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【java 13天进阶Day05】数据结构,List,Set ,TreeSet集合,Collections工具类

news 来源：原创 2025/8/16 20:53:09

常见的数据结构种类

  1. 集合是基于数据结构做出来的，不同的集合底层会采用不同的数据结构。
  2. 不同的数据结构，功能和作用是不一样的。
  3. 数据结构：
    • 数据结构指的是数据以什么方式组织在一起。
    • 不同的数据结构，增删查的性能是不一样的。
    • 不同的集合底层会采用不同的数据结构，我们要知道集合的底层是基于哪种数据结构存储和操作数据的。这样才能知道具体场景用哪种集合。
  4. Java常见的数据结构即数据存储的常用结构：栈、队列、数组、链表和红黑树。
  5. a.队列（queue）
    • –先进先出，后进后出。
    • –场景：各种排队。叫号系统。
    • –有很多集合可以实现队列。
  6. b.栈（stack）
    • –后进先出，先进后出
    • – 压栈==入栈
    • – 弹栈 == 出栈
    • –场景：手枪的弹夹。
  7. c.数组
    • –数组是内存中的连续存储区域。
    • –分成若干等分的小区域（每个区域大小是一样的）
    • –元素存在索引
    • –特点：查询元素快（根据索引快速计算出元素的地址，然后立即去定位）
    • 增删元素慢（创建新数组，迁移元素）
  8. d.链表
    • –元素不是内存中的连续区域存储。
    • –元素是游离存储的。每个元素会记录下个元素的地址。
    • –特点：查询元素慢。
    • 增删元素快（针对于首尾元素，速度极快，一般是双链表）。
  9. e.红黑树（待看）
    1.
    2. 二叉树：binary tree永远只有一个根节点**,是每个结点不超过2个节点的树（tree） 。
    3. 查找二叉树,排序二叉树：小的左边，大的右边，但是可能树很高，性能变差。
    4. 为了做排序和搜索会进行左旋和右旋实现平衡查找二叉树，让树的高度差不大于    1**。
    5. 红黑树（就是基于红黑规则实现了自平衡的排序二叉树）：树尽量的保证到了很矮小，但是又排好序了，性能最高的树。
    6. 红黑树的增删查改性能都好。

