集合框架—–Collection和Map

記錄一下學習的集合框架，梳理思路，也便於以後的查看。如果有錯誤之處，還望大家不吝指出，多謝哈。

集合框架之Collection

來張Collection體系圖：

Collection概述：
- Collection是最基本的集合接口，一個Collection代表一組Object，即Collection的元素（Elements）。一些Collection允許相同的元素而另一些不行。一些能排序而另一些不行。Java SDK不提供直接繼承自Collection的類，Java SDK提供的類都是繼承自Collection的“子接口”如List和Set。
- 所有實現Collection接口的類都必須提供兩個標準的構造函數：無參數的構造函數用於創建一個空的Collection，有一個Collection參數的構造函數用於創建一個新的Collection，這個新的Collection與傳入的Collection有相同的元素。後一個構造函數允許用戶複製一個Collection。
List
- 集合中存取的元素有序（存和取的順序一致），有索引，可以存儲重複值。
Set
- 集合中存取的元素無序（存和取的順序不一致），無索引，不可以存儲重複的值。
注意：因爲List和Set都是Collection的子接口，如果想使用接口，就必須使用它的實現類。如： List list = new Arraylist();

Collection集合遍歷

1，將集合轉換成數組，（利用toArray()方法）再使用for循環遍歷即可。

2，迭代器遍歷（使用集合中iterator()方法獲得Iterator對象）

僞代碼如下：

Iterator it = list.iterator();  //獲取Iterator 對象
while(it.hasNext()) {   //判斷集合中是否還有元素
    it.next();             //得到元素值
}

3，增強for循環遍歷

僞代碼如下

Collection c = new ArrayList();
//Object obj = new Student("張三",23);
c.add(new Student("張三",23));    //Object obj = new Student("張三",23); 這裏會自動類型提升爲Object
c.add(new Student("李四",24));
c.add(new Student("王五",25));
c.add(new Student("馬六",26));
for (Object value : c) {
System.out.println(value);
}

List集合特有的遍歷
- 1，根據List集合的特點：有索引，可以通過 list.get(int index);方法遍歷
- 2，List特有的方法：ListIterator。根據listIterator()方法獲得ListIterator迭代器對象。
集合遍歷注意事項
- 當使用Iterator迭代器遍歷集合需要增添或修改元素時，很可能會發生併發修改異常（ConcurrentModificationException）。
  - 原因：當遍歷集合時，增添或修改集合中元素，使用的是集合的方法，而迭代器並不知道，這就導致出現了併發修改異常。
  - 解決辦法：
    - 1，使用普通for循環（通過索引刪除,一個集合的最大索引爲：list.size() - 1; 注意：索引要字減一）list.remove(index–);
    - 2，使用ListIterator迭代器，因爲此迭代器中特有添加和刪除的方法。
List集合中三個子類的特點
- ArrayList：底層數據結構是數組，查詢修改快，增刪慢，線程不安全，但效率高。
- Vector：底層數據結構是數組，查詢修改增刪都慢，線程安全，但效率低。
- LinkedList：底層數據結構是鏈表，查詢修改慢，增刪快，線程不安全，但效率高。
- 結論：
  - 查詢多用ArrayList
  - 增山多用LinkedList
  - 都多用Arraylist
泛型
- 如：Collection<String> c = new Arraylist<>();定義了一個泛型爲String類型的集合。
- 使用泛型的好處：
  - 提高安全性(將運行期的錯誤轉換到編譯期)
  - 省去強轉的麻煩
- 注意：
  - <>中放的必須是引用數據類型。
  - 前後的泛型必須一致，或者後面的泛型可以省略不寫（JDK1.7新特性，菱形泛型）
  - 泛型最好不要定義成Object，沒有意義。
HashSet集合類（Set集合的實現類）
- 特點：
  - 方法和Collection中方法一樣
  - 當向Set集合中存儲重複元素時，返回值爲false
  - HashSet的繼承體系中有重寫toString方法
- HashSet存儲自定義對象：
  - 爲了保證元素的唯一性，自定義對象的類中必須重寫hashCode()和equals()方法。
    - 當哈希值一樣時，纔會調用equals()方法。
LinkedHashSet集合類（HashSet的子類）
- 特點：
  - 底層是鏈表實現的，是Set集合中唯一保證怎麼存就怎麼取。
  - 該類是HashSet的子類，所以也是保證元素唯一的，與HashSet的原理一樣。
TreeSet集合類（Set集合的實現類）
- 特點：
  - 保證元素的唯一性
  - 可以對元素進行排序
- 排序的方式（自定義對象時）
  - 自然排序：自定義對象的類需要實現Compareable接口，並重寫接口中compareTo()方法。
    - 在TreeSet集合類中如何存儲元素取決於compareTo()方法的返回值：
      - 返回值爲0：集合中只會存儲一個元素。
      - 返回值爲正數：集合怎麼存，就會怎麼輸出。
      - 返回值爲負數：集合會將存儲的元素倒序輸出。
    - 來個自然排序的代碼：

