day22--Java集合05

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Java集合05 11.HashSet課堂練習 11.1課堂練習1 定義一個Employee類，該類包括：private成員屬性name，age 要求： 創建3個Employee對象放入HashSet中 當name和age的值相同時，認為是相同員工，不能添加到HashSet集合中 思路：不同對象的哈 ...


Java集合05

11.HashSet課堂練習

11.1課堂練習1

定義一個Employee類，該類包括：private成員屬性name，age

要求：

  1. 創建3個Employee對象放入HashSet中
  2. 當name和age的值相同時，認為是相同員工，不能添加到HashSet集合中

思路：不同對象的哈希值一般會不一樣，導致在添加對象時可能會在table數組的不同位置添加，因此想要比較對象的屬性值，就要重寫hashCode方法，使具有相同屬性的對象具有一樣的hash值，這樣才能在插入時比較對象的值；但不同的對象也可能具有相同的hash值，所以要重寫equals方法來比較對象屬性值

如下圖：在add()方法最終調用的putVal（）方法中可以看出，如果插入的新元素的哈希值相同 且 值也相同 就不加入

image-20220817173700933

例子：

package li.collections.set.hashset;

import java.util.HashSet;
import java.util.Objects;

@SuppressWarnings("all")
public class HashSetPractice {
    public static void main(String[] args) {
        HashSet hashSet = new HashSet();
        hashSet.add(new Employee("jack", 18));
        hashSet.add(new Employee("smith", 18));
        hashSet.add(new Employee("jack", 18));

        System.out.println(hashSet);//[Employee{name='smith', age=18.0}, Employee{name='jack', age=18.0}]

    }
}

class Employee {
    private String name;
    private double age;

    public Employee(String name, double age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public double getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(double age) {
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Employee{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        Employee employee = (Employee) o;
        return Double.compare(employee.age, age) == 0 && Objects.equals(name, employee.name);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(name, age);
    }
}

image-20220817145110916

快捷鍵：alt+insert選擇equals（）and hashCode（）快速重寫

image-20220817144139231

如果name和age的值相同，在使用equals時，返回true

image-20220817142610039

如果name和age的值相同，在計算hashCode的時候返回相同的hash值

image-20220817142652561

11.2課堂練習2

定義一個Employee類，該類包含：private成員屬性name，sal，birthday，其中birthday為MyDate類型，屬性包括year，month，day

要求：

  1. 創建3個Employee對象放入到HashSet中
  2. 當name和birthday的值相同時，熱衛視相同員工，不能添加到HashSet集合中

思路：和練習1思路一致，不同的是MyDate類也要重寫equals（）和hashCode（）方法

練習：

package li.collections.set.hashset;

import java.util.HashSet;
import java.util.Objects;

@SuppressWarnings("all")
public class HashSetPractice2 {
    public static void main(String[] args) {
        HashSet hashSet = new HashSet();
        hashSet.add(new Employee("jack",8000,new MyDate(1997,12,23)));
        hashSet.add(new Employee("jack",8000,new MyDate(1997,12,23)));
        hashSet.add(new Employee("jack",8000,new MyDate(1997,12,23)));
        hashSet.add(new Employee("jack",8000,new MyDate(1997,12,23)));

        System.out.println(hashSet);//[Employee{name='jack', sal=8000.0, birthday=MyDate{year=1997, month=12, day=23}}]

    }
}

class Employee {
    private String name;
    private double sal;
    private MyDate birthday;

    public Employee(String name, double sal, MyDate birthday) {
        this.name = name;
        this.sal = sal;
        this.birthday = birthday;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public double getSal() {
        return sal;
    }

    public void setSal(double sal) {
        this.sal = sal;
    }

    public MyDate getBirthday() {
        return birthday;
    }

    public void setBirthday(MyDate birthday) {
        this.birthday = birthday;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        Employee employee = (Employee) o;
        return Double.compare(employee.sal, sal) == 0 && Objects.equals(name, employee.name) && Objects.equals(birthday, employee.birthday);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(name, sal, birthday);
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Employee{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", sal=" + sal +
                ", birthday=" + birthday +
                '}';
    }
}


class MyDate {
    private int year;
    private int month;
    private int day;

    public MyDate(int year, int month, int day) {
        this.year = year;
        this.month = month;
        this.day = day;
    }

    public int getYear() {
        return year;
    }

    public void setYear(int year) {
        this.year = year;
    }

    public int getMonth() {
        return month;
    }

    public void setMonth(int month) {
        this.month = month;
    }

    public int getDay() {
        return day;
    }

    public void setDay(int day) {
        this.day = day;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        MyDate myDate = (MyDate) o;
        return year == myDate.year && month == myDate.month && day == myDate.day;
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(year, month, day);
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "MyDate{" +
                "year=" + year +
                ", month=" + month +
                ", day=" + day +
                '}';
    }
}

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12.LinkedHashSet

12.1LinkedHashSet底層

  1. LinkedHashSet是HashSet的子類
  2. LinkedHashSet底層是一個LinkedHashMap（LinkedHashMap是HashMap的子類），底層維護了一個 數組+雙向鏈表
  3. LinkedHashSet根據元素的hashCode值來決定元素的存儲位置，同時使用鏈表維護元素的次序，這是元素看起來是以插入順序保存的
  4. LinkedHashSet不允許重覆元素