ArrayList集合

  • List集合继承了Collection集合的全部功能，因为List集合多了索引，所以多了很多按照索引操作元素的功能。
  • ArrayList实现List集合底层基于数组存储数据的，查询快，增删慢！
  • public void add(int index, E element):将指定的元素，添加到该集合中的指定位置上。
  • public E get(int index):返回集合中指定位置的元素。
  • public E remove(int index):移除列表中指定位置的元素,返回的是被移除的元素。
  • public E set(int index, E element):用指定元素替换集合中指定位置的元素，返回更新前的元素值。
  • 四种遍历：多了for遍历，因为有索引。
  • 使用多态List<String> lists = new ArrayList<>();
LinkedList集合
  • LinkedList也是List的实现类：底层是基于链表的，增删比较快，查询慢！！
  • LinkedList是支持双链表，定位前后的元素是非常快的，增删首尾的元素也是最快的。
  • public void addFirst(E e):将指定元素插入此列表的开头。
  • public void addLast(E e):将指定元素添加到此列表的结尾。
  • public E getFirst():返回此列表的第一个元素。
  • public E getLast():返回此列表的最后一个元素。
  • public E removeFirst():移除并返回此列表的第一个元素。
  • public E removeLast():移除并返回此列表的最后一个元素。
  • public E pop():从此列表所表示的堆栈处弹出一个元素。
  • public void push(E e):将元素推入此列表所表示的堆栈。
  • 放弃多态，使用多态无法调用子类新功能LinkedList<String> linkList = new LinkedList<>();
Set系列集合
  • Set系列集合是基于哈希表存储数据的，它的增删改查的性能都很好。
  • 只有HashSet同父类Set一致都是无序，不重复，无索引的。
  • 使用多态Set<String> sets = new HashSet<>();
  • 两个问题：
    • Set集合添加的元素是不重复的，是如何去重复的？
      • 对于有值特性的，Set集合可以直接判断进行去重复。
      • 对于引用数据类型的类对象，Set集合是按照如下流程进行是否重复的判断。
        1. Set集合会让两两对象，先调用自己的hashCode()方法得到彼此的哈希值（所谓的内存地址）a1.hashCode());
        2. 然后比较两个对象的哈希值是否相同，如果不相同则直接认为两个对象不重复。
        3. 如果哈希值相同，会继续让两个对象进行equals比较内容是否相同，如果相同认为真的重复了
          如果不相同认为不重复。
        4. 如果希望Set集合认为两个对象只要内容一样就重复了，必须重写对象的hashCode和equals方法。这会使得相同内容的对象哈希值一致且equals比较内容相同。（直接生产即可）
    • Set集合元素无序的原因是什么？
      • 根本原因是因为底层采用了哈希表存储元素。63%6=3
      • JDK 1.8之前：哈希表 = 数组 + 链表 + （哈希算法）
      • JDK 1.8之后：哈希表 = 数组 + 链表 + 红黑树 + （哈希算法）
      • 当链表长度超过阈值（8）时，将链表转换为红黑树，这样大大减少了查找时间。
LinkedHashSet
  • 是HashSet的子类，元素是**“有序”** 不重复，无索引。
  • LinkedHashSet底层依然是使用哈希表存储元素的，但是每个元素都额外带一个链来维护添加顺序！！不光增删查快，还有序。
  • 缺点是多了一个存储顺序的链会占内存空间!!而且不允许重复，无索引。
  • 总结：
    • 如果希望元素可以重复，又有索引，查询要快用ArrayList集合。（用的最多）
    • 如果希望元素可以重复，又有索引，增删要快要用LinkedList集合。（适合查询元素比较少的情况，经常要首尾操作元素的情况）
    • 如果希望增删改查都很快，但是元素不重复以及无序无索引，那么用HashSet集合。
    • 如果希望增删改查都很快且有序，但是元素不重复以及无索引，那么用LinkedHashSet集合。
TreeSet集合
  • 不重复，无索引，按照大小默认升序排序!!
  • TreeSet集合称为排序不重复集合，可以对元素进行默认的升序排序。
  • 使用多态，在Set基础上基本无新增功能 Set<Double> scores = new TreeSet<>();
  • TreeSet集合自自排序的方式：
    • 1.有值特性的元素直接可以升序排序。（浮点型，整型）
    • 2.字符串类型的元素会按照首字符的编号排序。
    • 3.对于自定义的引用数据类型，TreeSet默认无法排序，执行的时候直接报错，因为人家不知道排序规则。
  • 自定义的引用数据类型的排序实现：定制排序的大小规则

    • a.直接为对象的类实现比较器规则接口Comparable，重写比较方法（拓展方式）。

      • 如果程序员认为比较者大于被比较者 返回正数。
      • 如果程序员认为比较者小于被比较者 返回负数。
      • 如果程序员认为比较者等于被比较者 返回0。
      • @Data
public class Employee implements Comparable<Employee> {private String name;private double salary;private int age;// 重写了比较方法。// e1.compareTo(o)// 比较者：this// 被比较者：o// 需求：按照年龄比较@Overridepublic int compareTo(Employee o) {// 规则：Java规则// 如果程序员认为比较者大于被比较者 返回正数！// 如果程序员认为比较者小于被比较者 返回负数！// 如果程序员认为比较者等于被比较者 返回0！
//        if(this.age > o.age){
//            return 1;
//        }else if(this.age < o.age){
//            return -1;
//        }
//        return 0;return this.age - o.age;}}

    • b.直接为集合设置比较器Comparator对象,重写比较方法。

      • 如果程序员认为比较者大于被比较者 返回正数。
      • 如果程序员认为比较者小于被比较者 返回负数。
      • 如果程序员认为比较者等于被比较者 返回0。
      • 使用匿名内部类 public TreeSet(Comparator<? super E> comparator)
      • Set<Employee> employees1 = new TreeSet<>(new Comparator<Employee>() {@Overridepublic int compare(Employee o1, Employee o2) {// o1比较者   o2被比较者// 如果程序员认为比较者大于被比较者 返回正数！// 如果程序员认为比较者小于被比较者 返回负数！// 如果程序员认为比较者等于被比较者 返回0！return o1.getAge() - o2.getAge();}});
  • 注意：如果类和集合都带有比较规则，优先使用集合自带的比较规则。

