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编程问答

JAVA进阶教学之（集合）

發(fā)布時間：2024/7/23 编程问答 39 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了 JAVA进阶教学之（集合）小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.

ArrayList:底層是數組
LinkedList：底層是雙向鏈表
Vector：底層是線程安全的數組，效率低
HashSet：底層是HashMap，放到HashSet集合中的元素等同于放到HashMap集合中的key部分
TreeSet：底層是TreeMap，放到TreeSet集合中的元素等同于放到TreeMap集合中的Key部分

可以多次看加強記憶

補充：

第二種類型：鍵值對方式存儲元素（超級父接口：java.util.Map）

總結：

HashMap：底層是哈希表
Hashtable：底層是線程安全的哈希表，效率低
Properties：線程安全的屬性類，并且key和value只能存儲字符串String
TreeMap：底層是二叉樹，TreeMap 集合的Key 可以按照大小順序排序

總結：

List集合存儲元素的特點：

元素有序可重復：存進去和取出來的順序相同，元素有下標，存進去1，還可以存1

Set（對應的是Map）集合存儲元素的特點：

元素無序不可重復：存進去和取出來的順序不一定相同，元素無下標，存進去1，不可繼續(xù)存1

SortSet（對應的是SortedMap）集合存儲元素的特點：

元素無序不可重復可排序：01同上，可排序是指可以按照大小進行排序

關鍵點：

Map集合的key，就是一個Set集合

往Set集合中放數據，實際上放到了Map集合的Key部分

理解點：

怎么往集合這個容器里面放東西，怎么取出來的這個過程需要理解

5、Collection接口中常用的方法

提問：Collection中能存放什么元素？

在沒有使用“泛型”之前，Collection中可以存儲Object的所有子類型
使用了“泛型”之后，Collection中只能存儲某個具體的類型
集合后期我們會學習“泛型”，目前先不用管，我們只需要知道Collection中什么都能存，只要是Object的子類型就行

注意：集合中不能直接存儲基本數據類型，也不能存儲java對象，只能存儲java對象的內存地址

Collection中常用的方法

? ? 1、boolean add(Object e) 向集合尾部中添加元素，把元素的內存地址添加進集合

代碼演示：
?

package com.lbj.javase.collection;import java.util.ArrayList; import java.util.Collection;public class CollectionTest01 {public static void main(String[] args) {//創(chuàng)建一個集合對象，由于接口是抽象的，無法實例化//多態(tài) 父類對象的引用指向子類對象Collection collection=new ArrayList();//測試集合中可以放置的是不是內存地址//自動裝箱，Integer x = new Integer(100); collection.add(x),x是內存地址collection.add(100);collection.add(3.14);collection.add(new Object());collection.add(new Student());} } class Student{}

? 2、int size(?)? ?獲取集合中元素的個數,!注意，并不是獲取集合中的容量

代碼演示：

? ?3、void? clear( ) 清空集合中的元素

代碼演示：

? ?4、boolean remove(Object o) 刪除集合中指定元素

代碼演示：

? ?5、boolean contains(Object o)? 判斷集合中是否包含元素o

代碼演示：

? ?6、boolean isEmpty( ) 判斷該集合中元素個數是否為0

代碼演示：

? ?7、Object[ ] toArray( )? ?調用這個方法可以把集合轉換成數組

?代碼演示：

6、Collection 集合迭代（遍歷）

迭代：就是遍歷，不要將迭代兩個字想的太難，因為集合不是數組，沒有固定長度，無法通過For循環(huán)遍歷集合

底層：需要用到Collection繼承父類Iterable接口的 iterator( ) 方法，然后再在Collection中調用?iterator( ) 方法返回一個Iterator迭代器對象。

此迭代器對象可以使用其中的兩個方法，

一個方法是boolean hasNext() ，表示如果下一個元素存在，則返回true，有點類似指針；

一方法是Object next( ) 返回迭代的下一個元素，且取出來的元素類型都是Object類。?

代碼演示：

圖示：

圖示2：

注意：以上的遍歷方式，是所有Collection通用的一種方式（除了Map集合不可以用！！！）

代碼演示2：

ArrayList集合，有序可重復

HashSet集合，無序不可重復

package com.lbj.javase.collection;import java.util.ArrayList; import java.util.Collection; import java.util.HashSet; import java.util.Iterator;/*** @author LBJ* @version V1.0* @Package com.lbj.javase.collection* @date 2021/3/28 19:51* @Copyright 公司*/ public class CollectionTest03 {public static void main(String[] args) {//創(chuàng)建ArrayList集合空間：有序可重復Collection collection = new ArrayList();//集合中添加元素collection.add(1);collection.add(2);collection.add(1);collection.add(3);//調用迭代器Iterator iterator=collection.iterator();//測試ArrayList集合元素中是否有序可重復while (iterator.hasNext()){Object o=iterator.next();if(o instanceof Integer){System.out.println("o是屬于整數類型");}//輸出的時候都會轉換成字符串，因為這里println默認調用toString方法System.out.println(o.toString());}System.out.println("分割線---------------------------------------------");//創(chuàng)建HashSet集合空間Collection collection1=new HashSet();//添加元素入集合collection1.add(1);collection1.add(1);collection1.add(3);collection1.add(3);collection1.add(2);collection1.add(5);collection1.add(5);//調用迭代器Iterator iterator1=collection1.iterator();//測試HashSet是否無序不可重復while(iterator1.hasNext()){Object o=iterator1.next();System.out.println(o);}} }