說明：

1）在LinkedHashSet中維護了一個hash表和雙向鏈表（LinkedHashSet中有head和tail）

2）每一個節點都有前後指針（before和after屬性），形成雙向鏈表

3）在添加一個元素時，先求hash值，再求索引。確定該元素在table的位置然後將添加的元素加入到雙向鏈表（如果已經村存在，就不添加，原理和HashSet一樣）

tail.next = newElement;//將新添加的節點連接至尾節點的後面
newElement.pre = tail;//將尾節點設為新結點的前驅結點
tail = newElement;//將新節點設為尾節點

4）這樣，遍歷LinkedHashSet也能確保插入順序和遍歷順序一致

例子1：LinkedHashSet底層分析

package li.collections.set.hashset;

import java.util.LinkedHashSet;
import java.util.Set;

@SuppressWarnings("all")

public class LinkedHashSetSource {
    public static void main(String[] args) {
        Set set = new LinkedHashSet();
        set.add(new String("AA"));
        set.add(456);
        set.add(456);
        set.add(new Customer("劉", 1001));
        set.add(123);
        set.add("jack");
        System.out.println(set);
    }
}

class Customer {
    private String name;
    private int number;

    public Customer(String name, int number) {
        this.name = name;
        this.number = number;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Customer{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", number=" + number +
                '}';
    }
}

如下圖，LinkedHashSet不允許重覆值，且插入順序和取出順序一致

image-20220817162824487

在Set set = new LinkedHashSet();出打上斷點調試：

如下圖：可以看到，LinkedHashSet底層是一個LinkedHashMap

image-20220817162353027

如下圖所示：點擊map展開，Step Over之後可以看到第一次添加數據時，直接將數組table擴容到16（數組下標從零開始），存放的節點類型是LinkedHashMap$Entry

數組是HashMap$Node[ ]

存放的元素/數據是LinkedHashMap$Entry類型(LinkedHashMap的內部類Entry繼承了HashMap的內部類Node)

image-20220817163548224 image-20220817163414758

image-20220817165732968

如下圖：繼續添加數據，可以看到在索引為8 的位置添加了新的數據456，點開索引為0 的節點，可以看到這時原來節點的after指向了新的節點，並且新結點的before指向了原來的節點，形成了雙向鏈表

image-20220817170428965 image-20220817170406668

如下圖所示：在add（）底層仍然是和HashSet調用了相同的方法，詳情見10.3HashSet源碼詳解

image-20220817171558864

image-20220817171651392

image-20220817171818571

以此類推，形成一條雙向鏈表：

image-20220817172328474

12.1.LinkedHashSet練習

有一個Car類，存在兩個私有屬性name和price

要求：如果兩個Car對象的name和price一樣，就認為是相同元素，不能添加

練習：

package li.collections.set.hashset;

import java.util.LinkedHashSet;
import java.util.Objects;

@SuppressWarnings("all")
public class LinkedHashSetPractice {
    public static void main(String[] args) {
        LinkedHashSet linkedHashSet = new LinkedHashSet();
        linkedHashSet.add(new Car("奧拓",100_000));
        linkedHashSet.add(new Car("保時捷",990_000));
        linkedHashSet.add(new Car("法拉利",3100_000));
        linkedHashSet.add(new Car("特斯拉",100_000));
        linkedHashSet.add(new Car("特斯拉",100_000));
        for (Object o:linkedHashSet) {
            System.out.println(o);
        }
    }
}

class Car{
    private String name;
    private double price;

    public Car(String name, double price) {
        this.name = name;
        this.price = price;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Car{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", price=" + price +
                '}';
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        Car car = (Car) o;
        return Double.compare(car.price, price) == 0 && Objects.equals(name, car.name);
    }
    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(name, price);
    }
    
}
image-20220817174209140

在沒有重寫hashCode()和equals()之前不同的對象實例的hash值一般是不一樣的，因此可以插入name和price相同的對象數據。重寫之後可以看到相同屬性的對象無法插入了。具體解題思路和11HashSet的課堂練習一致。

13.Map介面

image-20220817180129001

13.1Map介面特點

Map介面實現類的特點：（ JDK8的Map介面特點 ）

  1. Map和Collection併列存在。Map用於保存具有映射關係的數據：key-value（雙列元素）
  2. Map中的key和value可以是任何引用類的數據，會封裝到HashMap$Node對象中
  3. Map中的key不允許重覆（key值不允許重覆，重覆的話就會用新的值替換/覆蓋舊的值e = p--->詳細原因和HashSet一樣，詳見10.1-10.3）
  4. Map中的value允許重覆（hash值取決於key）
  5. Map中的key可以為null，value也可以為null（註意key的null最多只能有一個，value的null可以有多個）
  6. 常用String類作為Map的key
  7. key和value之間存在單向一對一關係，即通過指定的key總能找到對應的value

例子：map的簡單使用

package li.map;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class MapIntroduce {
    @SuppressWarnings("all")
    public static void main(String[] args) {
        Map map = new HashMap();
        map.put("no1","北京");//k-v
        map.put("no4","深圳");//k-v
        map.put("no4","長沙");//no4=長沙-->key值不允許重覆，重覆的話就會用新的值替換/覆蓋舊的值 e=p
        map.put("no5","北京");//value可以重覆,hash值取決於key
        map.put(null,null);
        map.put(null,"abc");//key不能重覆，因此這裡的值會將上一行的值覆蓋 null=abc
        map.put("abc",null);//value可以重覆
        map.put(new Object(),123);

        //無序的：原因是底層是按計算的hash值來存放
        //{null=abc, no1=北京, no4=長沙, abc=null, no5=北京, java.lang.Object@1b6d3586=123}
        System.out.println(map);

        //通過指定的key總能找到對應的value
        System.out.println(map.get(null));//abc
        System.out.println(map.get("no1"));


    }

}

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