–

Collections工具类的使用

  • java.utils.Collections:是集合工具类
  • Collections并不属于集合，是用来操作集合的工具类。
  • Collections有几个常用的API:
    • -public static boolean addAll(Collection<? super T> c, T… elements)：给集合对象批量添加元素！
      • List<String> names = new ArrayList<>();
      • Collections.addAll(names, "曹操", "小亮", "小王");
    • - public static void shuffle(List<?> list) ：打乱集合顺序，只能打乱有序的List集合。
    • - public static void sort(List list)：将集合中元素按照默认规则排序，默认升序。
    • - public static void sort(List list，Comparator<? super T> )：将集合中元素按照指定规则排序。
  • Set是哈希算法存储的，无法为其排序和升序。
  • 引用数据类型的排序
    • 字符串按照首字符的编号升序排序！
    • 自定义类型的比较方法API
      • - public static void sort(List list):
        • 将集合中元素按照默认规则排序。对于自定义的引用类型的排序人家根本不知道怎么排，直接报错！
        • 如果希望自定义的引用类型排序不报错，可以给类提供比较规则:Comparable。
      • - public static void sort(List list，Comparator<? super T>
        • 将集合中元素按照指定规则排序,自带比较器
        • //方式1 自定义比较器
Collections.sort(oranges1, new Comparator<Orange>() {@Overridepublic int compare(Orange o1, Orange o2) {if (o1.getWeight() > o2.getWeight()) return -1;if (o1.getWeight() < o2.getWeight()) return 1;return 0;}});

        • //方式2 类实现Comparable接口
@Data
public class Orange implements Comparable {private String name;private double weight;private String price;@Overridepublic int compareTo(Object o) {Orange o2 = (Orange) o;if (this.weight > o2.weight) return 1;if (this.weight < o2.weight) return -1;return 0;}
}
        • 注意：如果类有比较规则，而sort有比较器，优先使用比较器。

可变参数

  • 可变参数用在形参中可以接收多个数据。
  • 可变参数的格式：数据类型… 参数名称 public static void sum(int... nums)
  • 可变参数的作用：
    • 传输参数非常灵活，方便。
    • 可以不传输参数。
    • 可以传输一个参数。
    • 可以传输多个参数。
    • 可以传输一个数组。
    • 可变参数在方法内部本质上就是一个数组。
  • 可变参数的注意事项：
    • 1.一个形参列表中可变参数只能有一个。
    • 2.可变参数必须放在形参列表的最后面。

ps:b站课程《黑马程序员Java13天进阶》根据官方笔记结合自身情况整理的笔记
视频链接

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编程日记 2025/8/14 16:35:21

C#/.NET/.NET Core拾遗补漏合集（25年4月更新）

前言 在这个快速发展的技术世界中&#xff0c;时常会有一些重要的知识点、信息或细节被忽略或遗漏。《C#/.NET/.NET Core拾遗补漏》专栏我们将探讨一些可能被忽略或遗漏的重要知识点、信息或细节&#xff0c;以帮助大家更全面地了解这些技术栈的特性和发展方向。 ✍C#/.NET/.N…...

编程日记 2025/8/14 4:55:14

闲来无事，用HTML+CSS+JS打造一个84键机械键盘模拟器

今天闲来无聊&#xff0c;突发奇想要用前端技术模拟一个机械键盘。说干就干&#xff0c;花了点时间搞出来了这么一个有模有样的84键机械键盘模拟器。来看看效果吧&#xff01; 升级版的模拟器 屏幕录制 2025-04-18 155308 是不是挺像那么回事的&#xff1f;哈哈&#xff01; 它…...

编程日记 2025/8/16 17:59:03

极狐GitLab 项目导入导出设置介绍？

极狐GitLab 是 GitLab 在中国的发行版&#xff0c;关于中文参考文档和资料有&#xff1a; 极狐GitLab 中文文档极狐GitLab 中文论坛极狐GitLab 官网 导入导出设置 (BASIC SELF) 导入和导出相关功能的设置。 配置允许的导入源 在从其他系统导入项目之前&#xff0c;必须为该…...

编程日记 2025/8/14 8:38:18

极狐GitLab 项目 API 的速率限制如何设置？

极狐GitLab 是 GitLab 在中国的发行版&#xff0c;关于中文参考文档和资料有&#xff1a; 极狐GitLab 中文文档极狐GitLab 中文论坛极狐GitLab 官网 项目 API 的速率限制 (BASIC SELF) 引入于 15.10 版本&#xff0c;功能标志为rate_limit_for_unauthenticated_projects_api_…...