測試結果：

o是屬于整數類型
1
o是屬于整數類型
2
o是屬于整數類型
1
o是屬于整數類型
3
分割線---------------------------------------------
1
2
3
5

迭代器容易犯的錯誤：

代碼演示3（迭代器不能自動刷新）：

package com.lbj.javase.collection;import java.util.ArrayList; import java.util.Collection; import java.util.Iterator;public class CollectionTest06 {public static void main(String[] args) {//創(chuàng)建集合對象Collection collection=new ArrayList();//集合中添加元素collection.add("100");collection.add(100);collection.add(new Object());//創(chuàng)建迭代器Iterator iterator=collection.iterator();//遍歷集合元素while (iterator.hasNext()){Object o=iterator.next();System.out.println(o);}}}

代碼演示4（改變迭代器的位置后）：

package com.lbj.javase.collection;import java.util.ArrayList; import java.util.Collection; import java.util.Iterator;public class CollectionTest06 {public static void main(String[] args) {//創(chuàng)建集合對象Collection collection=new ArrayList();//創(chuàng)建迭代器//此時獲取的迭代器，指向的是那集合中沒有元素狀態(tài)下的迭代器//一定要注意：集合結構一旦發(fā)生改變，迭代器必須重新獲取Iterator iterator=collection.iterator();//集合中添加元素collection.add("100");collection.add(100);collection.add(new Object());//遍歷集合元素while (iterator.hasNext()){Object o=iterator.next();System.out.println(o);}}}

結果：
Exception in thread "main" java.util.ConcurrentModificationException
?? ?at java.util.ArrayList$Itr.checkForComodification(ArrayList.java:909)
?? ?at java.util.ArrayList$Itr.next(ArrayList.java:859)
?? ?at com.lbj.javase.collection.CollectionTest06.main(CollectionTest06.java:30)

7、Collection的contains( )方法理解

語法：bollean contains(Object o) 判斷集合中是否存在某個元素,底層調用了equals方法比較

結論：存放一個集合中的類型，一定要重寫equals方法

代碼演示：

package com.lbj.javase.collection;import java.util.ArrayList; import java.util.Collection;public class CollectionTest04 {public static void main(String[] args) {//創(chuàng)建集合對象Collection collection=new ArrayList();//向集合中添加元素String s=new String("abc");collection.add(s);String s1=new String("def");collection.add(s1);System.out.println("集合中元素個數為"+collection.size());//2//新建的對象StringString x=new String("abc");//判斷：集合內有沒有元素x的內容的存在System.out.println(collection.contains(x));//true//底層System.out.println(s.equals(x));//true} }

JVM示意圖：

代碼演示2（當類中沒有重寫equals方法時）：

package com.lbj.javase.collection;import java.util.ArrayList; import java.util.Collection;/*** @author LBJ* @version V1.0* @Package com.lbj.javase.collection* @date 2021/3/31 20:46* @Copyright 公司*/ public class CollectionTest05 {public static void main(String[] args) {//創(chuàng)建集合對象Collection collection=new ArrayList();//創(chuàng)建用戶對象User user=new User("aaa");User user1=new User("aaa");//加入集合collection.add(user);//問：此時集合中有沒有包含user1的內容//原因：User類中沒有重寫equals方法，因此contains調用的是Object中的equals方法System.out.println(collection.contains(user1));//false//底層System.out.println(user.equals(user1));//false} } class User{public String name;public User() {}public User(String name) {this.name = name;} }

同理可得：

boolean remove(Object o) 從集合中移除某個元素的內容，底層調用equals方法

8、集合中元素的刪除

引言：

集合中的元素直接刪除意味著集合的結構發(fā)生改變

package com.lbj.javase.collection;import java.util.ArrayList; import java.util.Collection; import java.util.Iterator;public class CollectionTest07 {public static void main(String[] args) {//創(chuàng)建集合對象Collection collection=new ArrayList();//添加元素進入集合collection.add("aaa");collection.add(100);collection.add(new Object());//獲取迭代器Iterator iterator=collection.iterator();//遍歷輸出集合while(iterator.hasNext()){Object o=iterator.next();//刪除元素//刪除元素后，集合的結構發(fā)生變化，應該重新去獲取迭代器//但是，循環(huán)下一次的時候并沒有重新獲取迭代器，所以會出現異常：Exception in thread "main" java.util.ConcurrentModificationExceptioncollection.remove(o);//輸出System.out.println(o);}} }

規(guī)律：

Iterator it=c.iterator(); 獲取迭代器對象，迭代器用來遍歷集合，此時相當于對當前集合的狀態(tài)拍了一個快照，迭代器迭代的時候會不斷比對快照和原來集合是否相等，如果不相等，則報異常

