day05【迭代器，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),List,Set ,TreeSet集合,Collections工具類】

主要內(nèi)容

• Collection集合的遍歷方式:

• 迭代器。
  • foreach(增強for循環(huán))
  • JDK 1.8開始的新技術(shù)Lambda表達(dá)式。

• 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
  • 是集合的底層，研究數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是為了選擇使用某種集合。
• List接口
  • 元素是有序可重復(fù)有索引的。
• Set接口
  • 元素是無序不重復(fù)無索引的。
• Collections是操作集合的工具類。
• 把學(xué)的集合用起來：斗地主的游戲。

教學(xué)目標(biāo)

• 能夠使用迭代器對集合進(jìn)行取元素

  • java Iterator<String> it = names.iterator(); while(it.hasNext()){ String rs = it.next(); System.out.println(rs); }
  • 能夠說出List集合特點
  • 元素是有序，可重復(fù)的，有索引的，底層是基于數(shù)組存儲元素的，查詢快，增刪慢！

• 能夠說出常見的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

  • 隊列： 先進(jìn)先出
  • 棧：先進(jìn)后出，后進(jìn)先出
  • 數(shù)組：底層是連續(xù)內(nèi)存區(qū)域，查詢快，增刪慢！
  • 鏈表：元素是游離存儲的，查詢慢，首尾操作快！
  • 紅黑樹 （HastSet ）：增刪改查都很好，可以排序，可以提高檢索數(shù)據(jù)的性能！

• 能夠說出數(shù)組結(jié)構(gòu)特點

  • 內(nèi)存中的連續(xù)區(qū)域，每個區(qū)間大小固定，查詢快，增刪慢!

• 能夠說出棧結(jié)構(gòu)特點

  • 先進(jìn)后出。

• 能夠說出隊列結(jié)構(gòu)特點

  • 先進(jìn)先出

• 能夠說出單向鏈表結(jié)構(gòu)特點

  • 元素是游離存儲的，查詢慢, 一端的增刪操作快！

• 能夠說出Set集合的特點

  • 元素是無序，不重復(fù)，無索引，底層是基于哈希表存儲元素的，曾刪查的性能都很好！！

• 能夠說出哈希表的特點

  • JDK 1.8之前是：鏈表+數(shù)組
  • JDK 1.8之后是：鏈表+數(shù)組+紅黑樹

• 使用HashSet集合存儲自定義元素

  • Set sets = new HashSet<>();

第一章 Iterator迭代器

1.1 Iterator接口

在程序開發(fā)中，經(jīng)常需要遍歷集合中的所有元素。針對這種需求，JDK專門提供了一個接口java.util.Iterator。

想要遍歷Collection集合，那么就要獲取該集合迭代器完成迭代操作，下面介紹一下獲取迭代器的方法：

• public Iterator iterator(): 獲取集合對應(yīng)的迭代器，用來遍歷集合中的元素的。

下面介紹一下迭代的概念：

• 迭代：即Collection集合元素的通用獲取方式。在取元素之前先要判斷集合中有沒有元素，如果有，就把這個元素取出來，繼續(xù)在判斷，如果還有就再取出出來。一直把集合中的所有元素全部取出。這種取出方式專業(yè)術(shù)語稱為迭代。

Iterator接口的常用方法如下：

• public E next():返回迭代的下一個元素。
• public boolean hasNext():如果仍有元素可以迭代，則返回 true。

接下來我們通過案例學(xué)習(xí)如何使用Iterator迭代集合中元素：

public class IteratorDemo {public static void main(String[] args) {// 使用多態(tài)方式 創(chuàng)建對象Collection<String> coll = new ArrayList<String>();// 添加元素到集合coll.add("串串星人");coll.add("吐槽星人");coll.add("汪星人");//遍歷//使用迭代器 遍歷 每個集合對象都有自己的迭代器Iterator<String> it = coll.iterator();// 泛型指的是 迭代出 元素的數(shù)據(jù)類型while(it.hasNext()){ //判斷是否有迭代元素String s = it.next();//獲取迭代出的元素System.out.println(s);}} }

tips:

在進(jìn)行集合元素獲取時，如果集合中已經(jīng)沒有元素了，還繼續(xù)使用迭代器的next方法，將會拋出java.util.NoSuchElementException沒有集合元素異常。

在進(jìn)行集合元素獲取時，如果添加或移除集合中的元素 , 將無法繼續(xù)迭代 , 將會拋出ConcurrentModificationException并發(fā)修改異常.

總結(jié)

迭代器的類型和集合的類型一致

可以理解成迭代器是集合的游標(biāo)，每次next都會取集合的下一個位置

目標(biāo)：Collection集合的遍歷方式。什么是遍歷? 為什么開發(fā)中要遍歷？遍歷就是一個一個的把容器中的元素訪問一遍。開發(fā)中經(jīng)常要統(tǒng)計元素的總和，找最值，找出某個數(shù)據(jù)然后干掉等等業(yè)務(wù)都需要遍歷。Collection集合的遍歷方式是全部集合都可以直接使用的，所以我們學(xué)習(xí)它。 Collection集合的遍歷方式有三種:（1）迭代器。（2）foreach(增強for循環(huán))。（3）JDK 1.8開始之后的新技術(shù)Lambda表達(dá)式(了解)a.迭代器遍歷集合。-- 方法：public Iterator iterator(): 獲取集合對應(yīng)的迭代器，用來遍歷集合中的元素的E next():獲取下一個元素值！boolean hasNext():判斷是否有下一個元素，有返回true ,反之。--流程：1.先獲取當(dāng)前集合的迭代器Iterator<String> it = lists.iterator();2.定義一個while循環(huán)，問一次取一次。通過it.hasNext()詢問是否有下一個元素，有就通過it.next()取出下一個元素。小結(jié)：記住！

快速生成foreach變量的方法：數(shù)組或者集合對象.for 然后回車 就能快速生成

集合不能用for循環(huán)遍歷，因為沒有索引

目標(biāo)：Collection集合的遍歷方式。什么是遍歷? 為什么開發(fā)中要遍歷？ 遍歷就是一個一個的把容器中的元素訪問一遍。 開發(fā)中經(jīng)常要統(tǒng)計元素的總和，找最值，找出某個數(shù)據(jù)然后干掉等等業(yè)務(wù)都需要遍歷。Collection集合的遍歷方式是全部集合都可以直接使用的，所以我們學(xué)習(xí)它。 Collection集合的遍歷方式有三種:（1）迭代器。（2）foreach(增強for循環(huán))。（3）JDK 1.8開始之后的新技術(shù)Lambda表達(dá)式。b.foreach(增強for循環(huán))遍歷集合。foreach是一種遍歷形式，可以遍歷集合或者數(shù)組。foreach遍歷集合實際上是迭代器遍歷的簡化寫法。foreach遍歷的關(guān)鍵是記住格式：for(被遍歷集合或者數(shù)組中元素的類型 變量名稱 : 被遍歷集合或者數(shù)組){}小結(jié)：foreach遍歷集合或者數(shù)組很方便。缺點：foreach遍歷無法知道遍歷到了哪個元素了，因為沒有索引。 Collection集合的遍歷方式有三種:（1）迭代器。（2）foreach(增強for循環(huán))。（3）JDK 1.8開始之后的新技術(shù)Lambda表達(dá)式。 c.JDK 1.8開始之后的新技術(shù)Lambda表達(dá)式。(暫時了解)Collection<String> lists = new ArrayList<>();lists.add("趙敏");lists.add("小昭");lists.add("殷素素");lists.add("周芷若");System.out.println(lists);// [趙敏, 小昭, 殷素素, 周芷若]// slists.forEach(s -> {//箭頭語法 lambda表達(dá)式，可以簡化代碼System.out.println(s);}); // lists.forEach(s -> System.out.println(s));//可以簡化代碼 // lists.forEach(System.out::println);//更加簡化代碼