编程日记 2025/8/15 21:20:56

electron 渲染进程按钮创建新window，报BrowserWindow is not a constructor错误；

在 Electron 中&#xff0c;有主进程和渲染进程 主进程&#xff1a;在Node.js环境中运行—意味着能够使用require模块并使用所有Node.js API 渲染进程&#xff1a;每个electron应用都会为每个打开的BrowserWindow&#xff08;与每个网页嵌入&#xff09;生成一个单独的渲染器进…...

编程日记 2025/8/16 7:51:55

【前沿】成像“跨界”测量——扫焦光场成像

01 背景 眼睛是人类认识世界的重要“窗口”&#xff0c;而相机作为眼睛的“延伸”&#xff0c;已经成为生产生活中最常见的工具之一&#xff0c;广泛应用于工业检测、医疗诊断与影音娱乐等领域。传统相机通常以“所见即所得”的方式记录场景&#xff0c;传感器捕捉到的二维图像…...

编程日记 2025/8/10 22:01:49

基于C++（MFC）图形编辑界面工具

MFC 图形编辑界面工具 一、背景 喔&#xff0c;五天的实训终于结束了&#xff0c;学校安排的这次实训课名称叫高级程序设计实训&#xff0c;但在我看来&#xff0c;主要是学习了 Visual C .NET 所提供的 MFC&#xff08;Microsoft Foundation Class)库所提供的类及其功能函数…...

编程日记 2025/8/13 17:28:09

Linux网络通信核心机制解析与层级架构探秘

作为现代操作系统的神经网络&#xff0c;Linux网络通信系统通过多层协作架构实现高效的数据传输机制。本文将从模块化设计、报文处理路径、核心组件交互等多个维度&#xff0c;解析Linux网络通信系统的实现原理与优化策略&#xff0c;并结合内核源码示例与性能调优实践&#xf…...

编程日记 2025/8/14 20:27:16

Tensorflow实现用接口调用模型训练和停止训练功能

语言&#xff1a;Python 框架&#xff1a;Flask、Tensorflow 功能描述&#xff1a;存在两个接口&#xff0c;一个接口实现开始训练模型的功能&#xff0c;一个接口实现停止训练的功能。 实现&#xff1a;用一个全局变量存储在训练中的模型。 # 存储所有训练任务 training_task…...

编程日记 2025/8/9 19:28:53

HTTP测试智能化升级：动态变量管理实战与效能跃迁

在Web应用、API接口测试等领域&#xff0c;测试场景的动态性和复杂性对测试数据的灵活管理提出了极高要求。传统的静态测试数据难以满足多用户并发、参数化请求及响应内容验证等需求。例如&#xff0c;在电商系统性能测试中&#xff0c;若无法动态生成用户ID、订单号或实时提取…...

编程日记 2025/8/15 14:29:31

PyTorch 浮点数精度全景：从 float16/bfloat16 到 float64 及混合精度实战

PyTorch 在深度学习中提供了多种 IEEE 754 二进制浮点格式的支持&#xff0c;包括半精度&#xff08;float16&#xff09;、Brain‑float&#xff08;bfloat16&#xff09;、单精度&#xff08;float32&#xff09;和双精度&#xff08;float64&#xff09;&#xff0c;并通过统…...

编程日记 2025/8/14 23:04:45

《软件设计师》复习笔记（14.2）——统一建模语言UML、事务关系图

目录 1. UML概述 2. UML构造块 (1) 事物&#xff08;Things&#xff09; (2) 关系&#xff08;Relationships&#xff09; 真题示例&#xff1a; 3. UML图分类 (1) 结构图&#xff08;静态&#xff09; (2) 行为图&#xff08;动态&#xff09; 4. 核心UML图详解 5.…...

编程日记 2025/8/13 8:13:29

基于C++（MFC）的细胞识别程序

基于 mfc 的细胞识别程序 一、图像处理课程设计目标 1.1 课题与技术指标 课题&#xff1a;利用图像处理技术设计细胞识别程序。 技术指标&#xff1a; 实验 VS2019 MFC 开发平台待识别图像为 24bit 的真彩色细胞图像进行处理要求识别出细胞&#xff0c;并且保证准确度情况下…...

编程日记 2025/8/13 5:52:29

【前端HTML生成二维码——MQ】

提示：文章写完后，目录可以自动生成，如何生成可参考右边的帮助文档 前端HTML生成二维码——MQ 前言本文将介绍前端HTML如何更具用户输入的内容生成对应的二维码，附页面代码、实现函数、js脚本。一、自定义显示页面1、效果图二、使用步骤1、引入库2、实现函数3、页面及函数代…...

编程日记 2025/8/12 1:24:06