迭代器的remove()方法（用迭代器的快照進行元素的刪除，則不會出現異常）：

package com.lbj.javase.collection;import java.util.ArrayList; import java.util.Collection; import java.util.Iterator;public class CollectionTest07 {public static void main(String[] args) {//創(chuàng)建集合對象Collection collection=new ArrayList();//添加元素進入集合collection.add("aaa");collection.add(100);collection.add(new Object());//獲取迭代器Iterator iterator=collection.iterator();//遍歷輸出集合while(iterator.hasNext()){Object o=iterator.next();//迭代器的快照刪除iterator.remove();//輸出System.out.println(o);}System.out.println(collection.size());} }aaa 100 java.lang.Object@1540e19d 0

JVM示意圖：

結論：

一：用“集合對象.remove(obj)”直接刪除元素的時候，沒有通知迭代器（導致迭代器的快照和原集合狀態(tài)不同），系統報異常

二：用“迭代器對象.remove()”迭代器刪除元素的時候，告訴迭代器從快照刪除元素，會自動更新迭代器，自動更新集合，系統不報錯

三：集合狀態(tài)發(fā)生改變時，要重新獲取迭代器

四：在迭代元素的過程中，一定要使用迭代器Iterator的remove方法，刪除元素

9、List接口特有的方法

引言：List集合存儲元素的特點：

有序（List集合元素有下標）

可重復（可以重復存儲相同數據）

1、void?add(int index,Object element)??在列表的指定位置插入指定元素，使用不多，效率低

代碼演示：

package com.lbj.javase.collection;import java.util.ArrayList; import java.util.Iterator; import java.util.List;public class ListTest01 {public static void main(String[] args) {//創(chuàng)建集合對象List list=new ArrayList();//添加元素list.add("a");//默認都是向集合的末尾添加元素list.add("b");list.add("c");//添加元素：List接口獨有的//發(fā)現添加的元素在下標為1的位置上，且原來的元素需要向后list.add(1,"e");//引入迭代器iIterator iterator=list.iterator();//遍歷while (iterator.hasNext()){Object o =iterator.next();System.out.println(o);}} } 結果：a e b c

2、Object set(int index,Object element) 修改指定下標的元素

代碼演示：

3、Object get(int index)? 根據下標獲取元素，因此有特有的遍歷方式

代碼演示：
?

package com.lbj.javase.collection;import java.util.ArrayList; import java.util.Iterator; import java.util.List;public class ListTest01 {public static void main(String[] args) {//創(chuàng)建集合對象List list=new ArrayList();//添加元素list.add("a");//默認都是向集合的末尾添加元素list.add("b");list.add("c");//根據下標獲取元素Object o1=list.get(0);System.out.println(o1);//根據list集合的特性//可以用數組進行遍歷for (int i = 0; i <list.size(); i++) {Object o2 =list.get(i);System.out.println(o2);}} } a a b c

4、int indexOf(Object o)? 獲取元素的下標? int lastIndexOf(Object o) 獲取最后出現此元素的下標【因為List集合中的元素可以重復】

代碼演示：

5、Object remove(int index)? 刪除指定下標的元素

代碼演示：

10、ArrayList集合初始化容量及擴容

引言：

1、ArrayList集合初始化容量是10【底層先創(chuàng)建了一個長度為0的數組，當添加第一個元素的時候，初始化容量10】

2、ArrayList集合底層是Object類型的數組 Object[ ]

3、構造方法 new ArrayList();? ?new ArrayList(初始化集合容量大小的數);

4、ArrayList集合的擴容，是原容量的1.5倍，即1*（1+1/2）。底層是數組，應該盡可能少擴容，使用ArrayList集合先預估一個初始化容量

5、面試：ArrayList集合用的是最多的集合，因為它是數組結構，每個元素占用空間大小相同，內存地址連續(xù)，可以知道首元素內存地址，檢索效率高，隨機增刪效率低，末尾插入元素效率高，線程不安全

代碼演示：

package com.lbj.javase.collection;import java.util.ArrayList; import java.util.List;public class ArrayListTest01 {public static void main(String[] args) {//創(chuàng)建集合對象List list=new ArrayList();//集合size() 方法是獲取當前集合中“元素”的個數，不是獲取集合的容量//System.out.println(list.size());//0//創(chuàng)建的集合容量為20List list1=new ArrayList<>(20);} }

?構造方法?new ArrayList(初始化集合容量大小的數)，參數里面還可以把另外一個數組傳遞進去

package com.lbj.javase.collection;import java.util.ArrayList; import java.util.Collection; import java.util.HashSet; import java.util.List;public class ArrayListTest02 {public static void main(String[] args) {//創(chuàng)建HashSet集合Collection collection=new HashSet();//添加元素collection.add(100);collection.add(200);collection.add(300);//將HashSet集合傳入ArrayListList list=new ArrayList(collection);for (int i = 0; i <list.size(); i++) {Object o =list.get(i);System.out.println(o);}} }

