学习笔记069——Java集合框架

集合

需要创建多个对象，但是数量和类型不确定。

集合是 Java 提供的一种类型，功能和数组类似，但是长度和数据类型都是动态。

集合框架（包括很多类和接口）

可以分为 3 层，最上层是接口，继而是接口的实现类，接下来是对集合进行操作的各种工具类。

常用的接口

接口	描述
List	Collection的子接口，存储一组有序，不唯一的数据
Set	Collection的子接口，存储一组无序，唯一的数据
Collection	集合框架最基础的接口
Map	与 Collection 同级的接口，存储一组键值对象，无序，key 值唯一，value 可以不唯一
Iterator	输出集合元素的接口，一般适用于无序集合，遍历集合中的数据

Collection 接口常用方法

方法	描述
int size()	获取集合长度
boolean isEmpty()	判断集合是否为空
boolean contains(Object e)	判断集合是否包含某个元素
Itreator iterator()	获取迭代器（遍历集合）
Object[] toArray()	集合转数组
boolean add(E e)	向集合中添加元素
boolean remove(Object e)	删除集合中的元素
boolean containsAll(Collection c)	判断当前集合是否包含另外一个集合
boolean addAll(Collectino c)	将集合添加到另外一个集合中
boolean removeAll(Collection c)	从目标集合中删除子集合
void clear()	清除集合中的所有元素
boolean equals(Object o)	比较两个集合是否相等
int hashCode()	获取集合的哈希值

子接口：

• List
• Set
• Queue

1、List 接口

List 接口是 Collection 的子接口，常用的实现类有 ArrayList、LinkedList

ArrayList

ArrayList 实现了长度可变的数组，可以在内存中分配连续的空间，底层是基于索引的数据结构，所以查询效率很高，缺点是添加或删除数据效率较低，需要完成元素的移动。

重写 toString 方法，拼接数据

package com.htl.test;import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;public class Test {public static void main(String[] args) {ArrayList arrayList = new ArrayList();arrayList.add("Hello");arrayList.add("World");arrayList.add("JavaSE");arrayList.add("JavaME");arrayList.add("JavaEE");System.out.println(arrayList.toString());System.out.println("集合长度："+arrayList.size());System.out.println("集合是否包含Hello：" + arrayList.contains("Hello"));Iterator iterator = arrayList.iterator();while (iterator.hasNext()){System.out.println(iterator.next());}for (int i = 0; i < arrayList.size(); i++) {System.out.println(arrayList.get(i));}System.out.println("删除之前的集合是：" + arrayList);arrayList.remove(2);System.out.println("*****************************************");System.out.println("删除之后的集合是：" + arrayList);System.out.println("*****************************************");arrayList.remove("World");System.out.println("删除之后的集合是：" + arrayList);arrayList.add(2, "OK");System.out.println("添加之后的集合是：" + arrayList);arrayList.set(2, "TEST");System.out.println(arrayList);System.out.println(arrayList.indexOf("TEST2"));}
}

Vector 是一个早期的 List 实现类，用法基本和 ArrayList 一致。

package com.htl.test;import java.util.Iterator;
import java.util.Vector;public class Test2 {public static void main(String[] args) {Vector arrayList = new Vector();arrayList.add("Hello");arrayList.add("World");arrayList.add("JavaSE");arrayList.add("JavaME");arrayList.add("JavaEE");System.out.println(arrayList.toString());System.out.println("集合长度："+arrayList.size());System.out.println("集合是否包含Hello：" + arrayList.contains("Hello"));Iterator iterator = arrayList.iterator();while (iterator.hasNext()){System.out.println(iterator.next());}for (int i = 0; i < arrayList.size(); i++) {System.out.println(arrayList.get(i));}System.out.println("删除之前的集合是：" + arrayList);arrayList.remove(2);System.out.println("*****************************************");System.out.println("删除之后的集合是：" + arrayList);System.out.println("*****************************************");arrayList.remove("World");System.out.println("删除之后的集合是：" + arrayList);arrayList.add(2, "OK");System.out.println("添加之后的集合是：" + arrayList);arrayList.set(2, "TEST");System.out.println(arrayList);System.out.println(arrayList.indexOf("TEST2"));}
}