1.2 迭代器的實現(xiàn)原理

我們在之前案例已經(jīng)完成了Iterator遍歷集合的整個過程。當(dāng)遍歷集合時，首先通過調(diào)用t集合的iterator()方法獲得迭代器對象，然后使用hashNext()方法判斷集合中是否存在下一個元素，如果存在，則調(diào)用next()方法將元素取出，否則說明已到達(dá)了集合末尾，停止遍歷元素。

Iterator迭代器對象在遍歷集合時，內(nèi)部采用指針的方式來跟蹤集合中的元素，為了讓初學(xué)者能更好地理解迭代器的工作原理，接下來通過一個圖例來演示Iterator對象迭代元素的過程：

在調(diào)用Iterator的next方法之前，迭代器的索引位于第一個元素之前，不指向任何元素，當(dāng)?shù)谝淮握{(diào)用迭代器的next方法后，迭代器的索引會向后移動一位，指向第一個元素并將該元素返回，當(dāng)再次調(diào)用next方法時，迭代器的索引會指向第二個元素并將該元素返回，依此類推，直到hasNext方法返回false，表示到達(dá)了集合的末尾，終止對元素的遍歷。

第二章 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

2.1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)介紹

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) : 數(shù)據(jù)用什么樣的方式組合在一起。

總結(jié)

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：數(shù)據(jù)存儲的常用結(jié)構(gòu)

2.2 常見數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)存儲的常用結(jié)構(gòu)有：棧、隊列、數(shù)組、鏈表和紅黑樹。我們分別來了解一下：

棧

• 棧：stack,又稱堆棧，它是運算受限的線性表，其限制是僅允許在標(biāo)的一端進(jìn)行插入和刪除操作，不允許在其他任何位置進(jìn)行添加、查找、刪除等操作。

簡單的說：采用該結(jié)構(gòu)的集合，對元素的存取有如下的特點

• 先進(jìn)后出（即，存進(jìn)去的元素，要在后它后面的元素依次取出后，才能取出該元素）。例如，子彈壓進(jìn)彈夾，先壓進(jìn)去的子彈在下面，后壓進(jìn)去的子彈在上面，當(dāng)開槍時，先彈出上面的子彈，然后才能彈出下面的子彈。
• 棧的入口、出口的都是棧的頂端位置。

這里兩個名詞需要注意：

• 壓棧：就是存元素。即，把元素存儲到棧的頂端位置，棧中已有元素依次向棧底方向移動一個位置。
• 彈棧：就是取元素。即，把棧的頂端位置元素取出，棧中已有元素依次向棧頂方向移動一個位置。

總結(jié)

棧就好比是瓶子里面裝東西，瓶子滿了，先出來的肯定是最后放進(jìn)去的

隊列

• 隊列：queue,簡稱隊，它同堆棧一樣，也是一種運算受限的線性表，其限制是僅允許在表的一端進(jìn)行插入，而在表的另一端進(jìn)行刪除。

簡單的說，采用該結(jié)構(gòu)的集合，對元素的存取有如下的特點：

• 先進(jìn)先出（即，存進(jìn)去的元素，要在后它前面的元素依次取出后，才能取出該元素）。例如，小火車過山洞，車頭先進(jìn)去，車尾后進(jìn)去；車頭先出來，車尾后出來。
• 隊列的入口、出口各占一側(cè)。例如，下圖中的左側(cè)為入口，右側(cè)為出口。

數(shù)組

• 數(shù)組:Array,是有序的元素序列，數(shù)組是在內(nèi)存中開辟一段連續(xù)的空間，并在此空間存放元素。就像是一排出租屋，有100個房間，從001到100每個房間都有固定編號，通過編號就可以快速找到租房子的人。

簡單的說,采用該結(jié)構(gòu)的集合，對元素的存取有如下的特點：

• 查找元素快：通過索引，可以快速訪問指定位置的元素

• 增刪元素慢

• 指定索引位置增加元素：需要創(chuàng)建一個新數(shù)組，將指定新元素存儲在指定索引位置，再把原數(shù)組元素根據(jù)索引，復(fù)制到新數(shù)組對應(yīng)索引的位置。如下圖

• **指定索引位置刪除元素：**需要創(chuàng)建一個新數(shù)組，把原數(shù)組元素根據(jù)索引，復(fù)制到新數(shù)組對應(yīng)索引的位置，原數(shù)組中指定索引位置元素不復(fù)制到新數(shù)組中。如下圖

總結(jié)

數(shù)組：

數(shù)組從0開始計數(shù)的原因可能是能夠快速定位第n個位置的開頭

數(shù)組增刪慢，因為要擴容遷移元素，或者刪除也要遷移元素

鏈表

• 鏈表:linked list,由一系列結(jié)點node（鏈表中每一個元素稱為結(jié)點）組成，結(jié)點可以在運行時i動態(tài)生成。每個結(jié)點包括兩個部分：一個是存儲數(shù)據(jù)元素的數(shù)據(jù)域，另一個是存儲下一個結(jié)點地址的指針域。我們常說的鏈表結(jié)構(gòu)有單向鏈表與雙向鏈表，那么這里給大家介紹的是單向鏈表。

簡單的說，采用該結(jié)構(gòu)的集合，對元素的存取有如下的特點：

• 多個結(jié)點之間，通過地址進(jìn)行連接。例如，多個人手拉手，每個人使用自己的右手拉住下個人的左手，依次類推，這樣多個人就連在一起了。

• 查找元素慢：想查找某個元素，需要通過連接的節(jié)點，依次向后查找指定元素

• 增刪元素快：

  總結(jié)

  增刪不用遷移元素，只要改變元素地址的指向就好

  改動的地方多，速度就慢，改動的地方少，速度就快

  目標(biāo)：常見的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)種類。集合是基于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)做出來的，不同的集合底層會采用不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，功能和作用是不一樣的。什么是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)？數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)指的是數(shù)據(jù)以什么方式組織在一起。不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，增刪查的性能是不一樣的。不同的集合底層會采用不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，我們要知道集合的底層是基于哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲和操作數(shù)據(jù)的。這樣才能知道具體場景用哪種集合。Java常見的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有哪些? 數(shù)據(jù)存儲的常用結(jié)構(gòu)有：棧、隊列、數(shù)組、鏈表和紅黑樹a.隊列（queue）-- 先進(jìn)先出，后進(jìn)后出。-- 場景：各種排隊。叫號系統(tǒng)。-- 有很多集合可以實現(xiàn)隊列。b.棧（stack）-- 后進(jìn)先出，先進(jìn)后出-- 壓棧 == 入棧-- 彈棧 == 出棧-- 場景：手槍的彈夾。c.數(shù)組-- 數(shù)組是內(nèi)存中的連續(xù)存儲區(qū)域。-- 分成若干等分的小區(qū)域（每個區(qū)域大小是一樣的）-- 元素存在索引-- 特點：查詢元素快（根據(jù)索引快速計算出元素的地址，然后立即去定位）增刪元素慢（創(chuàng)建新數(shù)組，遷移元素）d.鏈表-- 元素不是內(nèi)存中的連續(xù)區(qū)域存儲。-- 元素是游離存儲的。每個元素會記錄下個元素的地址。-- 特點：查詢元素慢增刪元素快（針對于首尾元素，速度極快，一般是雙鏈表）

2.3. 樹基本結(jié)構(gòu)介紹

樹具有的特點：

每一個節(jié)點有零個或者多個子節(jié)點

沒有父節(jié)點的節(jié)點稱之為根節(jié)點，一個樹最多有一個根節(jié)點。

每一個非根節(jié)點有且只有一個父節(jié)點

名詞含義

節(jié)點	指樹中的一個元素
節(jié)點的度	節(jié)點擁有的子樹的個數(shù)，二叉樹的度不大于2
葉子節(jié)點	度為0的節(jié)點，也稱之為終端結(jié)點
高度	葉子結(jié)點的高度為1，葉子結(jié)點的父節(jié)點高度為2，以此類推，根節(jié)點的高度最高
層	根節(jié)點在第一層，以此類推
父節(jié)點	若一個節(jié)點含有子節(jié)點，則這個節(jié)點稱之為其子節(jié)點的父節(jié)點
子節(jié)點	子節(jié)點是父節(jié)點的下一層節(jié)點
兄弟節(jié)點	擁有共同父節(jié)點的節(jié)點互稱為兄弟節(jié)點