ArrayList：把檢索發(fā)揮到極致（一般加元素都是末尾添加，且末尾添加元素效率很高）

LinkedList ：把隨機增刪發(fā)揮到極致

11、LinkedList雙向列表源碼分析

引言：不懂什么是單鏈表數據結構的可以先看以下文章

JAVA進階教學之（單鏈表數據結構）

?LinkedList雙向列表的JVM示意圖：

提問：LinkedList集合有初始容量嗎？

無，初始化容量是null

提問：寫代碼時需要關心是哪個集合嗎？

不需要，因為我們要面向接口編程，調用的方法都是接口中的方法，不管是LinkedList還是ArrayList，以后寫代碼的時候都不需要關心具體是哪個集合

public class LinkedListTest01 {public static void main(String[] args) {List list=new LinkedList();//可以改為new ArrayList();，效果一樣 list.add("a");list.add("b");list.add("c");for (int i = 0; i <list.size(); i++) {Object o=list.get(i);System.out.println(o);}} }

總結：

LinkedList集合是雙向鏈表

對于鏈表數據結構來說，隨機增刪效率較高，檢索效率較低

鏈表中的元素在空間內存上，內存地址并不連續(xù)

12、Vector安全數組

引言：

底層：也是數組（線程安全數組）

初始化容量：10

Vector數組擴容：擴容后是原容量的2倍（10--》20--》30--》40）

ArrayList數組擴容：擴容后是原容量的1.5倍（10--》15--》22.5--》33.75）

Vector中所有的方法都是線程同步的，都帶有synchronized關鍵字，是線程安全的

提問：

怎么將一個線程不安全的ArrayList集合轉換成線程安全的呢？

回答：

java.util.Collections;??使用集合工具類

注意：

java.util.Collection 是集合接口

java.util.Collections 是集合工具類（方便集合的操作）

代碼演示：
?

package com.lbj.javase.collection;import java.util.*;public class VectorTest01 {public static void main(String[] args) {List list=new Vector();//默認元素10個list.add(1);list.add(2);list.add(3);list.add(4);list.add(5);list.add(6);list.add(7);list.add(8);list.add(9);list.add(10);//超過10個夠擴容為原來的兩倍(20)list.add(11);Iterator iterator=list.iterator();while(iterator.hasNext()){Object o=iterator.next();System.out.println(o);}//非線程安全這個可能要改為線程安全List list1=new ArrayList<>();//使用工具類Collections，變成線程安全，這里沒辦法看效果，因為多線程還沒接觸Collections.synchronizedList(list1);list1.add("aaa");list1.add("bbb");list1.add("ccc");} }

13、HashSet集合特點

引言：

存儲時順序和取出時順序不同

無序（不可排序）不可重復

放到HashSet集合中的元素實際上放到HashMap集合的key部分

初始化容量建議是2的倍數

擴容之后，是原容量的2倍

代碼演示：

package com.lbj.javase.collection;import java.util.HashSet; import java.util.Set;public class HashSetTest01 {public static void main(String[] args) {Set<String> set=new HashSet<>();set.add("6");set.add("2");set.add("3");set.add("7");for (String a:set) {System.out.println(a);}} } 2 3 6 7

14、TreeSet集合特點

引言：

無序（可排序）不可重復

但是存儲的元素可以自動按照大小順序排序

這里的無序值得是存進去的順序和取出來的順序不同

代碼演示：

package com.lbj.javase.collection;import java.util.Set; import java.util.TreeSet;public class TreeSetTest01 {public static void main(String[] args) {Set<String> set=new TreeSet();set.add("1");set.add("3");set.add("2");set.add("8");set.add("5");for (String s:set) {System.out.println(s);}} } 1 2 3 5 8

15、Map接口常用方法

引言：

Map接口和Collection接口沒有繼承關系

Map接口以 key 和 value 的方式存儲數據（key，value）【鍵值對】

（key，value）都是引用數據類型

（key，value）都是存儲對象的內存地址

（key，value）key起主導地位，value起附屬地位

部分Map接口方法（代碼演示）：

package com.lbj.javase.collection;import java.util.Collection; import java.util.HashMap; import java.util.Map;public class MapTest01 {public static void main(String[] args) {//創(chuàng)建一個 Map 集合Map<Integer,String> map=new HashMap<>();//向Map集合中添加鍵值對map.put(10,"小明");//10在這里進行了自動裝箱map.put(20,"小紅");map.put(30,"小剛");//通過key 獲取 valueString s= map.get(10);System.out.println(s);//獲取鍵值對的數量Integer integer=map.size();System.out.println(integer);//通過 key 刪除 key-valueString s1=map.remove(10);System.out.println(s1);//判斷是否包含某個keyBoolean b=map.containsKey(10);System.out.println(b);//判斷是否包含某個valueBoolean b1=map.containsValue("小明");System.out.println(b1);//清空集合//map.clear();//判斷集合是否為空Boolean b2=map.isEmpty();System.out.println(b2);//獲取所有的 valueCollection<String> collection=map.values();for (String s2: map.values()) {System.out.println(s2);}} }小明 3 小明 false false false 小紅小剛

