java基礎-集合 以下內容為本人的學習筆記，如需要轉載，請聲明原文鏈接 https://www.cnblogs.com/lyh1024/p/16738857.html 1.集合框架概述 1.1集合框架 的作用 在實際開發中，我們經常會對一組相同類型的數據進行統一管理操作。到目前為止，我們可以使用數 ...
java基礎-集合
以下內容為本人的學習筆記，如需要轉載，請聲明原文鏈接 https://www.cnblogs.com/lyh1024/p/16738857.html
1.集合框架概述
1.1集合框架 的作用
在實際開發中，我們經常會對一組相同類型的數據進行統一管理操作。到目前為止，我們可以使用數組結構，鏈表結構，二叉樹來實現。
數組的最大問題在於數組中的元素個數是固定的，要實現動態數組，還是比較麻煩，
在JDK1.2版本後，java完整提供了類集合的概念，封裝了一組強大的，非常方便的集合框架API，讓我們在開發中大大的提高了效率。
集合中分為三大介面；
Collection、Map、Iterator
集合框架的介面和類在java.util包中
1.2 集合框架結構圖：
註：虛線表示介面，實現表示實現類。
1.3 Collection介面
Collection 層次結構 中的根介面。Collection 表示一組對象，這些對象也稱為 collection 的元素。一些 collection 允許有重覆的元素，而另一些則不允許。一些 collection 是有序的，而另一些則是無序的。JDK 不提供此介面的任何直接 實現：它提供更具體的子介面（如 Set 和 List）實現。此介面通常用來傳遞 collection，併在需要最大普遍性的地方操作這些 collection。
介面的定義：
public interface Collection<E> extends Iterator
2集合框架List介面
2.1 List介面
public interface List<E> extends Collection<E>
有序的 collection（也稱為序列）。此介面的用戶可以對列表中每個元素的插入位置進行精確地控制。用戶可以根據元素的整數索引（在列表中的位置）訪問元素，並搜索列表中的元素。
/**
Collection介面：用於存儲單個對象的集合
List介面：
1.有序的,可重覆
2.允許多個null元素
3.具體的實現類有常用的：ArrayList，LinkedList，Vector
Set介面
*/
public class ListDemo{
private static void arrayList(){
//使用集合來存儲多個不同類型的元素（對象），在處理時會比較麻煩，在實際開發中，不建議這樣使用
// List list = new ArrayList();
//在集合中存儲相同類型的對象,第二個<>里在jdk1.8可以不用寫類型Sting
List<String> list = new ArrayList<>();//加泛型約束String類型
list.add("小米");
list.add("調度");
list.add("狗蛋");
list.add("二毛");
list.add("旺財");
//遍歷集合
//for(int i = 0;i<list.size() ;i++),局部變數size會進棧，調用棧會比調用方法快，性能高得多，局部變數size只求一次，而方法要一直調用
int size = list.size();
for(int i = 0;i<size ;i++){
System.out.println(list.get(i))//list.get(int i),獲取下標為i 的值
}
System.out.println(list.contains("小米"))//contains（）：List是否包含"小米"
list.remove("小米")//刪除"小米"
String[] array = list.toArray(new String[]{});//toArray（），轉換成array數組，參數：定義數組類型
for(String s: array){
System.out.println(s);
}
}
public static void main(String[] args){
arrayList();
}
}在實際開發中，我們如何選擇list的具體實現？
1.安全性問題
2.是否頻繁插入，刪除操作（LinkedList）
3.是否是存儲後遍歷
面試題：怎麼實現ArrayList，即ArrayList的原理?