二叉樹

如果樹中的每個節(jié)點的子節(jié)點的個數(shù)不超過2，那么該樹就是一個二叉樹。

二叉查找樹/二叉排序樹

二叉查找樹的特點：

左子樹上所有的節(jié)點的值均小于等于他的根節(jié)點的值

右子樹上所有的節(jié)點值均大于或者等于他的根節(jié)點的值

每一個子節(jié)點最多有兩個子樹

案例演示(20,18,23,22,17,24,19)數(shù)據(jù)的存儲過程；

增刪改查的性能都很高！！！

遍歷獲取元素的時候可以按照"左中右"的順序進(jìn)行遍歷；

注意：二叉查找樹存在的問題：會出現(xiàn)"瘸子"的現(xiàn)象，影響查詢效率。

總結(jié)

樹的進(jìn)化史

二叉查找樹：如果數(shù)據(jù)是已經(jīng)排序好，用二叉排序樹會形成單邊的情況，變成鏈表，使查找變得麻煩，使樹變高

樹是展示數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)獲取的一種結(jié)構(gòu)

平衡二叉樹

（基于查找二叉樹，但是讓樹不要太高，盡量讓樹的元素均衡分布。這樣綜合性能就高了）

概述

為了避免出現(xiàn)"瘸子"的現(xiàn)象，減少樹的高度，提高我們的搜素效率，又存在一種樹的結(jié)構(gòu)：“平衡二叉樹”

規(guī)則：它的左右兩個子樹的高度差的絕對值不超過1，并且左右兩個子樹都是一棵平衡二叉樹

如下圖所示：

如下圖所示，左圖是一棵平衡二叉樹，根節(jié)點10，左右兩子樹的高度差是1，而右圖，雖然根節(jié)點左右兩子樹高度差是0，但是右子樹15的左右子樹高度差為2，不符合定義，

所以右圖不是一棵平衡二叉樹。

總結(jié)

平衡二叉樹就是對二叉排序樹的瘸腿特性進(jìn)行優(yōu)化

左右兩個子樹的高度差的絕對值不超過1：

1與2的高度差不大于1（可以等于1），3與4的高度相等

旋轉(zhuǎn)

在構(gòu)建一棵平衡二叉樹的過程中，當(dāng)有新的節(jié)點要插入時，檢查是否因插入后而破壞了樹的平衡，如果是，則需要做旋轉(zhuǎn)去改變樹的結(jié)構(gòu)。

左旋：

左旋就是將節(jié)點的右支往左拉，右子節(jié)點變成父節(jié)點，并把晉升之后多余的左子節(jié)點出讓給降級節(jié)點的右子節(jié)點；

右旋：

將節(jié)點的左支往右拉，左子節(jié)點變成了父節(jié)點，并把晉升之后多余的右子節(jié)點出讓給降級節(jié)點的左子節(jié)點

舉個例子，像上圖是否平衡二叉樹的圖里面，左圖在沒插入前"19"節(jié)點前，該樹還是平衡二叉樹，但是在插入"19"后，導(dǎo)致了"15"的左右子樹失去了"平衡"，

所以此時可以將"15"節(jié)點進(jìn)行左旋，讓"15"自身把節(jié)點出讓給"17"作為"17"的左樹，使得"17"節(jié)點左右子樹平衡，而"15"節(jié)點沒有子樹，左右也平衡了。如下圖，

由于在構(gòu)建平衡二叉樹的時候，當(dāng)有新節(jié)點插入時，都會判斷插入后時候平衡，這說明了插入新節(jié)點前，都是平衡的，也即高度差絕對值不會超過1。當(dāng)新節(jié)點插入后，

有可能會有導(dǎo)致樹不平衡，這時候就需要進(jìn)行調(diào)整，而可能出現(xiàn)的情況就有4種，分別稱作左左，左右，右左，右右。

左左

左左即為在原來平衡的二叉樹上，在節(jié)點的左子樹的左子樹下，有新節(jié)點插入，導(dǎo)致節(jié)點的左右子樹的高度差為2，如下即為"10"節(jié)點的左子樹"7"，的左子樹"4"，插入了節(jié)點"5"或"3"導(dǎo)致失衡。

左左調(diào)整其實比較簡單，只需要對節(jié)點進(jìn)行右旋即可，如下圖，對節(jié)點"10"進(jìn)行右旋，

左右

左右即為在原來平衡的二叉樹上，在節(jié)點的左子樹的右子樹下，有新節(jié)點插入，導(dǎo)致節(jié)點的左右子樹的高度差為2，如上即為"11"節(jié)點的左子樹"7"，的右子樹"9"，

插入了節(jié)點"10"或"8"導(dǎo)致失衡。

左右的調(diào)整就不能像左左一樣，進(jìn)行一次旋轉(zhuǎn)就完成調(diào)整。我們不妨先試著讓左右像左左一樣對"11"節(jié)點進(jìn)行右旋，結(jié)果圖如下，右圖的二叉樹依然不平衡，而右圖就是接下來要

講的右左，即左右跟右左互為鏡像，左左跟右右也互為鏡像。

左右這種情況，進(jìn)行一次旋轉(zhuǎn)是不能滿足我們的條件的，正確的調(diào)整方式是，將左右進(jìn)行第一次旋轉(zhuǎn)，將左右先調(diào)整成左左，然后再對左左進(jìn)行調(diào)整，從而使得二叉樹平衡。

即先對上圖的節(jié)點"7"進(jìn)行左旋，使得二叉樹變成了左左，之后再對"11"節(jié)點進(jìn)行右旋，此時二叉樹就調(diào)整完成，如下圖:

右左

右左即為在原來平衡的二叉樹上，在節(jié)點的右子樹的左子樹下，有新節(jié)點插入，導(dǎo)致節(jié)點的左右子樹的高度差為2，如上即為"11"節(jié)點的右子樹"15"，的左子樹"13"，

插入了節(jié)點"12"或"14"導(dǎo)致失衡。

前面也說了，右左跟左右其實互為鏡像，所以調(diào)整過程就反過來，先對節(jié)點"15"進(jìn)行右旋，使得二叉樹變成右右，之后再對"11"節(jié)點進(jìn)行左旋，此時二叉樹就調(diào)整完成，如下圖:

右右

右右即為在原來平衡的二叉樹上，在節(jié)點的右子樹的右子樹下，有新節(jié)點插入，導(dǎo)致節(jié)點的左右子樹的高度差為2，如下即為"11"節(jié)點的右子樹"13"，的左子樹"15"，插入了節(jié)點

"14"或"19"導(dǎo)致失衡。

右右只需對節(jié)點進(jìn)行一次左旋即可調(diào)整平衡，如下圖，對"11"節(jié)點進(jìn)行左旋。

總結(jié)

右高（右樹）往左旋，左高（左樹）往右旋，把中間的節(jié)點提上去

不熟悉的東西先轉(zhuǎn)為熟悉的東西，再用熟悉的東西的方法來進(jìn)行解決

如果左高進(jìn)行右旋，還是不平衡，就放棄右旋，改為左旋，然后不平衡再用右高往左旋，左高往右旋，把中間的節(jié)點提上去

要提的是，不平衡的父節(jié)點，誰高就往矮的地方旋

紅黑樹

就是平衡的二叉查找樹！！

概述

紅黑樹是一種自平衡的二叉查找樹，是計算機科學(xué)中用到的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它是在1972年由Rudolf Bayer發(fā)明的，當(dāng)時被稱之為平衡二叉B樹，后來，在1978年被

Leoj.Guibas和Robert Sedgewick修改為如今的"紅黑樹"。它是一種特殊的二叉查找樹，紅黑樹的每一個節(jié)點上都有存儲位表示節(jié)點的顏色，可以是紅或者黑；