Map集合的遍歷（！！！非常重要）：

方法一（直接獲取key，遍歷Set）：

缺點：效率相對較低，?String value=map.get(key);會再次調用哈希表，會影響性能

package com.lbj.javase.collection;import java.util.HashMap; import java.util.Iterator; import java.util.Map; import java.util.Set;public class MapTest02 {public static void main(String[] args) {//第一種方式：獲取所有的key，通過遍歷key，來遍歷valueMap<Integer,String> map=new HashMap<>();//添加元素map.put(1,"zhangsan");map.put(2,"wanwu");map.put(3,"zhaosi");map.put(4,"xiaohong");//遍歷Map集合//獲取所有的keys,所有的keys是一個Set集合Set<Integer> keys=map.keySet();//遍歷key,通過key,獲取valueIterator<Integer> iterable=keys.iterator();while (iterable.hasNext()){//取出其中的一個keyInteger key=iterable.next();//通過key獲取valueString value=map.get(key);System.out.println(key+"="+value);}} }1=zhangsan 2=wanwu 3=zhaosi 4=xiaohong

（同等方法的foreach遍歷）：

package com.lbj.javase.collection;import java.util.HashMap; import java.util.Iterator; import java.util.Map; import java.util.Set;public class MapTest02 {public static void main(String[] args) {//第一種方式：獲取所有的key，通過遍歷key，來遍歷valueMap<Integer,String> map=new HashMap<>();//添加元素map.put(1,"zhangsan");map.put(2,"wanwu");map.put(3,"zhaosi");map.put(4,"xiaohong");//遍歷Map集合//獲取所有的keys,所有的keys是一個Set集合Set<Integer> keys=map.keySet();for (Integer key:keys) {System.out.println(key+"="+map.get(key));}} }

方法二（Map轉Set，遍歷Set）：

Set<Map.Entry<K,V>> entrySet()? ?把Map集合直接全部轉換成Set集合

Set集合中元素的類型是：Map.Entry<K,V>

優(yōu)點：效率高（原因：Set集合存儲的Map集合中的數據，實際上存儲在node節(jié)點中，通過node節(jié)點直接獲取Map集合中的數據，不需要再次經過哈希表，性能提高，底層是Node單向鏈表，下面會繼續(xù)說說這個Node）

package com.lbj.javase.collection;import java.util.HashMap; import java.util.Iterator; import java.util.Map; import java.util.Set;public class MapTest02 {public static void main(String[] args) {//第一種方式：獲取所有的key，通過遍歷key，來遍歷valueMap<Integer,String> map=new HashMap<>();//添加元素map.put(1,"zhangsan");map.put(2,"wanwu");map.put(3,"zhaosi");map.put(4,"xiaohong");//第二種方式：Map轉換成Set集合Set<Map.Entry<Integer,String>> set=map.entrySet();//迭代set集合Iterator<Map.Entry<Integer,String>> iterator=set.iterator();while (iterator.hasNext()){Map.Entry<Integer,String> node=iterator.next();Integer i=node.getKey();String s=node.getValue();System.out.println(i+"="+s);}} }1=zhangsan 2=wanwu 3=zhaosi 4=xiaohong

JVM示意圖（為了方便理解）：

（同等方法的foreach遍歷）：

package com.lbj.javase.collection;import java.util.HashMap; import java.util.Iterator; import java.util.Map; import java.util.Set;public class MapTest02 {public static void main(String[] args) {//第一種方式：獲取所有的key，通過遍歷key，來遍歷valueMap<Integer,String> map=new HashMap<>();//添加元素map.put(1,"zhangsan");map.put(2,"wanwu");map.put(3,"zhaosi");map.put(4,"xiaohong");for (Map.Entry<Integer,String> node:set) {System.out.println(node);//直接獲取node結果一樣，但是實際開發(fā)中，一般需要獲取key或者是value，所以拆開使用更好System.out.println(node.getKey()+"="+node.getValue());}} }1=zhangsan 1=zhangsan 2=wanwu 2=wanwu 3=zhaosi 3=zhaosi 4=xiaohong 4=xiaohong

16、HashMap集合

引言：

HashMap集合底層是 “哈希表/散列表” 的數據結構

哈希表：

哈希表是一個數組和單向鏈表的結合體，充分發(fā)揮各自優(yōu)點

數組：在查詢方面效率很高，隨機增刪方面效率很低

單向鏈表：在查詢方面效率很低，隨機增刪方面效率很高

理解：哈希表是一維數組，這個數組中的每一個元素都是一個單項鏈表，相當于一個中間體，查詢效率相對于純數組是略低，隨機增刪改查效率相對于純單向鏈表是略低，但是綜合起來，哈希表是一個優(yōu)選擇，查詢不需要都掃描，只需要部分掃描，隨機增刪改查是在部分鏈表上完成

HashMap底層源代碼分析：

1、由于HashMap的底層和哈希表的關系非常大，因此我們從哈希值開始入手學習

哈希值：哈希值是key的hashCode（）方法的執(zhí)行結果，hash值通過哈希算法（哈希算法不是一種具體的算法，而是一種思想，將不定長的字符串變成定長的字符串），可以轉換存儲為數組的下標