2.2ArrayList
public class ArrayList<E> extends AbstractList<E> implements List<E>,RandomAccess,Cloneable,Serializable
List 介面的大小可變數組的實現。實現了所有可選列表操作，並允許包括 null 在內的所有元素。除了實現 List 介面外，此類還提供一些方法來操作內部用來存儲列表的數組的大小。（
/**ArrayList
1.實現原理，採用動態對象數組實現，預設構造方法創建了一個空數組
2.第一次添加元素，擴展容量為10，之後的擴充演算法：原來數組大小＋原來數組的一半
3.不適合進行刪除或插入操作，否則導致位置會變
4.為了防止數組動態擴充次數過多，建議創建ArrayList時，給定初始容量
5.多線程中使用不安全，適合在單線程訪問時使用，在單線程下使用效率高
JDK1.2開始
*/
2.3 Vector
Vector 類可以實現可增長的對象數組。與數組一樣，它包含可以使用整數索引進行訪問的組件。但是，Vector 的大小可以根據需要增大或縮小，以適應創建 Vector 後進行添加或移除項的操作。
private static void vector(){
/**
Vector
1.實現原理，採用動態對象數組實現，預設構造方法創建了一個大小為10的對象數組
2.擴充的演算法：當增量為0時，擴充為原來大小的2倍，當增量>0時，擴充為原來大小＋增量
3.不適合刪除或插入操作
4.為了防止數組動態擴充次數過多，建議創建Vector時，給定初始容量
5.線程安全，適合在多線程訪問時使用，在單線程下使用效率較低，因為內部方法加了synchronized同步鎖
*/
Vector<String> vector = new Vector<>();
vector .add("小米");
vector .add("調度");
vector .add("狗蛋");
vector .add("二毛");
vector .add("旺財");
for(int i = 0;i<v.size();i++){
System.out.println(v.get(i))
}
public static void main(String[] args){
vector();
}
}面試題：Vector與ArrayLIst的區別？
2.4 LinkedList
public class LinkedList<E> extends AbstractSequentialList<E> implements List<E>,Deque<E>,Cloneable,Serializable
List 介面的鏈接列表實現。實現所有可選的列表操作，並且允許所有元素（包括 null）。除了實現 List 介面外，LinkedList 類還為在列表的開頭及結尾 get、remove 和 insert 元素提供了統一的命名方法。
/**
LinkedList
1.實現原理，採用雙向鏈表結構實現
2.適合插入，刪除操作，性能高
*/
private static void linkedList(){
LinkedList<String> list = new LinkedList<>();
list.add("小米");
list.add("調度");
list.add("狗蛋");
list.add("二毛");
list.add("旺財");
//遍歷集合
int size = list.size();
for(int i = 0;i<size ;i++){
System.out.println(list.get(i));
}
}
3集合框架Set介面
3.1 set介面
public interface Set<E> extends Collection<E>
一個不包含重覆元素的 collection。更確切地講，set 不包含滿足 e1.equals(e2) 的元素對 e1 和 e2，並且最多包含一個 null 元素。正如其名稱所暗示的，此介面模仿了數學上的 set 抽象。
3.2HashSet
-
public class **HashSet<E>**extends AbstractSet<E>implements Set<E>, Cloneable, Serializable
此類實現 Set 介面，由哈希表（實際上是一個 HashMap 實例）支持。它不保證 set 的迭代順序；特別是它不保證該順序恆久不變。此類允許使用 null 元素。
/**
Set介面
1.無序的（不保證順序）
2.不允許重覆元素
實現類：HashSet,TreeSet,LinkedHashSet，三者底層實現與Map關聯
選擇使用
如果要排序，選擇treeSet
如果不要排序，也不用保證順序選擇HashSet
不要排序，要保證順序，選擇LinkedHashSet
*/
public class SetDemo{
public static void main(Sting[] args){
/**
HashSet
1.實現原理，基於哈希表（HashMap）實現
2.不允許重覆，可以有一個NULL元素
3.不保證順序恆久不變（例：添加元素後，輸出順序會變）
4.添加元素時把元素作為HashMap的key存儲，HashMap的value使用一個固定的Object對象
5.排除重覆元素是通過equals來檢查對象是否相同
6.判斷兩個對象是否相同，先判斷兩個對象的hashCode是否相同，（如果兩個對象的hashCode相同，不一定是同一個對象，如果不同，那一定不是同一個對象；整數範圍就這麼大，有可能重覆），如果不同，則兩個對象不是同一個對象，如果相同，還要進行equals判斷，equals相同則是同一個對象，不同則不是同一個對象。
7.自定義對象要認為屬性值都相同時為同一個對象，有這種需求時，那麼我們要重寫對象所在實體類的hashCode和equals方法
小結
（1）哈希表的存儲結構：數組+鏈表，數組裡的每個元素以鏈表的形式存儲
（2）如何把對象存儲到哈希表中，先計算對象的hashCode值，再對數組的長度求餘數，來決定對象要存儲在數組中的哪個位置（不同的值放到數組裡，相同的值按先後順序作為鏈表放在一格數組裡，先放進去的就是根，後進去的作為根的next）
（3）解決hashSet中的重覆值使用的方式是：參考第六點
*/
private static void hashSet(){
Set<String> set = new HashSet<>();
