JavaSE-集合:Collection和Maps

1.集合和數組的區別?

A:長度區別            
	數組固定
	集合可變
B:內容區別
	數組可以是基本類型,也可以是引用類型
	集合只能是引用類型
C:元素內容
	數組只能存儲同一種類型
	集合可以存儲不同類型(其實集合一般存儲的也是同一種類型)

2. Collection特點

在這裏插入圖片描述

3.Collection和Map接口

Java集合中List,Set以及Map等集合體系詳解(史上最全)

  • List , Set, Map都是接口,前兩個繼承至Collection接口,Map爲獨立接口
  • Set下有HashSet,LinkedHashSet,TreeSet
  • List下有ArrayList,Vector,LinkedList
  • Collection接口下還有個Queue接口,有PriorityQueue類
  • Map下有Hashtable,LinkedHashMap,HashMap,TreeMap

4. TreeSet, LinkedHashSet and HashSet 的區別

TreeSet的主要功能用於排序
LinkedHashSet的主要功能用於保證FIFO即有序的集合(先進先出)
HashSet只是通用的存儲數據的集合

5. Collection和Collections的區別

Collection 是單列集合的頂層接口,有兩個子接口List和Set
Collections 是針對集合進行操作的工具類,可以對集合進行排序和查找等,都是靜態方法

6. HashSet保證元素唯一性

6.1 原理

class HashSet implements Set {
	private static final Object PRESENT = new Object();
	private transient HashMap<E,Object> map;
	
	public HashSet() {
		map = new HashMap<>();
	}
	
	public boolean add(E e) { //e=hello,world
        return map.put(e, PRESENT)==null;
    }
}

class HashMap implements Map {
	public V put(K key, V value) { //key=e=hello,world
	
		//看哈希表是否爲空,如果空,就開闢空間
        if (table == EMPTY_TABLE) {
            inflateTable(threshold);
        }
        
        //判斷對象是否爲null
        if (key == null)
            return putForNullKey(value);
        
        int hash = hash(key); //和對象的hashCode()方法相關
        
        //在哈希表中查找hash值
        int i = indexFor(hash, table.length);
        for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
        	//這次的e其實是第一次的world
            Object k;
            if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {//判斷
                V oldValue = e.value;
                e.value = value;
                e.recordAccess(this);
                return oldValue;
                //走這裏其實是沒有添加元素
            }
        }

        modCount++;
        addEntry(hash, key, value, i); //把元素添加
        return null;
    }
    
    transient int hashSeed = 0;
    
    final int hash(Object k) { //k=key=e=hello,
        int h = hashSeed;
        if (0 != h && k instanceof String) {
            return sun.misc.Hashing.stringHash32((String) k);
        }

        h ^= k.hashCode(); //這裏調用的是對象的hashCode()方法

        // This function ensures that hashCodes that differ only by
        // constant multiples at each bit position have a bounded
        // number of collisions (approximately 8 at default load factor).
        h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12);
        return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4);
    }
}

觀察源碼可知,hashset實際上使用hashmap的put方法,關鍵比較:

if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {

add方法底層主要依賴兩個方法:hashCode()equlas()
先判斷hashCode()值是否相同:

  • 相同:繼續判斷equlas()方法。
    – true:重複,不添加
    – false:不重複,添加
  • 不相同:直接添加

6.2 相同的字符串只存儲一個

String類重寫了hashCode()和equals()方法,所以,它就可以把內容相同的字符串去掉。只留下一個。

6.3 相同的自定義對象只存儲一個

自定義類沒有重寫這兩個方法,默認使用的Object()。一般來說不相同,默認會存儲。故需要重寫。

public class Person {
	private String name;
	private Integer age;
	public Person(String name,Integer age) {
		this.name = name;
		this.age = age;
	}
	
	@Override
	public boolean equals(Object obj) {
		if(this == obj){//地址相同
			return true;
		}
		if (!(obj instanceof Person)) {//是否是當前類的實例
			return false;
		}
		Person s = (Person)obj;//是當前類的實例額,再繼續比較屬性
		return this.name.equals(s.name)&& this.age == s.age;
	}
	
	@Override
	public int hashCode() {
		// 引用類型使用hashCode(),整型直接使用
		return this.name.hashCode()+this.age;
	}
}