偽代碼演示：（HashMap的底層是一個數組，數組中的每個下標上存儲的是單鏈表，單鏈表中的節(jié)點有4個屬性，分別如下）：?

public class HashMap{//HashMap底層實際上就是一個數組Node<K,V>[ ] table;//靜態(tài)內部HashMap.Nodestatic class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {final int hash; //存儲哈希值final K key; //存儲到Map集合中的那個keyV value; //存儲到Map集合中的那個valueNode<K,V> next; //存儲下一個節(jié)點的內存地址 }

哈希表數據結構（配合示意圖食用效果會更好）：

2、需要了解哈希表，可以從 map.put(k,v)? 的實現原理入手

第一步：先將k，v封裝到Node對象中
第二步：底層會調用k的hashCode()方法得出hash值
第三步：通過哈希算法，將hash值轉換成數組的下標，判斷當前下標位置上如果沒有任何元素，就把Node添加到當前位置上
第四步：判斷當前下標位置上如果有鏈表，此時會將k的值和鏈表中的每一個節(jié)點的k值進行equals比較，如果返回false，則表示沒有重復，新節(jié)點將被添加到鏈表尾端；如果其中有一個equals返回true，則表示有重復，新節(jié)點的value會被覆蓋

3、從map.get(k) 的實現原理入手

第一步：先調用k的hashCode()方法的出hash值
第二步：通過哈希算法，將hash值轉換成數組的下標，判斷當前下標位置上如果沒有任何元素，返回null
第三步：判斷當前下標位置上如果有鏈表，此時會將k的值和鏈表中的每一個節(jié)點的k值進行equals比較，如果返回false，那么get方法返回null，只要其中有一個節(jié)點的k值和參數k值的equals比較的時候返回true，那么此時這個節(jié)點的value就是我們需要的value，get方法最終返回這個要找的value

示意圖：

哈希表補充：

如果k1和k2的hash值相同，一定是放到同一個單項鏈表上

如果k1和k2的hash值不相同，但是由于哈希算法執(zhí)行結束后轉換的數組下標可能相同（7%3=1,4%3=1），此時會發(fā)生“哈希碰撞”

4、了解哈希表后，就可以分析HashMap集合的key部分特點

無序：因為不一定掛載到哪一個單向鏈表上
不可重復：equals（）方法保證HashMap集合中的key不可重復，如果key重復了，新value會覆蓋舊value的值
放在HashMao集合的key部分的元素其實就是放到HashSet集合中了
所以HashSet集合中的元素也需要同時重寫hashCode()+equals()方法

5、重點：

通過示意圖可以得出HashMap集合的key，會先后調用兩個方法，一個方法是hashCode()，一個方法是equals()，那么這兩個方法都需要進行重寫

6、哈希表HashMap使用不當時會無法發(fā)揮出哈希表的性能

原因：假設將所有的hashCode() 的方法返回值固定為某個值，那么會導致底層哈希表變成純的單向鏈表，這種情況稱為：散列分布不均勻
什么是散列分布均勻？
假設有100個元素，10個單向鏈表，那么每個單向鏈表上有10個節(jié)點的時候，是最好的結果，屬于散列分布均勻
假設將所有的hashCode() 的方法返回值都設定為不一樣的值，可以嗎？
不行，因為這樣的話會導致底層哈希表稱為一個純一維數組，沒有鏈表的概念，屬于散列分布不均勻
結論：因此，散列分布均勻需要重寫hashCode() 的方法時有一定的技巧

7、關于HashMap集合的擴容

默認初始化容量是16，默認加載因子是0.75

默認加載因子：是當HashMap集合底層數組的容量達到75%的時候，數組開始擴容

重點，記住：HashMap集合初始化容量最好是2的倍數，這是官方推薦的

這是因為達到散列均勻，為了提高HashMap集合的存取效率，所以必須的

1<<4? 是二進制位移，位移效率比運算效率高很多

擴容：擴容之后的容量是原容量的2倍

8、hashCode（）方法和equals（）方法不用研究了，直接使用IDEA工具生成，但是這兩個方法需要同時生成

9、JDK 8 的HashMap有新特性

如果哈希表單向鏈表中元素超過8個，單向鏈表這種數據結構會變成紅黑樹數據結構

如果紅黑樹上的節(jié)點數量小于6個時，會重新把紅黑樹變成單向鏈表數據結構，提高檢索效率

終極結論：

放在HashMap集合key部分的，以及放在HashSet集合中的元素，需要同時重寫hashCode（）+equals（），且hashCode（）會先被調用

17、HashMap和HashTable的區(qū)別

提問：HashMap集合key部分可以存儲null嗎？

答案：允許，但是需要注意 key的null值只能有一個，再多也只能被覆蓋而已

代碼演示：

package com.lbj.javase.collection;import java.util.HashMap; import java.util.Map;public class MapTest03 {public static void main(String[] args) {Map map=new HashMap<>();//HashMap集合允許key為nullmap.put(null,null);//key重復的時候，value進行覆蓋map.put(null,100);System.out.println(map.size());//1//通過key獲取valueSystem.out.println(map.get(null));//100} }

