianshu.com/p/70f6207e7bf0

HashMap的默认值:

比如数组默认长度16:static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4;

2.常用方法:

1.添加元素put

注意这一句:

if(key==null)                         //如果key为null,则放入数组0号索引位置。

return putForNullKey(Value);

想要更具体的了解一些方法可以参考:https://www.jianshu.com/p/3bf097f4cf0a

在put这里有一个面试问题就是问你put()与get()的工作原理:

理解了它自身的实现流程就可以很好的答出这个问题了。

不过我觉得大家可以参考这篇文章:https://blog.csdn.net/mbshqqb/article/details/79799009

看完了就会有更深的体会。对于HashMap讲解的很全面。真的真的写的非常好。

2.遍历:

一种是使用keySet方法,另一种就是用entrySet。。。

keySet:

1.把Map中所有key取出来存储到Set集合中

Set<String> set=map.keySet();

2.使用迭代器/增强for循环 遍历set集合

Iterator<String> it=set.iterator();

while(it.hashNext){

String key=it.next();

String value=map.get(key);

System.out,println(key+"---"+value);

}

entrySet:

1.使用entrySet方法,把map中的entry对象取出放到set中。

1 Map<String,String> map=new HashMap<>();
2 Set<Map.Entry<String,String>> set=map.entrySet();

2.遍历set集合,获取entry对象。

1 Iterator<Map.Entry<String,String>> it=set.iterator();
2 while(it.hasNext()){
3     Map.Entry<String,String> entry =it.next();
4     String key=entry.getKey();
5     String value=entry.getValue();
6 }

3.entry对象中有getKey()与getValue()两种方法获取键值。

3.HashMap、HashTable与CurrentHashMap的区别:

HashMap线程不安全,但是效率高。允许存储null值(键值都可以)-----继承AbstractMap类

HashTable能够保证线程安全,但是效率低(使用了synchronized保证方法线程安全)。不允许存储null(键值都不可以)------继承Dictionary类

CurrentHashMap就是保证在二者之间的一个改进。

(后面再写吧 这篇文章写的太多了,也可以参考:https://www.cnblogs.com/-new/p/7496323.html

2.2TreeMap:

直接引用大佬的文章:全面讲解,无需多嘴。

https://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3310928.html

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转载自www.cnblogs.com/levontor/p/10701889.html