紅黑樹不是高度平衡的，它的平衡是通過"紅黑樹的特性"進(jìn)行實現(xiàn)的；

紅黑樹的特性：

每一個節(jié)點或是紅色的，或者是黑色的。

根節(jié)點必須是黑色

每個葉節(jié)點(Nil)是黑色的；（如果一個節(jié)點沒有子節(jié)點或者父節(jié)點，則該節(jié)點相應(yīng)的指針屬性值為Nil，這些Nil視為葉節(jié)點）

如果某一個節(jié)點是紅色，那么它的子節(jié)點必須是黑色(不能出現(xiàn)兩個紅色節(jié)點相連的情況)

對每一個節(jié)點，從該節(jié)點到其所有后代葉節(jié)點的簡單路徑上，均包含相同數(shù)目的黑色節(jié)點；

如下圖所示就是一個

在進(jìn)行元素插入的時候，和之前一樣； 每一次插入完畢以后，使用黑色規(guī)則進(jìn)行校驗，如果不滿足紅黑規(guī)則，就需要通過變色，左旋和右旋來調(diào)整樹，使其滿足紅黑規(guī)則；

總結(jié)

紅黑樹就是紅黑交替

e.紅黑樹
二叉樹：binary tree 永遠(yuǎn)只有一個根節(jié)點,是每個結(jié)點不超過2個節(jié)點的樹（tree） 。
查找二叉樹,排序二叉樹：小的左邊，大的右邊，但是可能樹很高，性能變差。
為了做排序和搜索會進(jìn)行左旋和右旋實現(xiàn)平衡查找二叉樹，讓樹的高度差不大于1
紅黑樹（就是基于紅黑規(guī)則實現(xiàn)了自平衡的排序二叉樹）：
樹盡量的保證到了很矮小，但是又排好序了，性能最高的樹。

紅黑樹的增刪查改性能都好！！！

這些結(jié)構(gòu)，其實Java早就通過代碼實現(xiàn)了，我們要知道有這些結(jié)構(gòu)即可!

第三章 List接口

我們掌握了Collection接口的使用后，再來看看Collection接口中的子類，他們都具備那些特性呢？

接下來，我們一起學(xué)習(xí)Collection中的常用幾個子類（java.util.List集合、java.util.Set集合）。

3.1 List接口介紹

java.util.List接口繼承自Collection接口，是單列集合的一個重要分支，習(xí)慣性地會將實現(xiàn)了List接口的對象稱為List集合。在List集合中允許出現(xiàn)重復(fù)的元素，所有的元素是以一種線性方式進(jìn)行存儲的，在程序中可以通過索引來訪問集合中的指定元素。另外，List集合還有一個特點就是元素有序，即元素的存入順序和取出順序一致。

看完API，我們總結(jié)一下：

List接口特點：

它是一個元素存取有序的集合。例如，存元素的順序是11、22、33。那么集合中，元素的存儲就是按照11、22、33的順序完成的）。

它是一個帶有索引的集合，通過索引就可以精確的操作集合中的元素（與數(shù)組的索引是一個道理）。

集合中可以有重復(fù)的元素，通過元素的equals方法，來比較是否為重復(fù)的元素。

tips:我們在基礎(chǔ)班的時候已經(jīng)學(xué)習(xí)過List接口的子類java.util.ArrayList類，該類中的方法都是來自List中定義。

3.2 List接口中常用方法

List作為Collection集合的子接口，不但繼承了Collection接口中的全部方法，而且還增加了一些根據(jù)元素索引來操作集合的特有方法，如下：

• public void add(int index, E element): 將指定的元素，添加到該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):用指定元素替換集合中指定位置的元素,返回值的更新前的元素。

List集合特有的方法都是跟索引相關(guān)，我們在基礎(chǔ)班都學(xué)習(xí)過。

tips:我們之前學(xué)習(xí)Colletion體系的時候，發(fā)現(xiàn)List集合下有很多集合，它們的存儲結(jié)構(gòu)不同，這樣就導(dǎo)致了這些集合它們有各自的特點，供我們在不同的環(huán)境下使用，那么常見的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有哪些呢？在下一章我們來介紹：

3.3 ArrayList集合

java.util.ArrayList集合數(shù)據(jù)存儲的結(jié)構(gòu)是數(shù)組結(jié)構(gòu)。元素增刪慢，查找快，由于日常開發(fā)中使用最多的功能為查詢數(shù)據(jù)、遍歷數(shù)據(jù)，所以ArrayList是最常用的集合。

許多程序員開發(fā)時非常隨意地使用ArrayList完成任何需求，并不嚴(yán)謹(jǐn)，這種用法是不提倡的。

總結(jié)

目標(biāo)：ArrayList集合。Collection集合的體系:Collection<E>(接口)/ \Set<E>(接口) List<E>(接口)/ \ / \ \HashSet<E>(實現(xiàn)類) TreeSet<E>(實現(xiàn)類) LinkedList<E>(實現(xiàn)類) Vector(線程安全) ArrayList<E>(實現(xiàn)類)/LinkedHashSet<E>(實現(xiàn)類)Collection集合體系的特點:Set系列集合： 添加的元素，是無序，不重復(fù)，無索引的。-- HashSet：添加的元素，是無序，不重復(fù)，無索引的。-- LinkedHashSet：添加的元素，是有序，不重復(fù)，無索引的。List系列集合：添加的元素，是有序，可重復(fù)，有索引的。-- LinkedList： 添加的元素，是有序，可重復(fù)，有索引的。-- ArrayList： 添加的元素，是有序，可重復(fù)，有索引的。-- Vector 是線程安全的，速度慢，工作中很少使用。List集合繼承了Collection集合的全部功能，同時因為List系列集合有索引，因為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實現(xiàn)類集合底層基于數(shù)組存儲數(shù)據(jù)的，查詢快，增刪慢！- public void add(int index, E element): 將指定的元素，添加到該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):用指定元素替換集合中指定位置的元素,返回更新前的元素值。小結(jié)：List系列集合有序，可重復(fù)，有索引的。ArrayList實現(xiàn)類集合底層基于數(shù)組存儲數(shù)據(jù)的，查詢快，增刪慢！！開發(fā)中ArrayList集合用的最多！！

List集合的遍歷方式擴展

總結(jié)

for循環(huán)是根據(jù)索引來進(jìn)行遍歷的

集合的長度為size

集合對象.get(索引)//可以用來去集合對象

快速創(chuàng)建迭代器對象：因為字符串變量無法接收迭代器，所以ide會報錯，利用alt+enter，可以快速修復(fù)錯誤，從而快速創(chuàng)建迭代器對象

---

/**拓展：List系列集合的遍歷方式有：4種。List系列集合多了索引，所以多了一種按照索引遍歷集合的for循環(huán)。List遍歷方式：（1）for循環(huán)。（2）迭代器。（3）foreach。（4）JDK 1.8新技術(shù)。*/ public class ListDemo02 {public static void main(String[] args) {List<String> lists = new ArrayList<>();lists.add("java1");lists.add("java2");lists.add("java3");/** （1）for循環(huán)。 */for(int i = 0 ; i < lists.size() ; i++ ) {String ele = lists.get(i);System.out.println(ele);}System.out.println("-----------------------");/** （2）迭代器。 */Iterator<String> it = lists.iterator();while(it.hasNext()){System.out.println(it.next());}System.out.println("-----------------------");/** （3）foreach。 */for(String ele : lists){System.out.println(ele);}System.out.println("-----------------------");/** （4）JDK 1.8開始之后的Lambda表達(dá)式*/lists.forEach(s -> {System.out.println(s);});} }