HashTable的方法都是帶有synchronized，屬于線程安全的，效率低的
因此Hashtable的key和value都是不能為null的，但是HashMap的key和value都可以為null
HashTable的初始化容量是11，默認加載因子是0.75f，HashTable的擴容是原容量*2+1

代碼演示：

package com.lbj.javase.collection;import java.util.Hashtable; import java.util.Map;public class MapTest04 {public static void main(String[] args) {Map map=new Hashtable<>();//Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException// at java.util.Hashtable.put(Hashtable.java:460)// at com.lbj.javase.collection.MapTest04.main(MapTest04.java:18)map.put(null,null);//空指針異常//同理map.put(1,null);map.put(null,1);} }

18、屬性類Properties

目前只需要掌握Properties屬性類對象的相關方法即可

Properties是一個Map集合，繼承HashTable

Properties的key和value都是String類型

Properties被稱為屬性類對象

Properties是線程安全的

代碼演示：

package com.lbj.javase.collection;import java.util.Properties;public class PropertiesTest01 {public static void main(String[] args) {//創(chuàng)建一個Properties對象Properties properties=new Properties();//需要掌握兩個方法，一個存，一個取//存properties.setProperty("url","jdbc:mysql://localhost:3306/aaa");properties.setProperty("driver","com.mysql.jdbc.Driver");properties.setProperty("username","root");properties.setProperty("password","123");//取String s=properties.getProperty("url");String s1=properties.getProperty("password");System.out.println(s+s1);//jdbc:mysql://localhost:3306/aaa123} }

19、TreeSet可排序集合

TreeSet集合底層實際上是一個TreeMap，TreeMap集合底層是二叉樹

放到TreeSet集合中的元素，等同于放到TreeMap集合中的key部分

TreeSet集合中的元素：無序不可重復，但是取出時可以按照元素類型的大小順序自動排序

代碼演示（按照字典順序，默認升序）：

package com.lbj.javase.collection;import java.util.TreeSet;public class TreeSetTest02 {public static void main(String[] args) {TreeSet<String> treeSet=new TreeSet<>();treeSet.add("d");treeSet.add("d");treeSet.add("b");treeSet.add("b");treeSet.add("a"); //.add()底層其實就是treeMap中的.put()方法for (String s:treeSet) {System.out.println(s);}//a b dTreeSet<Integer> treeSet1=new TreeSet<>();treeSet1.add(6);treeSet1.add(3);treeSet1.add(1);treeSet1.add(2);for (Integer i:treeSet1) {System.out.println(i);}//1 2 3 6} }

TreeSet無法對自定義類型排序：

提問：對于自定義類型來說，TreeSet可以排序嗎？

以下程序中對于Worker類型來說，無法排序，因為Worker類中沒有指定Worker對象之間的比較規(guī)則

（誰大誰小無法說明）

代碼演示：

出現異常：

com.lbj.javase.collection.TreeSetTest03
Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: com.lbj.javase.collection.Worker cannot be cast to java.lang.Comparable
?? ?at java.util.TreeMap.compare(TreeMap.java:1294)
?? ?at java.util.TreeMap.put(TreeMap.java:538)
?? ?at java.util.TreeSet.add(TreeSet.java:255)
?? ?at com.lbj.javase.collection.TreeSetTest03.main(TreeSetTest03.java:22)
?

異常分析：
Worker類沒有實現java.lang.Comparable接口，導致類型的強制轉換不成功，無法進行比較，而再上一例中的String和Integer源碼中都實現了Comparable接口，可以進行類型轉換，進行比較無非就是<0、=0、>0 因此就可以進行排序

自定義類型重寫CompareTo方法：

代碼演示：

package com.lbj.javase.collection;import java.util.TreeSet;public class TreeSetTest03 {public static void main(String[] args) {TreeSet<Worker> treeSet=new TreeSet<>();Worker worker=new Worker(19);Worker worker1=new Worker(34);Worker worker2=new Worker(21);Worker worker3=new Worker(35);//添加一個自定義類的對象進去treeSet中,這一步就是錯誤的treeSet.add(worker);treeSet.add(worker1);treeSet.add(worker2);treeSet.add(worker3);//遍歷for (Worker w:treeSet) {System.out.println(w);}} }//放在TreeSet集合中的元素需要實現java.lang.Comparable接口 //并且實現compareTo方法，equals可以不寫 class Worker implements Comparable<Worker>{private int age;public Worker(int age) {this.age = age;}public int getAge() {return age;}public void setAge(int age) {this.age = age;}//需要在這個方法里面編寫比較的邏輯//k.compareTo(t.key)//原理：拿著參數k和集合中的每一個k進行比較，返回值可能是 >0 =0 <0@Overridepublic int compareTo(Worker o) {//假設o1.compareTo(o2)//this就是 o1//o 就是 o2//o1和o2進行比較的時候，實際上就是this和o進行比較int age1=this.age;int age2=o.age;/*//邏輯判斷if(age1==age2){return 0;}else if(age1>age2){return 1;}else if(age1<age2){return -1;}*///升序//return age1-age2 ;//有可能是<0 =0 >0//降序return age2-age1 ;}//重寫toString方法@Overridepublic String toString() {return "Worker{" +"age=" + age +'}';} }

