List
集合支持对元素的
增、删、改、查
。
1.添加(增):
add(index, element):在指定的索引位插入元素。
addAll(index, collection):在指定的索引位插入一堆元素。
2.删除(删):
remove(index):删除指定索引位的元素。 返回被删的元素。
3.获取(查):
element get(index):通过索引获取指定元素。
int indexOf(element):获取指定元素第一次出现的索引位,如果该元素不存在返回—1;所以,通过—1,可以判断一个元素是否存在。
int lastIndexOf(element) :反向索引指定元素的位置。
List subList(start,end) :获取子列表。
4.修改(改):
element set(index, newElement):对指定索引位进行元素的修改。
5.获取所有元素:
ListIterator listIterator():list集合特有的迭代器。
在进行list列表元素迭代的时候,如果想要在迭代过程中,想要对元素进行操作的时候,比如满足条件添加新元素。会发生
ConcurrentModificationException
并发修改异常。
导致的原因是:集合引用和迭代器引用在
同时
操作元素,通过集合获取到对应的迭代器后,在迭代中,进行集合引用的元素添加,迭代器并不知道,所以会出现异常情况。
ArrayList<E>类
接下来先讨论List接口的第一个重要子类:java.util.ArrayList<E>类,我这里先抛开泛型不说,本篇后面有专门阐述。但要注意,由于还没有使用泛型,利用Iterator的next()方法取出的元素必须向下转型,才可使用子类特有方法。针对ArrayList类,我们最需要注意的是,
ArrayList的contains方法底层使用的equals方法判别的,所以自定义元素类型中必须复写Object的equals方法
。
LinkedList<E>类
java.util.LinkedList<E>类是List接口的链表实现,可以利用
LinkedList实现堆栈、队列
结构。它的特有方法有如下这些:
addFirst();
addLast();
在jdk1.6以后:
offerFirst();
offerLast();
getFirst():获取链表中的第一个元素。如果链表为空,抛出NoSuchElementException;
getLast();
在jdk1.6以后:
peekFirst();获取链表中的第一个元素。如果链表为空,返回null。
peekLast();
removeFirst():获取链表中的第一个元素,但是会删除链表中的第一个元素。如果链表为空,抛出NoSuchElementException
removeLast();
在jdk1.6以后:
pollFirst();获取链表中的第一个元素,但是会删除链表中的第一个元素。如果链表为空,返回null。
pollLast();
Set<E>接口
java.util.Set<E>接口,一个
不包含重复元素
的 collection。更确切地讲,set 不包含满足
e1.equals(e2)
的元素对
e1
和
e2
,并且最多包含一个 null 元素。
Set:
不允许重复元素。和Collection的方法相同。Set集合取出方法只有一个:迭代器。
|--HashSet
:底层数据结构是哈希表(散列表)。
无序
,比数组查询的
效率高
。线程不同步的。
-->根据哈希冲突的特点,为了保证哈希表中元素的唯一性,
该容器中存储元素所属类应该复写Object类的
hashCode、equals
方法。
|--LinkedhashSet
:
有序
,HashSet的子类。
|--TreeSet
:底层数据结构是二叉树。可以对Set集合的元素按照指定规则进行
排序
。线程不同步的。
-->add方法新添加元素必须可以同容器已有元素进行比较,
所以元素所属类应该实现
Comparable
接口的compareTo方法,以完成排序。
或者添加
Comparator
比较器,实现compare方法
HashSet<E>类
java.util.HashSet<E>类实现
Set
接口,由
哈希表
(实际上是一个
HashMap
实例)支持。它不保证 set 的迭代顺序;特别是它不保证该顺序恒久不变。此类允许使用
null
元素。
堆内存的底层实现就是一种哈希表结构,需要通过哈希算法来计算对象在该结构中存储的地址。这个方法每个对象都具备,叫做hashCode()方法,隶属于java.lang.Objecct类。hashCode本身调用的是wondows系统本地的算法,也可以自己定义。
哈希表的原理
:
1.对对象元素中的关键字(对象中的特有数据),进行哈希算法的运算,并得出一个具体的算法值,这个值称为哈希值。
2.哈希值就是这个元素的位置。
3.如果哈希值出现冲突,再次判断这个关键字对应的对象是否相同。
如果对象相同,就不存储,因为元素重复。如果对象不同,就存储,在原来对象的哈希值基础 +1顺延。
4.存储哈希值的结构,我们称为哈希表。
5.既然哈希表是根据哈希值存储的,为了提高效率,最好保证对象的关键字是唯一的。
这样可以尽量少的判断关键字对应的对象是否相同,提高了哈希表的操作效率。
哈希表的特点
:
1.不允许存储重复元素,因为会发生查找的不确定性。
2.不保证存入和取出的顺序一致,即不保证有序。
3.比数组查询的效率高。
哈希冲突
:
当哈希算法算出的两个元素的值相同时,称为哈希冲突。冲突后,需要对元素进行进一步的判断。判断的是元素的内容,equals。如果不同,还要继续计算新的位置,比如地址链接法,相当于挂一个链表扩展下来。
如何保证哈希表中元素的唯一性
?