3.4 LinkedList集合

java.util.LinkedList集合數(shù)據(jù)存儲的結(jié)構(gòu)是鏈表結(jié)構(gòu)。方便元素添加、刪除的集合。

LinkedList是一個雙向鏈表，那么雙向鏈表是什么樣子的呢，我們用個圖了解下

實際開發(fā)中對一個集合元素的添加與刪除經(jīng)常涉及到首尾操作，而LinkedList提供了大量首尾操作的方法。這些方法我們作為了解即可：

• public void addFirst(E e):將指定元素插入此列表的開頭。
• public void addLast(E e):將指定元素添加到此列表的結(jié)尾。
• public E getFirst():返回此列表的第一個元素。
• public E getLast():返回此列表的最后一個元素。
• public E removeFirst():移除并返回此列表的第一個元素。
• public E removeLast():移除并返回此列表的最后一個元素。
• public E pop():從此列表所表示的堆棧處彈出一個元素。
• public void push(E e):將元素推入此列表所表示的堆棧。
• public boolean isEmpty()：如果列表不包含元素，則返回true。

LinkedList是List的子類，List中的方法LinkedList都是可以使用，這里就不做詳細(xì)介紹，我們只需要了解LinkedList的特有方法即可。在開發(fā)時，LinkedList集合也可以作為堆棧，隊列的結(jié)構(gòu)使用。

public class Demo04LinkedList {public static void main(String[] args) {method4();}/** void push(E e)： 壓入。把元素添加到集合的第一個位置。* E pop()： 彈出。把第一個元素刪除，然后返回這個元素。*/public static void method4() {//創(chuàng)建LinkedList對象LinkedList<String> list = new LinkedList<>();//添加元素list.add("達(dá)爾文");list.add("達(dá)芬奇");list.add("達(dá)爾優(yōu)");System.out.println("list:" + list);//調(diào)用push在集合的第一個位置添加元素//list.push("愛迪生");//System.out.println("list:" + list);//[愛迪生, 達(dá)爾文, 達(dá)芬奇, 達(dá)爾優(yōu)]//E pop()： 彈出。把第一個元素刪除，然后返回這個元素。String value = list.pop();System.out.println("value:" + value);//達(dá)爾文System.out.println("list:" + list);//[達(dá)芬奇，達(dá)爾優(yōu)]}/** E removeFirst()：刪除第一個元素* E removeLast()：刪除最后一個元素。*/public static void method3() {//創(chuàng)建LinkedList對象LinkedList<String> list = new LinkedList<>();//添加元素list.add("達(dá)爾文");list.add("達(dá)芬奇");list.add("達(dá)爾優(yōu)");//刪除集合的第一個元素 // String value = list.removeFirst(); // System.out.println("value:" + value);//達(dá)爾文 // System.out.println("list:" + list);//[達(dá)芬奇，達(dá)爾優(yōu)]//刪除最后一個元素String value = list.removeLast();System.out.println("value:" + value);//達(dá)爾優(yōu)System.out.println("list:" + list);//[達(dá)爾文， 達(dá)芬奇]}/** E getFirst()： 獲取集合中的第一個元素* E getLast()： 獲取集合中的最后一個元素*/public static void method2() {//創(chuàng)建LinkedList對象LinkedList<String> list = new LinkedList<>();//添加元素list.add("達(dá)爾文");list.add("達(dá)芬奇");list.add("達(dá)爾優(yōu)");System.out.println("list:" + list);//獲取集合中的第一個元素System.out.println("第一個元素是：" + list.getFirst());//獲取集合中的最后一個元素怒System.out.println("最后一個元素是：" + list.getLast());} /** void addFirst(E e)： 在集合的開頭位置添加元素。* void addLast(E e)： 在集合的尾部添加元素。*/public static void method1() {//創(chuàng)建LinkedList對象LinkedList<String> list = new LinkedList<>();//添加元素list.add("達(dá)爾文");list.add("達(dá)芬奇");list.add("達(dá)爾優(yōu)");//打印這個集合System.out.println("list:" + list);//[達(dá)爾文, 達(dá)芬奇, 達(dá)爾優(yōu)]//調(diào)用addFirst添加元素list.addFirst("曹操");System.out.println("list:" + list);//[曹操, 達(dá)爾文, 達(dá)芬奇, 達(dá)爾優(yōu)]//調(diào)用addLast方法添加元素list.addLast("大喬");System.out.println("list:" + list);//[曹操, 達(dá)爾文, 達(dá)芬奇, 達(dá)爾優(yōu), 大喬]} }

總結(jié)

如果要用子類的特殊功能就不能用多態(tài)來進(jìn)行定義，因為用多態(tài)來進(jìn)行定義，變量是父類類型的，就不能調(diào)用子類的特殊功能

隊列是先進(jìn)先出，后進(jìn)后出

棧是先進(jìn)后出，后進(jìn)先出

LinkedList的push方法等同于addFirst方法

LinkedList的pop方法等同于removeFirst方法

目標(biāo)：LinkedList集合。Collection集合的體系:Collection<E>(接口)/ \Set<E>(接口) List<E>(接口)/ / \ \HashSet<E>(實現(xiàn)類) LinkedList<E>(實現(xiàn)類) Vector(實現(xiàn)類) ArrayList<E>(實現(xiàn)類)/LinkedHashSet<E>(實現(xiàn)類)Collection集合體系的特點:Set系列集合： 添加的元素，是無序，不重復(fù)，無索引的。-- HashSet：添加的元素，是無序，不重復(fù)，無索引的。-- LinkedHashSet：添加的元素，是有序，不重復(fù)，無索引的。List系列集合：添加的元素，是有序，可重復(fù)，有索引的。-- LinkedList： 添加的元素，是有序，可重復(fù)，有索引的。-- ArrayList： 添加的元素，是有序，可重復(fù)，有索引的。LinkedList也是List的實現(xiàn)類：底層是基于鏈表的，增刪比較快，查詢慢！！LinkedList是支持雙鏈表，定位前后的元素是非常快的，增刪首尾的元素也是最快的所以LinkedList除了擁有List集合的全部功能還多了很多操作首尾元素的特殊功能：- public void addFirst(E e):將指定元素插入此列表的開頭。- public void addLast(E e):將指定元素添加到此列表的結(jié)尾。- public E getFirst():返回此列表的第一個元素。- public E getLast():返回此列表的最后一個元素。- public E removeFirst():移除并返回此列表的第一個元素。- public E removeLast():移除并返回此列表的最后一個元素。- public E pop():從此列表所表示的堆棧處彈出一個元素。- public void push(E e):將元素推入此列表所表示的堆棧。小結(jié)：LinkedList是支持雙鏈表，定位前后的元素是非常快的，增刪首尾的元素也是最快的。所以提供了很多操作首尾元素的特殊API可以做棧和隊列的實現(xiàn)。如果查詢多而增刪少用ArrayList集合。(用的最多的)如果查詢少而增刪首尾較多用LinkedList集合。

第四章 Set接口

java.util.Set接口和java.util.List接口一樣，同樣繼承自Collection接口，它與Collection接口中的方法基本一致，并沒有對Collection接口進(jìn)行功能上的擴充，只是比Collection接口更加嚴(yán)格了。與List接口不同的是，Set接口都會以某種規(guī)則保證存入的元素不出現(xiàn)重復(fù)。

Set集合有多個子類，這里我們介紹其中的java.util.HashSet、java.util.LinkedHashSet、java.util.TreeSet這兩個集合。

tips:Set集合取出元素的方式可以采用：迭代器、增強for。

4.1 HashSet集合介紹

java.util.HashSet是Set接口的一個實現(xiàn)類，它所存儲的元素是不可重復(fù)的，并且元素都是無序的(即存取順序不能保證不一致)。java.util.HashSet底層的實現(xiàn)其實是一個java.util.HashMap支持，由于我們暫時還未學(xué)習(xí)，先做了解。

HashSet是根據(jù)對象的哈希值來確定元素在集合中的存儲位置，因此具有良好的存儲和查找性能。保證元素唯一性的方式依賴于：hashCode與equals方法。

我們先來使用一下Set集合存儲，看下現(xiàn)象，再進(jìn)行原理的講解:

public class HashSetDemo {public static void main(String[] args) {//創(chuàng)建 Set集合HashSet<String> set = new HashSet<String>();//添加元素set.add(new String("cba"));set.add("abc");set.add("bac"); set.add("cba"); //遍歷for (String name : set) {System.out.println(name);}} }

