集合(中)LinkedList、HashSet、Collection总结

  • List集合存储数据的结构

数据存储的常用结构有:堆栈、队列、数组、链表。我们分别来了解一下:

堆栈,采用该结构的集合,对元素的存取有如下的特点:

先进后出(即,存进去的元素,要在后它后面的元素依次取出后,才能取出该元素)。例如,子弹压进弹夹,先压进去的子弹在下面,后压进去的子弹在上面,当开枪时,先弹出上面的子弹,然后才能弹出下面的子弹。

栈的入口、出口的都是栈的顶端位置

压栈:就是存元素。即,把元素存储到栈的顶端位置,栈中已有元素依次向栈底方向移动一个位置。

弹栈:就是取元素。即,把栈的顶端位置元素取出,栈中已有元素依次向栈顶方向移动一个位置。

队列,采用该结构的集合,对元素的存取有如下的特点:

先进先出(即,存进去的元素,要在后它前面的元素依次取出后,才能取出该元素)。例如,安检。排成一列,每个人依次检查,只有前面的人全部检查完毕后,才能排到当前的人进行检查。

队列的入口、出口各占一侧。例如,下图中的左侧为入口,右侧为出口。

数组,采用该结构的集合,对元素的存取有如下的特点:

查找元素快:通过索引,可以快速访问指定位置的元素

增删元素慢:

指定索引位置增加元素:需要创建一个新数组,将指定新元素存储在指定索引位置,再把原数组元素根据索引,复制到新数组对应索引的位置。如下图

指定索引位置删除元素:需要创建一个新数组,把原数组元素根据索引,复制到新数组对应索引的位置,原数组中指定索引位置元素不复制到新数组中。如下图

链表,采用该结构的集合,对元素的存取有如下的特点:

多个节点之间,通过地址进行连接。例如,多个人手拉手,每个人使用自己的右手拉住下个人的左手,依次类推,这样多个人就连在一起了。

查找元素慢:想查找某个元素,需要通过连接的节点,依次向后查找指定元素

增删元素快:

增加元素:操作如左图,只需要修改连接下个元素的地址即可。

删除元素:操作如右图,只需要修改连接下个元素的地址即可。

        

        

  • LinkedList集合

        LinkedList集合数据存储的结构是链表结构。方便元素添加、删除的集合。实际开发中对一个集合元素的添加与删除经常涉及到首尾操作,而LinkedList提供了大量首尾操作的方法。如下图

在开发时,LinkedList集合也可以作为堆栈,队列的结构使用。


  • Set接口

    HashSet集合介绍

    查阅HashSet集合的API介绍:此类实现Set接口,由哈希表支持(实际上是一个 HashMap集合)。HashSet集合不能保证的迭代顺序与元素存储顺序相同。

    HashSet集合,采用哈希表结构存储数据,保证元素唯一性的方式依赖于:hashCode()equals()方法。

    HashSet集合存储数据的结构(哈希表)

    什么是哈希表呢?

            哈希表底层使用的也是数组机制,数组中也存放对象,而这些对象往数组中存放时的位置比较特殊,当需要把这些对象给数组中存放时,那么会根据这些对象的特有数据结合相应的算法,计算出这个对象在数组中的位置,然后把这个对象存放在数组中。而这样的数组就称为哈希数组,即就是哈希表。

            当向哈希表中存放元素时,需要根据元素的特有数据结合相应的算法,这个算法其实就是Object类中的hashCode方法。由于任何对象都是Object类的子类,所以任何对象有拥有这个方法。即就是在给哈希表中存放对象时,会调用对象的hashCode方法,算出对象在表中的存放位置,这里需要注意,如果两个对象hashCode方法算出结果一样,这样现象称为哈希冲突,这时会调用对象的equals方法,比较这两个对象是不是同一个对象,如果equals方法返回的是true,那么就不会把第二个对象存放在哈希表中,如果返回的是false,就会把这个值存放在哈希表中。

            总结:保证HashSet集合元素的唯一,其实就是根据对象的hashCode和equals方法来决定的。如果我们往集合中存放自定义的对象,那么保证其唯一,就必须复写hashCode和equals方法建立属于当前对象的比较方式。

  •  HashSet存储自定义类型元素

            给HashSet中存放自定义类型元素时,需要重写对象中的hashCode和equals方法,建立自己的比较方式,才能保证HashSet集合中的对象唯一

    publicclass Student {

        private String name;

        private int age;

        public Student(String name, int age) {

            super();

            this.name = name;

            this.age= age;

        }

        public String getName() {

            returnname;

        }

        public void setName(Stringname) {

            this.name= name;

        }

        public int getAge() {

            returnage;

        }

        public void setAge(int age) {

            this.age= age;

        }

        @Override

        public String toString() {

            return "Student [name=" + name + ",age=" + age+ "]";

        }

        @Override

        publicint hashCode() {

            final int prime = 31;

            int result = 1;

            result = prime * result + age;

            result = prime * result + ((name == null) ? 0 : name.hashCode());

            return result;

        }

        @Override

        publicbooleanequals(Object obj) {

            if (this == obj)

                return true;

            if(!(obj instanceof Student)){

                System.out.println("类型错误");

                returnfalse;

            }

            Student other = (Student) obj;

            return this.age == other.age && this.name.equals(other.name);

        }

    }

  • 判断集合元素唯一的原理

    ArrayList的contains方法判断元素是否重复原理

            ArrayList的contains方法会使用调用方法时,传入的元素的equals方法依次与集合中的旧元素所比较,从而根据返回的布尔值判断是否有重复元素。此时,当ArrayList存放自定义类型时,由于自定义类型在未重写equals方法前,判断是否重复的依据是地址值,所以如果想根据内容判断是否为重复元素,需要重写元素的equals方法。


  • HashSet的add/contains等方法判断元素是否重复原理

    Set集合不能存放重复元素,其添加方法在添加时会判断是否有重复元素,有重复不添加,没重复则添加。

    HashSet集合由于是无序的,其判断唯一的依据是元素类型的hashCode与equals方法的返回结果。规则如下:

    先判断新元素与集合内已经有的旧元素的HashCode值

     如果不同,说明是不同元素,添加到集合。

     如果相同,再判断equals比较结果。返回true则相同元素;返回false则不同元素,添加到集合。

    所以,使用HashSet存储自定义类型,如果没有重写该类的hashCode与equals方法,则判断重复时,使用的是地址值,如果想通过内容比较元素是否相同,需要重写该元素类的hashcode与equals方法。



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