元素必须覆盖hashCode和equals方法。
覆盖hashCode方法是为了根据元素自身的特点确定哈希值。
覆盖equals方法,是为了解决哈希值的冲突。
ArrayList
存储元素依赖的是equals方法。比如remove、contains底层判断用的都是equals方法。
HashSet
判断元素是否相同:依据的是hashCode和equals方法。如果哈希冲突(哈希值相同),再判断元素的equals方法。如果equals方法返回true,不存;返回false,存储!
TreeSet<E>类
java.util.Set<E>类基于TreeMap的NavigableSet实现。使用元素的
自然顺序
(Comparable的compareTo方法)对元素进行排序,或者根据创建 set 时提供的
自定义比较器
(Comparator的compare方法)进行
排序
,具体取决于使用的构造方法。此实现为基本操作(add、remove和contains)提供受保证的 log(n) 时间开销。
TreeSet:可以对元素排序。
有序
:存入和取出的顺序一致。--> List
TreeSet排序方式
:
需要元素自身具备比较功能。所以元素需要实现
Comparable接口
。
覆盖compareTo方法
。如果元素不具备比较性,在运行时会发生
ClassCastException
异常。
TreeSet能够进行排序。但是自定义的Person类并没有给出排序的规则。即普通的自定义类不具备排序的功能,所以要实现Comparable接口,强制让元素具备比较性,复写compareTo方法。
TreeSet第一种排序方式
:需要元素具备比较功能。所以元素需要实现Comparable接口。覆盖compareTo方法。
需求中也有这样一种情况,元素具备的比较功能不是所需要的,也就是说不想按照自然排序的方式,而是按照自定义的排序方式,对元素进行排序。而且,存储到TreeSet中的元素万一没有比较功能,该如何排序呢?
这时,就只能使用第二种排序方式--是让集合具备比较功能,定义一个比较器。联想到集合的构造函数,去查API。
TreeSet第二种排序方式
:需要集合具备比较功能,定义一个比较器。所以要
实现java.util.Comparator<T>接口
,
覆盖compare方法
。将Comparator接口的对象,作为参数传递给TreeSet集合的构造函数。
TreeSet集合排序有两种方式,Comparable和Comparator区别
:
1.让元素自身具备比较性,需要元素对象实现Comparable接口,覆盖compareTo方法。
2.让集合自身具备比较性,需要定义一个实现了Comparator接口的比较器,并覆盖compare方法,并将该类对象作为实际参数传递给TreeSet集合的构造函数。
3.容器使用Comparator比较器接口对元素进行排序,只要实现比较器对象就可以。
-->降低了比较方式和集合之间的耦合性-->自定义比较器的方式更为灵活。
元素自身可以具备比较功能
-->自然排序通常都作为元素的默认排序。
4.Comparable接口的compareTo方法,一个参数;Comparator接口的compare方法,两个参数。
List是数组或者链表结构,允许重复元素。
HashSet是哈希表结构,查询速度快。
TreeSet是二叉树数据结构。二叉树结构可以实现排序,一堆数据只要存入二叉树,自动完成排序。
ArrayList:数组结构。看到数组,就知道查询快,看到List,就知道可以重复。可以增删改查。
LinkedList:链表结构,增删快。xxxFirst、xxxLast方法,xxx:add、get、remove
HashSet:哈希表,查询速度更快,就要想到唯一性、元素必须覆盖hashCode、equals。不保证有序。看到Set,就知道不可以重复。
LinkedHashSet:链表+哈希表。可以实现有序,因为有链表。但保证元素唯一性。
TreeSet:二叉树,可以排序。就要想到两种比较方式(两个接口):一种是自然排序Comparable,一种是比较器Comparator。
Map<K, V>接口
java.util.Map<K,V>接口,将键映射到值的对象。一个映射不能包含重复的键;每个键最多只能映射到一个值。要保证键的唯一性-->Set。值可以重复-->Collection。
Map
:双列集合,一次存一对,键值对。
|--Hashtable
:底层是哈希表数据结构,是线程同步的,不允许存储null键,null值。
|--Properties
:用来存储键值对型的配置文件的信息,可以和IO技术相结合。
|--HashMap
:底层是哈希表数据结构,是线程不同步的,允许存储null键,null值。替代了Hashtable。
|--TreeMap
:底层是二叉树结构,线程不同步的。可以对map集合中的键进行指定顺序的排序。
揭秘
:HashSet、TreeSet的底层是用HashMap、TreeMap实现的,只操作键,就是Set集合。
Map集合存储和Collection有着很大不同
:
Collection一次存一个元素;Map一次存一对元素。
Collection是单列集合;Map是双列集合。
Map中的存储的一对元素:一个是键,一个是值,键与值之间有对应(映射)关系。
特点:要保证map集合中
键的唯一性
。
Map接口中的共性功能
:
1.添加:
v put(key, value):当存储的键相同时,新的值会替换老的值,并将老值返回。如果键没有重复,返回null。
putAll(Map<k,v> map);
2.删除:
void clear():清空
v remove(key):删除指定键- ->
会改变集合长度
!