7. TreeSet實現元素排序

7.1 原理

class TreeMap implements NavigableMap {
	 public V put(K key, V value) {
        Entry<K,V> t = root;
        if (t == null) {
            compare(key, key); // type (and possibly null) check

            root = new Entry<>(key, value, null);
            size = 1;
            modCount++;
            return null;
        }
        int cmp;
        Entry<K,V> parent;
        // split comparator and comparable paths
        Comparator<? super K> cpr = comparator;
        if (cpr != null) {
            do {
                parent = t;
                cmp = cpr.compare(key, t.key);
                if (cmp < 0)
                    t = t.left;
                else if (cmp > 0)
                    t = t.right;
                else
                    return t.setValue(value);
            } while (t != null);
        }
        else {
            if (key == null)
                throw new NullPointerException();
            Comparable<? super K> k = (Comparable<? super K>) key;
            do {
                parent = t;
                cmp = k.compareTo(t.key);
                if (cmp < 0)
                    t = t.left;
                else if (cmp > 0)
                    t = t.right;
                else
                    return t.setValue(value);
            } while (t != null);
        }
        Entry<K,V> e = new Entry<>(key, value, parent);
        if (cmp < 0)
            parent.left = e;
        else
            parent.right = e;
        fixAfterInsertion(e);
        size++;
        modCount++;
        return null;
    }
}

class TreeSet implements Set {
	private transient NavigableMap<E,Object> m;
	
	public TreeSet() {
		 this(new TreeMap<E,Object>());
	}

	public boolean add(E e) {
        return m.put(e, PRESENT)==null;
    }
}

通過觀察TreeSet的add()方法,我們知道最終要看TreeMap的put()方法。
真正的比較是依賴於元素的compareTo()方法,而這個方法是定義在 Comparable裏面的。
所以,你要想重寫該方法,就必須是先實現 Comparable接口。這個接口表示的就是自然排序。

7.2 自然排序

常見的包裝類型:已實現Comparable接口,可以進行自然排序;

自定義類:需要自己實現Comparable接口。

public class Student implements Comparable<Student> {

@Override
	public int compareTo(Student s) {
		// return 0; 指添加第一個元素
		// return 1; 順序
		// return -1; 逆序

		// 這裏返回什麼,其實應該根據我的排序規則來做
		// 按照年齡排序,主要條件
		int num = this.age - s.age;  // 大於0,升序
		// 次要條件
		// 年齡相同的時候,還得去看姓名是否也相同
		// 如果年齡和姓名都相同,纔是同一個元素
		int num2 = num == 0 ? this.name.compareTo(s.name) : num;
		return num2;
	}

7.3 比較器排序

需要構造器的實現類作爲集合對象構造函數的參數。可以使用匿名內部類。
創建集合對象:

TreeSet<Student> ts = new TreeSet<Student>(); //自然排序
public TreeSet(Comparator comparator) //比較器排序
TreeSet<Student> ts = new TreeSet<Student>(new MyComparator()); // 需要使用帶比較器的構造方法

定義構造器是實現類:

public class MyComparator implements Comparator<Student> {

	@Override
	public int compare(Student s1, Student s2) {
		// 姓名長度
		int num = s1.getName().length() - s2.getName().length();
		// 姓名內容
		int num2 = num == 0 ? s1.getName().compareTo(s2.getName()) : num;
		// 年齡
		int num3 = num2 == 0 ? s1.getAge() - s2.getAge() : num2;
		return num3;
	}

}

8. Map集合的遍歷

(1)鍵找值
(2)鍵值對對象找鍵和值


	Map<String,String> hm = new HashMap<String,String>();
	
	hm.put("it002","hello");
	hm.put("it003","world");
	hm.put("it001","java");
	
	//方式1 鍵找值
	Set<String> set = hm.keySet();
	for(String key : set) {
		String value = hm.get(key);
		System.out.println(key+"---"+value);
	}
	
	//方式2 鍵值對對象找鍵和值
	Set<Map.Entry<String,String>> set2 = hm.entrySet();
	for(Map.Entry<String,String> me : set2) {
		String key = me.getKey();
		String value = me.getValue();
		System.out.println(key+"---"+value);
	}

9.Hashtable和HashMap的區別

  • Hashtable:線程安全,效率低。不允許null鍵和null值
  • HashMap:線程不安全,效率高。允許null鍵和null值

10. 集合的常見方法及遍歷方式

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