問題：為什么在CompareTo方法里面寫了一個return age2-age1 就可以對年齡進行比較？

解答：請看下面的比較規(guī)則

compareTo（）方法的返回值很重要：

返回0，表示相同，value會覆蓋
返回>0，表示會在右子樹上尋找
返回<0，表示會在左子樹上尋找

代碼演示（比較規(guī)則應該怎么寫）：

package com.lbj.javase.collection;import java.util.TreeSet;public class TreeSetTest04 {public static void main(String[] args) {//創(chuàng)建一個treeSet集合TreeSet<Vip> treeSet=new TreeSet<>();Vip vip=new Vip("zhangsan",23);Vip vip1=new Vip("lisi",23);Vip vip2=new Vip("wanwu",32);Vip vip3=new Vip("zhaosi",38);//將創(chuàng)建的對象添加進treeSet集合中treeSet.add(vip);treeSet.add(vip1);treeSet.add(vip2);treeSet.add(vip3);//遍歷集合，查看排序for (Vip v:treeSet) {System.out.println(v);}} }class Vip implements Comparable<Vip>{private String name;private int age;public Vip(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public int getAge() {return age;}public void setAge(int age) {this.age = age;}@Overridepublic int compareTo(Vip o) {//寫排序規(guī)則，按照哪一個屬性進行比較if(this.age==o.age){//年齡相相等的時候，比較姓名，因為姓名是String類型，已經實現了CompareToreturn this.name.compareTo(o.name);}else {//年齡不相等的時候，只比較年齡return this.age-o.age;}}@Overridepublic String toString() {return "Vip{" +"name='" + name + '\'' +", age=" + age +'}';} }Vip{name='lisi', age=23} Vip{name='zhangsan', age=23} Vip{name='wanwu', age=32} Vip{name='zhaosi', age=38}

?自平衡二叉樹的概念（存放的過程就是排序的過程）：

圖示：

結論：

放到TreeSet或者TreeMap集合key部分的元素想要做到排序，包括兩種方式（P714）：

第一種：放在集合中的元素實現java.lang.Compareable接口

第二種：在構造TreeSet或者TreeMap集合的時候傳入一個比較器對象

Comparable和Comparator怎么選擇呢？

當比較規(guī)則不會發(fā)生改變的時候，或者說當比較規(guī)則只有一個的時候，建議實現Comparable接口

當比較規(guī)則出現多個，并且需要多個比較規(guī)則之間頻繁切換，建議使用Comparator接口

代碼演示：

package com.lbj.javase.collection;import java.util.Comparator; import java.util.TreeSet;/** 比較器方法*/ public class TreeSetTest05 {public static void main(String[] args) {//創(chuàng)建TreeSet集合的時候，需要用到比較器的方式//通過構造方法傳遞一個比較器進去TreeSet集合中TreeSet<WuGui> treeSet=new TreeSet<>(new WuGuiComparator());WuGui wuGui=new WuGui(10);WuGui wuGui1=new WuGui(6);WuGui wuGui2=new WuGui(15);WuGui wuGui3=new WuGui(11);treeSet.add(wuGui);treeSet.add(wuGui1);treeSet.add(wuGui2);treeSet.add(wuGui3);//遍歷for (WuGui w:treeSet) {System.out.println(w);}} }class WuGui{private int age;public WuGui(int age) {this.age = age;}public int getAge() {return age;}public void setAge(int age) {this.age = age;}@Overridepublic String toString() {return "烏龜{" +"age=" + age +'}';} }//需要單獨寫一個比較器 //比較器實現java.util.Compatator接口（Comparable是java.lang包下的，Comparator是java.util包下的） class WuGuiComparator implements Comparator<WuGui>{@Overridepublic int compare(WuGui o1, WuGui o2) {//指定比較規(guī)則//按照年齡排序return o1.getAge()-o2.getAge();} }烏龜{age=6} 烏龜{age=10} 烏龜{age=11} 烏龜{age=15}

總結

以上是生活随笔為你收集整理的JAVA进阶教学之（集合）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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JAVA
进阶

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JAVA进阶教学之（集合）

目錄

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1、集合概述

2、集合存儲的數據類型

3、不同的集合，底層都會對應不同的數據結構

4、集合繼承結構圖（部分接口和類）

5、Collection接口中常用的方法

6、Collection 集合迭代（遍歷）

7、Collection的contains( )方法理解

8、集合中元素的刪除

9、List接口特有的方法

10、ArrayList集合初始化容量及擴容

11、LinkedList雙向列表源碼分析

12、Vector安全數組

13、HashSet集合特點

14、TreeSet集合特點

15、Map接口常用方法

16、HashMap集合

17、HashMap和HashTable的區(qū)別

18、屬性類Properties

19、TreeSet可排序集合

總結