輸出結(jié)果如下，說明集合中不能存儲重復(fù)元素：

cba abc bac

tips:根據(jù)結(jié)果我們發(fā)現(xiàn)字符串"cba"只存儲了一個，也就是說重復(fù)的元素set集合不存儲。

總結(jié)

目標(biāo)：HashSet集合Collection集合的體系:Collection<E>(接口)/ \Set<E>(接口) List<E>(接口)/ \ / \ \HashSet<E>(實現(xiàn)類) TreeSet<E>(實現(xiàn)類) LinkedList<E>(實現(xiàn)類) Vector(線程安全) ArrayList<E>(實現(xiàn)類)/LinkedHashSet<E>(實現(xiàn)類)Collection集合體系的特點:Set系列集合： 添加的元素，是無序，不重復(fù)，無索引的。-- HashSet：添加的元素，是無序，不重復(fù)，無索引的。-- LinkedHashSet：添加的元素，是有序，不重復(fù)，無索引的。-- TreeSet: 不重復(fù)，無索引，按照大小默認(rèn)升序排序!! ( 可排序集合 )List系列集合：添加的元素，是有序，可重復(fù)，有索引的。-- LinkedList： 添加的元素，是有序，可重復(fù)，有索引的。底層是基于鏈表存儲數(shù)據(jù)的，查詢慢，增刪快-- ArrayList： 添加的元素，是有序，可重復(fù)，有索引的。底層基于數(shù)組存儲數(shù)據(jù)的，查詢快，增刪慢研究兩個問題(面試熱點)：1）Set集合添加的元素是不重復(fù)的，是如何去重復(fù)的？2）Set集合元素?zé)o序的原因是什么？

4.2 HashSet集合存儲數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)（哈希表）

什么是哈希表呢？

在JDK1.8之前，哈希表底層采用數(shù)組+鏈表實現(xiàn)，即使用數(shù)組處理沖突，同一hash值的鏈表都存儲在一個數(shù)組里。但是當(dāng)位于一個桶中的元素較多，即hash值相等的元素較多時，通過key值依次查找的效率較低。而JDK1.8中，哈希表存儲采用數(shù)組+鏈表+紅黑樹實現(xiàn)，當(dāng)鏈表長度超過閾值（8）時，將鏈表轉(zhuǎn)換為紅黑樹，這樣大大減少了查找時間。

簡單的來說，哈希表是由數(shù)組+鏈表+紅黑樹（JDK1.8增加了紅黑樹部分）實現(xiàn)的，如下圖所示。

看到這張圖就有人要問了，這個是怎么存儲的呢？

為了方便大家的理解我們結(jié)合一個存儲流程圖來說明一下：

總而言之，JDK1.8引入紅黑樹大程度優(yōu)化了HashMap的性能，那么對于我們來講保證HashSet集合元素的唯一，其實就是根據(jù)對象的hashCode和equals方法來決定的。如果我們往集合中存放自定義的對象，那么保證其唯一，就必須復(fù)寫hashCode和equals方法建立屬于當(dāng)前對象的比較方式。

總結(jié)

引用數(shù)據(jù)類型就是自定義類型

泛型中包括引用數(shù)據(jù)類型

即便是對象中值相同，不同對象new出來的地址自然不同

4.3 HashSet存儲自定義類型元素

給HashSet中存放自定義類型元素時，需要重寫對象中的hashCode和equals方法，建立自己的比較方式，才能保證HashSet集合中的對象唯一.

創(chuàng)建自定義Student類:

public class Student {private String name;private int age;//get/set@Overridepublic boolean equals(Object o) {if (this == o)return true;if (o == null || getClass() != o.getClass())return false;Student student = (Student) o;return age == student.age &&Objects.equals(name, student.name);}@Overridepublic int hashCode() {return Objects.hash(name, age);} }

創(chuàng)建測試類:

public class HashSetDemo2 {public static void main(String[] args) {//創(chuàng)建集合對象 該集合中存儲 Student類型對象HashSet<Student> stuSet = new HashSet<Student>();//存儲 Student stu = new Student("于謙", 43);stuSet.add(stu);stuSet.add(new Student("郭德綱", 44));stuSet.add(new Student("于謙", 43));stuSet.add(new Student("郭麒麟", 23));stuSet.add(stu);for (Student stu2 : stuSet) {System.out.println(stu2);}} } 執(zhí)行結(jié)果： Student [name=郭德綱, age=44] Student [name=于謙, age=43] Student [name=郭麒麟, age=23]

總結(jié)

對象.hashCode() 可以獲取對象的哈希值，相當(dāng)于是內(nèi)存地址

equals可以比較內(nèi)容，返回true代表重復(fù)，如果返回false代表不重復(fù)

在空白處 右鍵 Generate 選擇equals() and hashCode()就可以自定義判斷l(xiāng)ist集合是否重復(fù)的方法

一直next 最后finish 即可

---

只要兩個對象的內(nèi)容一樣，equals比較的結(jié)果一定為true

如果要認(rèn)為內(nèi)容一樣，就代表重復(fù)，讓list自動篩選重復(fù)元素，就選擇equals() and hashCode()，重寫hashCode()方法，令兩個對象的內(nèi)容一樣返回的哈希值也要一樣！true

兩個對象內(nèi)容一樣，返回的入?yún)⒕鸵粯?#xff0c;哈希值就一樣

目標(biāo)：Set系列集合元素去重復(fù)的流程。

集合和泛型都只能支持引用數(shù)據(jù)類型。

1.對于有值特性的，Set集合可以直接判斷進(jìn)行去重復(fù)。
2.對于引用數(shù)據(jù)類型的類對象，Set集合是按照如下流程進(jìn)行是否重復(fù)的判斷。
Set集合會讓兩兩對象，先調(diào)用自己的hashCode()方法得到彼此的哈希值（所謂的內(nèi)存地址）
然后比較兩個對象的哈希值是否相同，如果不相同則直接認(rèn)為兩個對象不重復(fù)。
如果哈希值相同，會繼續(xù)讓兩個對象進(jìn)行equals比較內(nèi)容是否相同，如果相同認(rèn)為真的重復(fù)了
如果不相同認(rèn)為不重復(fù)。

Set集合會先讓對象調(diào)用hashCode()方法獲取兩個對象的哈希值比較
/
false true
/
不重復(fù) 繼續(xù)讓兩個對象進(jìn)行equals比較
/
false true
/
不重復(fù) 重復(fù)了

需求：只要對象內(nèi)容一樣，就希望集合認(rèn)為它們重復(fù)了。重寫hashCode和equals方法。

小結(jié)：
如果希望Set集合認(rèn)為兩個對象只要內(nèi)容一樣就重復(fù)了，必須重寫對象的hashCode和equals方法。

set集合無序的原因

總結(jié)

因為哈希值是隨機的，所以取余的結(jié)果也是隨機的

數(shù)組都是存對象地址

---

如果取余的結(jié)果相同，就設(shè)置鏈，讓相同的位置的值指向這個值（就是鏈表）

為什么要用這種方法進(jìn)行存儲：因為哈希表的增刪改查性能都很好

如果在取余的值的位置上的數(shù)組找不到目標(biāo)值，就會找該位置的鏈表，一個一個查找

因為鏈表可能會略長，查詢速度會比較慢，所以就引入紅黑樹機制，將鏈表轉(zhuǎn)為紅黑樹，紅黑樹是以數(shù)值的大小進(jìn)行排列，集合就用哈希值作為數(shù)值來匹配紅黑樹