//自定義對象，Person類
public class Person implements Comparable<Person>{
    private String name;
    private int age;
    public Person() {
        super();

    }
    public Person(String name, int age) {
        super();
        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;
    }
    @Override
    //按照年齡排序
    public int compareTo(Person p) {
        //排序：如果是新的（後進來的）減去老的（先進來的），是從小到大排序。
        //       如果是老的減去新的，就是從大到小排序
        //      this代表新的，p代表老的
        int num = this.age - p.age;     //判斷年齡是否相同
        //當年齡相同是，比較姓名是否相同。
        int num2 = num == 0 ? this.name.compareTo(p.name) : num;
        return num2;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Person [name=" + name + ", age=" + age + "]";
    }   
}


//測試類
import java.util.TreeSet;

public class TreeSetTest {
    /**
     * 演示
     *  按年齡的大小排序(按年齡從小到大排序)
     * TreeSet存儲自定義對象並遍歷(按年齡從小到大排序)
     */
    public static void main(String[] args) {
        TreeSet<Person> ts = new TreeSet<>();

        ts.add(new Person("zhangsan", 23));
        ts.add(new Person("lisi", 16));
        ts.add(new Person("wangwu", 24));
        ts.add(new Person("zhaoliu", 34));
        ts.add(new Person("aaaa", 44));

        System.out.println(ts);
    }
}
//輸出結果：
/*  
[Person [name=lisi, age=16], 
Person [name=zhangsan, age=23], 
Person [name=wangwu, age=24], 
Person [name=zhaoliu, age=34], 
Person [name=aaaa, age=44]]
*/

比較排序：Comparator以內部類的形式實現。
代碼如下：

//自定義對象Person類

public class Person {
    private String name;
    private int age;
    public Person() {
        super();

    }
    public Person(String name, int age) {
        super();
        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;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Person [name=" + name + ", age=" + age + "]";
    }

}

//測試類

import java.util.Comparator;
import java.util.TreeSet;
public class Test5_1 {

    /**
     * 演示
     * TreeSet存儲自定義對象並遍歷(按照姓名的長度排序)
     */
    public static void main(String[] args) {
        //利用比較器排序（匿名內部類）
        TreeSet<Person> ts = new TreeSet<>(new Comparator<Person>() {

            @Override
            public int compare(Person p1, Person p2) {
                int length = p1.getName().length() - p2.getName().length();
                int num2 = length == 0 ? p1.getName().compareTo(p2.getName()) : length;
                return num2 == 0 ? p1.getAge() - p2.getAge() : num2;
            }
        });
        ts.add(new Person("zhangsan", 23));
        ts.add(new Person("lisi", 25));
        ts.add(new Person("wangwu", 26));
        ts.add(new Person("zhaoliu", 28));
        ts.add(new Person("aaaa", 36));