set.add("張飛");
set.add("關羽");
set.add("劉備");
set.add("諸葛亮");
set.add("曹操");
set.add("諸葛亮");//把上面的"諸葛亮"替換掉,添加自定義的不同對象，且相同值的對象時不會被替換
String[] names = set.toArray(new String[]{})
for(String s : names){
System.out.println(s);
}
}
}
}
hashCode深入分析
hashCode（）方法，在Object類中定義如下：
public native int hashCode();//native本地方法
hashCode是本地方法，它的實現是根據本地機器相關，當然我們可以在自己寫的類中覆蓋hashCode()方法，比如 String ,Integer,Double......等等這些類都是覆蓋了hashCode()方法的。
-
判斷兩個對象是否相同：先判斷兩個對象的hashCode是否相同，（[重寫hashCode(),根據值來計算hashCode，值相等判定為同一對象，]如果兩個對象的hashCode相同，不一定是同一個對象，如果不同，那一定不是同一個對象；整數範圍就這麼大，有可能重覆），如果不同，則兩個對象不是同一個對象，如果相同，還要進行equals判斷，equals相同則是同一個對象，不同則不是同一個對象。
-
如何把對象存儲到哈希表中：先計算對象的hashCode值，再對數組的長度求餘數，來決定對象要存儲在數組中的哪個位置（不同的值放到數組裡，相同的值按先後順序作為鏈表放在一格數組裡，先放進去的就是根，後進去的作為根的next）
3.3 TreeSet（排序）
-
public class **TreeSet<E>**extends AbstractSet<E>implements NavigableSet<E>, Cloneable, Serializable
基於 TreeMap的 NavigableSet實現。使用元素的自然順序對元素進行排序，或者根據創建 set 時提供的 Comparator 進行排序，具體取決於使用的構造方法。
/**
有序的，基於TreeMap（二叉樹數據結構），對象需要比較大小，通過對象比較器來實現，
對象比較器還可以用來去除重覆元素，
如果自定義的數據類，沒有實現比較器介面，將無法添加到TreeSet集合中。
*/
private static void treeSet(){
TreeSet<String> tree = new TreeSet<>(new CatComparetor());
Cat c1 = new Cat("wanwan",2,1) //參數：名字，年齡，編號
Cat c2 = new Cat("guanguan",3,2)
Cat c3 = new Cat("wanwan",2,3)
Cat c4 = new Cat("wanwan",2,1)
tree.add(c1);
tree.add(c2);
tree.add(c3);
tree.add(c4);
System.out.println(tree.size() );//如果創建TreeSet實例時沒有傳入new CatComparetor()比較器的話，對象間無法比較排序，報類型轉換異常錯誤
for(Cat c : tree){
System.out.println(c);
}
}
public class CatComparetor implements Comparator<Cat>{
public int compare(Cat o1,Cat o2){
// return o1.getAge()-o2.getAge()//根據年齡來比較,相同年齡會被判定為同一對象，存不進去
}
}
3.4LinkedHashSet（順序）
-
public class **LinkedHashSet<E>**extends HashSet<E>implements Set<E>, Cloneable, Serializable
具有可預知迭代順序的 Set 介面的哈希表和鏈接列表實現。此實現與 HashSet 的不同之外在於，後者維護著一個運行於所有條目的雙重鏈接列表。此鏈接列表定義了迭代順序，即按照將元素插入到 set 中的順序（插入順序）進行迭代。註意，插入順序不 受在 set 中重新插入的 元素的影響。（如果在 s.contains(e) 返回 true 後立即調用 s.add(e)，則元素 e 會被重新插入到 set s 中。）
/**
哈希表和鏈接列表實現
維護著一個運行於所有條目的雙重鏈接列表。此鏈接列表定義了迭代順序，即按照將元素插入到 set 中的順序（*插入順序*）進行迭代
*/
private static void linkedHashSet(){
LinkedHashSet<String> set = new LinkedHashSet<>();//鏈表來記錄位置
Cat c1 = new Cat("wanwan",2,1) //參數：名字，年齡，編號
Cat c2 = new Cat("guanguan",3,2)
Cat c3 = new Cat("wanwan",2,3)
Cat c4 = new Cat("wanwan",2,1)
set.add(c1);
set.add(c2);
set.add(c3);
set.add(c4);
for(Cat c : set){
System.out.println(c);
}
}
4.集合框架Iterator介面
4.1 集合輸出
前面我們已經學習了集合的基本操作，很多情況下，我們需要把集合的內容進行輸出，也就是遍歷集合
遍歷集合的方式有一下幾種：
-
Iterator
-
ListIterator(一般用得很少)
-
Enumeration（枚舉迭代介面）
-
foreach（，最方便，用得也多）
其中Iterator的使用率最高，在JDK1.5後新增了foreach，也被大量使用。有了Iterator迭代器，不同的集合也可以用相同的方式來迭代，而內部隱藏了不同的具體實現
4.2 Iterator
-
public interface **Iterator<E>**
對 collection 進行迭代的迭代器。迭代器取代了 Java Collections Framework 中的 Enumeration。
| 類型 | 說明 |
|---|---|
|