ArrayList 和 Vector 的区别是什么？

Vector 是线程安全的，ArrayList 是线程不安全的

Vector

ArrayList

Stack 是 Vector 的子类，实现了栈的数据结构，先进后出、后进先出

package com.htl.test;import java.util.Stack;public class Test3 {public static void main(String[] args) {Stack stack = new Stack();stack.push("Hello");stack.push("JavaSE");stack.push("JavaME");stack.push("JavaEE");System.out.println(stack);//将栈顶元素的值取出，但是栈顶元素不会删除System.out.println(stack.peek());//直接弹出栈顶元素System.out.println(stack.pop());System.out.println(stack.pop());System.out.println(stack.pop());}
}

LinkedList 实现了链表的数据结构，“先进先出”，元素的存储空间是不连续的，随机分散在内存中的，元素和元素之间通过存储彼此的位置信息来形成连接关系，通过位置信息找到前后节点的关系。

优势是增删效率高，缺点是查询效率低，与 ArrayList 形成对比，它们的特性都是由于底层的存储结构决定的。

package com.htl.test;import java.util.LinkedList;public class Test4 {public static void main(String[] args) {LinkedList linkedList = new LinkedList();linkedList.add("Hello");linkedList.add("World");linkedList.add(1,"OK");System.out.println(linkedList);linkedList.addFirst("TEST");linkedList.addLast("Success");System.out.println(linkedList);System.out.println("**********************************");System.out.println(linkedList.peekFirst());System.out.println(linkedList.peekLast());System.out.println(linkedList.peek());System.out.println(linkedList.poll());System.out.println(linkedList.pollFirst());System.out.println(linkedList.pollLast());}
}

2、Set 接口

和 List 一样，也是 Collection 的子接口，Set 中的元素没有顺序，但是不能重复。

List 存入有序，可重复的元素。

Set 常用实现类包括 HashSet、LinkedHashSet、TreeSet。

HashSet 底层是 HashMap 实现的

HashSet

存储一组无序且唯一的元素

package com.htl;import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;public class HashSetTest {public static void main(String[] args) {HashSet hashSet = new HashSet();hashSet.add("Hello");hashSet.add("World");hashSet.add("Java");hashSet.add("Hello");System.out.println(hashSet.size());System.out.println(hashSet);System.out.println("***************************************");Iterator iterator = hashSet.iterator();while (iterator.hasNext()){System.out.println(iterator.next());}hashSet.remove("Hello");System.out.println(hashSet);}
}

LinkedHashSet

存储一组有序且唯一的元素

有序和 List 的有序不是一回事

List 的有序是指存入集合的元素是有下标的，可以通过下标访问任意元素。

LinkedHashSet 的有序并不是说元素有下标，是指元素的存储顺序和遍历顺序是一致的。

package com.htl;import java.util.Iterator;
import java.util.LinkedHashSet;public class LinkedHashSetTest {public static void main(String[] args) {LinkedHashSet linkedHashSet = new LinkedHashSet();
//        linkedHashSet.add("Hello");
//        linkedHashSet.add("World");
//        linkedHashSet.add("Java");
//        linkedHashSet.add("Hello");for (int i = 0; i < 100; i++) {linkedHashSet.add(i);}System.out.println(linkedHashSet);Iterator iterator = linkedHashSet.iterator();while (iterator.hasNext()){System.out.println(iterator.next());}}
}

equals 和 hashCode 一般是配合起来使用，来共同决定两个对象是否相等。

1、在比较的时候，首先比例两个对象的 hashCode，如果不相等，则直接判断两个对象不是同一个对象。

2、如果相等，此时不能决定两个对象是否相等，需要再次利用 equals 方法来判断，如果 equals 返回 true，则认为两个对象相等，否则认为两个对象不相等。