        System.out.println(ts); 
    }
}
//輸出結果
/*
[Person2 [name=aaaa, age=36], 
Person2 [name=lisi, age=25], 
Person2 [name=wangwu, age=26], 
Person2 [name=zhaoliu, age=28], 
Person2 [name=zhangsan, age=23]]

*/

集合框架之Map

來張Map體系圖：

- Map概述：
- 請注意，Map沒有繼承Collection接口，Map提供key到value的映射。一個Map中不能包含相同的key，每個key只能映射一個value。Map接口提供3種集合的視圖，Map的內容可以被當作一組key集合，一組value集合，或者一組key-value映射。

- Map接口和Collection的區別： 
    - 1，Map接口是雙列，而Collection接口是單列。
    - 2，Map體系中鍵是唯一的，Collection的子體系Set是唯一的。
    - 3，Map集合的數據結構的值針對鍵有效，跟值無關。Collection集合的數據結構是針對元素有效。
- Map存儲鍵值時： 
    - 代碼演示，僞代碼如下：

Map<String,Integer> map = new HashMap<>();
Integer i1 = map.put("張三",23);      //返回值爲null
Integer i2 = map.put("李四",24);      //返回值爲null
Integer i2 = map.put("張三",30);      //返回值爲23（出現相同鍵值對時，不會存儲，會覆蓋原來的鍵值對。）
System.out.println(map);    
//輸出結果
/*
{張三=30, 李四=24}
*/

Map集合遍歷
**注意：**Map集合中沒有迭代器
- A ：
  - 1，根據鍵獲取值：首先獲取所有鍵的集合（Set<> set keySet = map.keySet();）接下來就可以使用迭代器了，根據鍵獲取值（map.get(key);）
  - 2，增強for循環遍歷（和第一種方法相似）
    - for(k ,key : map.keySet()) { System.out.println(key + " = " + map.get(key));}
- B：根據鍵值對對象，獲取鍵和值。
  - 利用entrySet()方法，獲得鍵值對對象，得到一個Set集合。遍歷Set集合。
  - 代碼如下（來個完整版的）：

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Map.Entry;
import java.util.Set;

public class MapEntry {

    /**
     * map遍歷：
     *      根據鍵值對 對象，獲取鍵和值。
     */
    public static void main(String[] args) {
        Map<String ,Integer> map = new HashMap<String, Integer>();
        map.put("張三", 23);
        map.put("李四", 24);
        map.put("王五", 25);
        map.put("趙六", 26);
        map.put("馬奇", 27);

        //利用entrySet()方法獲取鍵值對 對象 得到一個set集合(以下兩種寫法，均可)
        //Map.Entry  這是Map接口內又寫了Entry接口
        Set<Map.Entry<String,Integer>> set = map.entrySet();
        //Set<Entry<String,Integer>> set = map.entrySet(); 
        //遍歷鍵值對 對象 set集合
        for (Entry<String, Integer> entry : set) {
            String key = entry.getKey();        //通過鍵值對 對象 的getKey方法獲得鍵
            Integer value = entry.getValue();   //返回與此項對應的值。
            System.out.println(key + "=" + value);
        }
    }
}

HashMap集合類
- 注意：存儲自定義對象時，和HashSet一樣，需要重寫hashCode()和equals()方法。（鍵是自定義對象，值是引用數據類型）
LinkedHashMap集合類
- 和LinkedHashSet原理一樣。
TreeMap集合類
- 和TreeMap原理一樣。
（面試題）HashMap和Hashtable的區別：
- 共同點：底層都是哈希算法，都是雙列集合
- 不同點：
  - A：
    - 1，HashMap是線程不安全的，效率高，JDK1.2版本
    - 2，Hastable是線程安全的，效率低，JDK1.0版本
  - B：
    - 1，HashMap可以存儲null鍵和值
    - 2，Hastable不可以存儲null鍵和值

集合框架-----Collection和Map

集合框架—–Collection和Map

集合框架之Collection

集合框架之Map

注意：Collections 是集合的工具類，與集合沒有關係

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