哈希表的底層是基于Node數(shù)組,每個元素都是一個節(jié)點；每一個節(jié)點會存自己的哈希值，自己的元素值，存自己指向的下一個元素的地址

看底層源碼可得，如果鏈表的長度大于等于8（從0開始，大于等于7），就轉(zhuǎn)為紅黑樹

目標(biāo):Set系列集合元素?zé)o序的根本原因。(面試必考)Set系列集合添加元素?zé)o序的根本原因是因為底層采用了哈希表存儲元素。JDK 1.8之前：哈希表 = 數(shù)組 + 鏈表 + （哈希算法） JDK 1.8之后：哈希表 = 數(shù)組 + 鏈表 + 紅黑樹 + （哈希算法）當(dāng)鏈表長度超過閾值（8）時，將鏈表轉(zhuǎn)換為紅黑樹，這樣大大減少了查找時間。小結(jié)：Set系列集合是基于哈希表存儲數(shù)據(jù)的它的增刪改查的性能都很好！！但是它是無序不重復(fù)的！如果不在意當(dāng)然可以使用！

4.4 LinkedHashSet

我們知道HashSet保證元素唯一，可是元素存放進(jìn)去是沒有順序的，那么我們要保證有序，怎么辦呢？

在HashSet下面有一個子類java.util.LinkedHashSet，它是鏈表和哈希表組合的一個數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)。

演示代碼如下:

public class LinkedHashSetDemo {public static void main(String[] args) {Set<String> set = new LinkedHashSet<String>();set.add("bbb");set.add("aaa");set.add("abc");set.add("bbc");Iterator<String> it = set.iterator();while (it.hasNext()) {System.out.println(it.next());}} } 結(jié)果：bbbaaaabcbbc

總結(jié)

有序指的是添加順序

LinkedHashSet顧名思義就是在HashSet的基礎(chǔ)上添加Linked（鏈）來記錄添加的順序

---

存數(shù)據(jù)依舊是按照set無序的方法存儲，但是取元素的時候，是根據(jù)鏈表開始取

目標(biāo):LinkedHashSet是HashSet的子類，元素是“有序” 不重復(fù)，無索引.LinkedHashSet底層依然是使用哈希表存儲元素的， 但是每個元素都額外帶一個鏈來維護(hù)添加順序！！ 不光增刪查快，還有序。缺點是多了一個存儲順序的鏈會占內(nèi)存空間!!而且不允許重復(fù)，無索引。總結(jié)：如果希望元素可以重復(fù)，又有索引，查詢要快用ArrayList集合。（用的最多）如果希望元素可以重復(fù)，又有索引，增刪要快要用LinkedList集合。（適合查詢元素比較少的情況，經(jīng)常要首尾操作元素的情況）如果希望增刪改查都很快，但是元素不重復(fù)以及無序無索引，那么用HashSet集合。如果希望增刪改查都很快且有序，但是元素不重復(fù)以及無索引，那么用LinkedHashSet集合。

4.5 TreeSet集合

1. 特點

TreeSet集合是Set接口的一個實現(xiàn)類,底層依賴于TreeMap,是一種基于紅黑樹的實現(xiàn),其特點為：

元素唯一

元素沒有索引

使用元素的自然順序?qū)υ剡M(jìn)行排序，或者根據(jù)創(chuàng)建 TreeSet 時提供的 Comparator 比較器
進(jìn)行排序，具體取決于使用的構(gòu)造方法：

public TreeSet()： 根據(jù)其元素的自然排序進(jìn)行排序 public TreeSet(Comparator<E> comparator): 根據(jù)指定的比較器進(jìn)行排序

2. 演示

案例演示自然排序(20,18,23,22,17,24,19):

public static void main(String[] args) {//無參構(gòu)造,默認(rèn)使用元素的自然順序進(jìn)行排序TreeSet<Integer> set = new TreeSet<Integer>();set.add(20);set.add(18);set.add(23);set.add(22);set.add(17);set.add(24);set.add(19);System.out.println(set); }控制臺的輸出結(jié)果為: [17, 18, 19, 20, 22, 23, 24]

案例演示比較器排序(20,18,23,22,17,24,19):

public static void main(String[] args) {//有參構(gòu)造,傳入比較器,使用比較器對元素進(jìn)行排序TreeSet<Integer> set = new TreeSet<Integer>(new Comparator<Integer>() {@Overridepublic int compare(Integer o1, Integer o2) {//元素前 - 元素后 : 升序//元素后 - 元素前 : 降序return o2 - o1;}});set.add(20);set.add(18);set.add(23);set.add(22);set.add(17);set.add(24);set.add(19);System.out.println(set); }控制臺的輸出結(jié)果為: [24, 23, 22, 20, 19, 18, 17]

總結(jié)

多態(tài)的優(yōu)點就是右邊的實現(xiàn)類可以多樣變化

有序是添加順序，排序是大小順序

---

目標(biāo)：TreeSet集合。

TreeSet: 不重復(fù)，無索引，按照大小默認(rèn)升序排序!!
TreeSet集合稱為排序不重復(fù)集合，可以對元素進(jìn)行默認(rèn)的升序排序。

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。（浮點型，整型）
2.字符串類型的元素會按照首字符的編號排序。
3.對于自定義的引用數(shù)據(jù)類型，TreeSet默認(rèn)無法排序，執(zhí)行的時候直接報錯，因為人家不知道排序規(guī)則。

自定義的引用數(shù)據(jù)類型的排序?qū)崿F(xiàn)：
對于自定義的引用數(shù)據(jù)類型，TreeSet默認(rèn)無法排序
所以我們需要定制排序的大小規(guī)則，程序員定義大小規(guī)則的方案有2種：
a.直接為對象的類實現(xiàn)比較器規(guī)則接口Comparable，重寫比較方法（拓展方式）

public class Employee implements Comparable<Employee>{private String name;private double salary;private int age;// 重寫了比較方法。// e1.compareTo(o)// 比較者：this// 被比較者：o// 需求：按照年齡比較@Overridepublic int compareTo(Employee o) {// 規(guī)則：Java規(guī)則// 如果程序員認(rèn)為比較者大于被比較者 返回正數(shù)！// 如果程序員認(rèn)為比較者小于被比較者 返回負(fù)數(shù)！// 如果程序員認(rèn)為比較者等于被比較者 返回0！if(this.age > o.age){return 1;}else if(this.age < o.age){return -1;}return 0;

上面比較也可簡化成一行代碼：return this.age - o.age;//升序，直接返回兩者差的結(jié)果

順著扣是升序，如果反著扣就是降序，例return o.age - this.age就是降序

---

b.直接為集合設(shè)置比較器Comparator對象,重寫比較方法

Set<Employee> employees1 = new TreeSet<>(new Comparator<Employee>() {@Overridepublic int compare(Employee o1, Employee o2) {// o1比較者 o2被比較者// 如果程序員認(rèn)為比較者大于被比較者 返回正數(shù)！// 如果程序員認(rèn)為比較者小于被比較者 返回負(fù)數(shù)！// 如果程序員認(rèn)為比較者等于被比較者 返回0！return o1.getAge() - o2.getAge();}});employees1.add(new Employee("播仔",6500.0,21));employees1.add(new Employee("播妞",7500.0,19));employees1.add(new Employee("喬治",4500.0,23));System.out.println(employees1);} }

在集合中創(chuàng)建匿名內(nèi)部類來進(jìn)行比較，比較規(guī)則相同

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注意：如果類和集合都帶有比較規(guī)則，優(yōu)先使用集合自帶的比較規(guī)則。小結(jié)：TreeSet集合對自定義引用數(shù)據(jù)類型排序，默認(rèn)無法進(jìn)行。但是有兩種方式可以讓程序員定義大小規(guī)則：a.直接為對象的類實現(xiàn)比較器規(guī)則接口Comparable，重寫比較方法（拓展方式）b.直接為集合設(shè)置比較器Comparator對象,重寫比較方法注意：如果類和集合都帶有比較規(guī)則，優(yōu)先使用集合自帶的比較規(guī)則。

第五章 Collections類

5.1 Collections常用功能

• java.utils.Collections是集合工具類，用來對集合進(jìn)行操作。

  常用方法如下：

• public static void shuffle(List<?> list):打亂集合順序。

• public static <T> void sort(List<T> list):將集合中元素按照默認(rèn)規(guī)則排序。

• public static <T> void sort(List<T> list，Comparator<? super T> ):將集合中元素按照指定規(guī)則排序。