package com.htl;import java.util.Iterator;
import java.util.LinkedHashSet;
import java.util.Objects;public class LinkedHashSetTest {public static void main(String[] args) {LinkedHashSet linkedHashSet = new LinkedHashSet();linkedHashSet.add(new A(1));linkedHashSet.add(new A(2));System.out.println(linkedHashSet);
//        linkedHashSet.add("Hello");
//        linkedHashSet.add("World");
//        linkedHashSet.add("Java");
//        linkedHashSet.add("Hello");
//        for (int i = 0; i < 100; i++) {
//            linkedHashSet.add(i);
//        }
//        System.out.println(linkedHashSet);
//        Iterator iterator = linkedHashSet.iterator();
//        while (iterator.hasNext()){
//            System.out.println(iterator.next());
//        }}
}class A{private int num;public A(int num) {this.num = num;}@Overridepublic String toString() {return "A{" +"num=" + num +'}';}@Overridepublic boolean equals(Object o) {return false;}@Overridepublic int hashCode() {if(num == 1) return 1;if(num == 2) return 1;return 0;}
}

TreeSet

TreeSet 存储一组有序，唯一的元素，这里的有序和 List、LinkedHashSet 都不同

TreeSet 的有序是指集合会自动对存入 TreeSet 中的元素按照升序进行排列。

package com.htl;import java.util.TreeSet;public class TreeSetTest {public static void main(String[] args) {TreeSet treeSet = new TreeSet();treeSet.add(1);treeSet.add(3);treeSet.add(6);treeSet.add(2);treeSet.add(5);treeSet.add(4);treeSet.add(1);System.out.println(treeSet);}
}

输出结果：[1, 2, 3, 4, 5, 6]

TreeSet 内部会自动按照升序对元素进行排列，所以添加到 TreeSet 集合中的元素必须具备排序的功能。

package com.htl;import java.util.TreeSet;public class TreeSetTest {public static void main(String[] args) {TreeSet treeSet = new TreeSet();treeSet.add(new B(1));treeSet.add(new B(3));treeSet.add(new B(6));treeSet.add(new B(2));treeSet.add(new B(5));treeSet.add(new B(4));treeSet.add(new B(1));System.out.println(treeSet);}
}class B implements Comparable{private int num;public B(int num) {this.num = num;}@Overridepublic int compareTo(Object o) {/*** A.compareTo(B)* 1表示A大于B* 0表示A等于B* -1表示A小于B*/B b = (B) o;if(this.num > b.num) return 1;if(this.num == b.num) return 0;if(this.num < b.num) return -1;return 0;}@Overridepublic String toString() {return "B{" +"num=" + num +'}';}
}

3、Map

Map 和 Collection 没有关系，是独立于 Collection 的另外一个体系

Set、List、Collection 只能操作单个元素，但是 Map 操作的是一组元素

Map 中存储的是键值对形式的数据，key-value 的映射关系。

Map 中常用的方法

方法	描述
int size()	获取集合长度
boolean isEmpty()	判断集合是否为空
boolean containsKey(Object key)	判断集合中是否存在某个key值
boolean containsValue(Object value)	判断集合中是否存在某个value值
V get(Object key)	通过key取value
V put(K key,V value)	存入一组数据
V remove(Object key)	通过可以删除value
void clear()	清空集合
Set keySet()	取出集合中的所有key，返回一个Set
Collection values()	取出集中的所有value，返回一个Collection
Set enrtySet()	将Map集合转换为Set集合
int hashCode()	获取集合的哈希值
boolean equals()	判断两个集合是否相等

3.1、Map 常用实现类

HashMap：存储一组无序，key不可以重复，value可以重复的数据

Hashtable：存储一组无序，key不可以重复，value可以重复的数据

TreeMap：存储一组有效，key不可以重复，value可以重复的数据，按照key进行排序

package com.htl;import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
import java.util.Set;public class HashMapTest {public static void main(String[] args) {HashMap hashMap = new HashMap();hashMap.put("h", "Hello");hashMap.put("w", "World");hashMap.put("j", "Java");hashMap.put("s", "JavaSE");hashMap.put("m", "JavaME");hashMap.put("e", "JavaEE");hashMap.put("j", "Jack");System.out.println(hashMap);System.out.println("***********************************");Set set = hashMap.entrySet();Iterator<Map.Entry> iterator = set.iterator();while (iterator.hasNext()) {Map.Entry next = iterator.next();System.out.println(next.getKey());System.out.println(next.getValue());}}
}