3.判断:
boolean containsKey(Object key):是否包含key
boolean containsValue(Object value):是否包含value
boolean isEmpty();
4.取出:
v get(key):通过指定键获取对应的值。如果返回null,可以判断该键不存在。
当然有特殊情况,就是在hashmap集合中,是可以存储null键null值的。
int size():返回长度。
5.想要获取Map中的所有元素:
原理:map中是没有迭代器的,collection具备迭代器,只要将map集合转成Set集合,可以使用迭代器了。之所以转成set,是因为map集合具备着键的唯一性,其实set集合就来自于map,set集合底层其实用的就是map的方法。
把Map集合转成Set的方法:
方式1: Set keySet();
可以将map集合中的键都取出存放到set集合中。对set集合进行迭代。迭代完成,再通过get方法对获取到的键进行值的获取。
- Set keySet = map.keySet();
- Iterator it = keySet.iterator();
- while(it.hasNext()) {
- Object key = it.next();
- Object value = map.get(key);
- System.out.println(key+":"+value);
- }
方式2: Set entrySet();
取的是键和值的映射关系。Map.Entry:其实就是一个Map接口中的内部接口。为什么要定义在map内部呢?entry是访问键值关系的入口,是map的入口,访问的是map中的键值对。
- Set entrySet = map.entrySet();
- Iterator it = entrySet.iterator();
- while(it.hasNext()) {
- Map.Entry me = (Map.Entry)it.next();
- System.out.println(me.getKey()+"::::"+me.getValue());
- }
Collections类
java.util.Collections类的出现给集合操作提供了更多的功能。这个类不需要创建对象,完全由在 collection 上进行操作或返回 collection 的静态方法组成。
1.对List排序:
sort(list);//具备泛型限定,保证安全。
2.逆序:
reverseOrder
3.最值:
max
min
4.二分查找:
binarySearch
5.将非同步集合转成同步集合:
synchronizedCollection
synchronizedList
SynchronizedSet
synchronizedMa
Collection 和 Collections的区别
:
Collections是个java.util下的类,是针对集合类的一个工具类,提供一系列静态方法,实现对集合的查找、排序、替换、线程安全化(将非同步的集合转换成同步的)等操作。
Collection是个java.util下的接口,它是各种集合结构的父接口,继承于它的接口主要有Set和List,提供了关于集合的一些操作,如插入、删除、判断一个元素是否其成员、遍历等。
Arrays类
java.util.Arrays类是用来操作数组的工具类,里面的方法都是静态的。
Arrays类中有一个很重要的方法就是asList()方法,它返回一个受指定数组支持的固定大小的List列表。所以这里我就重点说一下,如何实现
数组和集合之间的转换
。
1.数组转成集合
Arrays.asList方法:将数组转换成list集合。
将数组转换成集合,有什么
好处
呢?
用aslist方法,将数组变成集合;可以通过list集合中的方法来操作数组中的元素:isEmpty()、contains、indexOf、set等方法。
注意(局限性)
:
数组是固定长度,不可以使用集合对象增加或者删除等,会改变数组长度的功能方法。比如add、remove、clear。(会报不支持操作异常UnsupportedOperationException)。
如果数组中存储的引用数据类型,直接作为集合的元素可以直接用集合方法操作。
如果数组中存储的是基本数据类型,asList会将数组实体作为集合元素存在。
2.集合转成数组
用的是Collection接口中的方法:toArray()。
注意
:
如果给toArray传递的指定类型的数据长度小于了集合的size,那么toArray方法,会自定再创建一个该类型的数据,长度为集合的size。
如果传递的指定的类型的数组的长度大于了集合的size,那么toArray方法,就不会创建新数组,直接使用该数组即可,并将集合中的元素存储到数组中,其他为存储元素的位置默认值null。
所以,在传递指定类型数组时,最好的方式就是指定的长度和size相等的数组。