代碼演示：

public class CollectionsDemo {public static void main(String[] args) {ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();list.add(100);list.add(300);list.add(200);list.add(50);//排序方法 Collections.sort(list);System.out.println(list);} } 結(jié)果： [50,100, 200, 300]

我們的集合按照默認(rèn)的自然順序進(jìn)行了排列，如果想要指定順序那該怎么辦呢？

總結(jié)

// 1.給集合批量添加元素 Collection<String> names = new ArrayList<>(); /*** 參數(shù)一：被添加元素的集合* 參數(shù)二：可變參數(shù)，一批元素*/ Collections.addAll(names,"曹操","賈乃亮","王寶強","陳羽凡"); System.out.println(names);

5.2 Comparator比較器

創(chuàng)建一個學(xué)生類，存儲到ArrayList集合中完成指定排序操作。

Student 類

public class Student{private String name;private int age;//構(gòu)造方法//get/set//toString }

測試類：

public class Demo {public static void main(String[] args) {// 創(chuàng)建四個學(xué)生對象 存儲到集合中ArrayList<Student> list = new ArrayList<Student>();list.add(new Student("rose",18));list.add(new Student("jack",16));list.add(new Student("abc",20));Collections.sort(list, new Comparator<Student>() {@Overridepublic int compare(Student o1, Student o2) {return o1.getAge()-o2.getAge();//以學(xué)生的年齡升序}});for (Student student : list) {System.out.println(student);}} } Student{name='jack', age=16} Student{name='rose', age=18} Student{name='abc', age=20}

總結(jié)

b.直接為集合設(shè)置比較器Comparator對象,重寫比較方法// 如果程序員認(rèn)為比較者大于被比較者 返回正數(shù)！// 如果程序員認(rèn)為比較者小于被比較者 返回負(fù)數(shù)！// 如果程序員認(rèn)為比較者等于被比較者 返回0！ 注意：如果類和集合都帶有比較規(guī)則，優(yōu)先使用集合自帶的比較規(guī)則。

5.3 可變參數(shù)

在JDK1.5之后，如果我們定義一個方法需要接受多個參數(shù)，并且多個參數(shù)類型一致，我們可以對其簡化.

格式：

修飾符 返回值類型 方法名(參數(shù)類型... 形參名){ }

代碼演示:

public class ChangeArgs {public static void main(String[] args) {int sum = getSum(6, 7, 2, 12, 2121);System.out.println(sum);}public static int getSum(int... arr) {int sum = 0;for (int a : arr) {sum += a;}return sum;} }

注意：

? 1.一個方法只能有一個可變參數(shù)

? 2.如果方法中有多個參數(shù)，可變參數(shù)要放到最后。

應(yīng)用場景: Collections

? 在Collections中也提供了添加一些元素方法：

? public static <T> boolean addAll(Collection<T> c, T... elements):往集合中添加一些元素。

代碼演示:

public class CollectionsDemo {public static void main(String[] args) {ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();//原來寫法//list.add(12);//list.add(14);//list.add(15);//list.add(1000);//采用工具類 完成 往集合中添加元素 Collections.addAll(list, 5, 222, 1，2);System.out.println(list); }

總結(jié)

目標(biāo)：可變參數(shù)。可變參數(shù)用在形參中可以接收多個數(shù)據(jù)。 可變參數(shù)的格式：數(shù)據(jù)類型... 參數(shù)名稱可變參數(shù)的作用：傳輸參數(shù)非常靈活，方便。可以不傳輸參數(shù)。可以傳輸一個參數(shù)。可以傳輸多個參數(shù)。可以傳輸一個數(shù)組。可變參數(shù)在方法內(nèi)部本質(zhì)上就是一個數(shù)組。 可變參數(shù)的注意事項：1.一個形參列表中可變參數(shù)只能有一個！！2.可變參數(shù)必須放在形參列表的最后面！！ 小結(jié)：可變參數(shù)的作用：傳輸參數(shù)非常靈活，方便。可變參數(shù)的注意事項：1.一個形參列表中可變參數(shù)只能有一個！！2.可變參數(shù)必須放在形參列表的最后面！！

第六章 集合綜合案例

6.1 案例介紹

按照斗地主的規(guī)則，完成洗牌發(fā)牌的動作。
具體規(guī)則：

使用54張牌打亂順序,三個玩家參與游戲，三人交替摸牌，每人17張牌，最后三張留作底牌。

6.2 案例分析

• 準(zhǔn)備牌：

  牌可以設(shè)計為一個ArrayList,每個字符串為一張牌。
  每張牌由花色數(shù)字兩部分組成，我們可以使用花色集合與數(shù)字集合嵌套迭代完成每張牌的組裝。
  牌由Collections類的shuffle方法進(jìn)行隨機排序。

• 發(fā)牌

  將每個人以及底牌設(shè)計為ArrayList,將最后3張牌直接存放于底牌，剩余牌通過對3取模依次發(fā)牌。

• 看牌

  直接打印每個集合。

6.3 代碼實現(xiàn)

Poker.java

public class Poker {private String name;public Poker() {}public Poker(String name) {this.name = name;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}@Overridepublic String toString() {return "{" + name + "}";} }

2 測試類

public class Demo12 {public static void main(String[] args) {// 創(chuàng)建一個ArrayList用于存放一副牌ArrayList<Poker> pokers = new ArrayList<>();pokers.add(new Poker("大王", ""));pokers.add(new Poker("小王", ""));String[] colors = new String[] {"?", "?", "?", "?"};String[] numbers = new String[] {"2", "A", "K", "Q", "J", "10", "9", "8", "7", "6", "5", "4", "3"};// 組合牌, 嵌套循環(huán)的流程:外循環(huán)一次,內(nèi)循環(huán)所有次// 2.使用嵌套循環(huán)生成一副牌for (String n : numbers) {// "2", "A"for (String c : colors) {// "?", "?", "?", "?"Poker p = new Poker(c, n);// 3.將54張牌放到集合pokers.add(p);}}// 打印 // System.out.println(pokers);// 洗牌: Collections,集合工具類// static void shuffle?(List<?> list) 將集合中元素的順序打亂Collections.shuffle(pokers);System.out.println("洗牌后:" + pokers);// 發(fā)牌// 1.創(chuàng)建3個玩家集合,創(chuàng)建底牌集合ArrayList<Poker> player01 = new ArrayList<>();ArrayList<Poker> player02 = new ArrayList<>();ArrayList<Poker> player03 = new ArrayList<>();ArrayList<Poker> diPai = new ArrayList<>();// 2.遍歷牌的集合// 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ...51 52 53// pokers = [?5], [?4], [?8], [?A], [?7], [?2], [?6], [?J], [?A], [?7], [?6], [?5], [?7], [?10]// 玩家1: 索引0,3,6 索引 % 3 == 0// 玩家2: 索引1,4,7 索引 % 3 == 1// 玩家3: 索引2,5,8 索引 % 3 == 2// 3.根據(jù)索引將牌發(fā)給不同的玩家for (int i = 0; i < pokers.size(); i++) {// i表示索引,poker就是i索引對應(yīng)的pokerPoker poker = pokers.get(i);if (i >= 51) { // 最后3張給底牌diPai.add(poker);} else if (i % 3 == 0) { // 玩家1player01.add(poker);} else if (i % 3 == 1) { // 玩家2player02.add(poker);} else if (i % 3 == 2) { // 玩家3player03.add(poker);}}// 看牌System.out.println("玩家1: " + player01);System.out.println("玩家2: " + player02);System.out.println("玩家3: " + player03);System.out.println("底牌: " + diPai);// 還要創(chuàng)建一副牌// 創(chuàng)建一個ArrayList用于存放一副牌} }

總結(jié)

如果String類型的特殊字符復(fù)制到idea會變成數(shù)字＋字母，那就先復(fù)制特殊字符，再加引號

排序：

由輸出新牌觀察可得，可以根據(jù)牌的索引來判斷牌的大小。


大王也是相同的方法

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的java(五)-迭代器，数据结构,List,Set ,TreeSet集合,Collections工具类的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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