13.1集合的概述
集合、数组都是对多个数据进行存储操作的结构,简称Java容器
13.2数组在存储多个数据方面的缺点(集合的引入)
①一旦初始化以后,其长度就不可修改。
②数组中提供的方法非常有限,对于添加、删除、插入数据等操作,非常不便,同时效率不高。
③获取数组中实际元素的个数的需求,数组没有现成的属性或方法可用
④数组存储数据的特点:有序、可重复。对于无序、不可重复的需求,不能满足。
13.3集合框架
|----Collection接口:单列集合,用来存储一个一个的对象
|----List接口:存储有序的、可重复的数据。-->“动态”数组
|----ArrayList、LinkedList、Vector
|----Set接口:存储无序的、不可重复的数据-->高中讲的“集合”
|----HashSet、LinkedHashSet、TreeSet
|----Map接口:双列集合,用来存储一对(key-value)一对的数据
|----HashMap、LinkedHashMap、TreeMap、Hashtable、Properties
13.4Collection接口中的方法
①add(Objecte):将元素e添加到集合coll中
②size():获取添加的元素的个数
③addAll(Collectioncoll1):将coll1集合中的元素添加到当前的集合中
④clear():清空集合元素
⑤isEmpty():判断当前集合是否为空
⑥contains(Objectobj):判断当前集合中是否包含obj
⑦containsAll(Collectioncoll1):判断形参coll1中的所有元素是否都存在于当前集合中
⑧remove(Objectobj):从当前集合中移除obj元素
⑨removeAll(Collectioncoll1):差集:从当前集合中移除coll1中所有的元素
⑩retainAll(Collectioncoll1):交集:获取当前集合和coll1集合的交集,并返回给当前集合
①equals(Objectobj):要想返回true,需要当前集合和形参集合的元素都相同
②hashCode():返回当前对象的哈希值
③集合--->数组:toArray()
④iterator():返回Iterator接口的实例,用于遍历集合元素
13.5遍历Collection的两种方式
①使用Iterator迭代器
Iterator iterator = coll.iterator();
//hasNext():判断是否还有下一个元素
while(iterator.hasNext()){
//next():①指针下移 ②将下移以后集合位置上的元素返回
System.out.println(iterator.next());
}
②foreach循环
//for(集合元素的类型 局部变量 : 集合对象)
//内部仍然调用了迭代器。
for(Object obj : coll){
System.out.println(obj);
}
13.6ArrayList的源码分析
①jdk7情况下
ArrayListlist=newArrayList();//底层创建了长度是10的Object[]数组elementData
list.add(123);//elementData[0] = new Integer(123);
...
list.add(11);//如果此次的添加导致底层elementData数组容量不够,则扩容。
默认情况下,扩容为原来的容量的1.5倍,同时需要将原有数组中的数据复制到新的数组中。
结论:建议开发中使用带参的构造器:ArrayListlist=newArrayList(intcapacity)
②jdk8中ArrayList的变化:
ArrayListlist=newArrayList();//底层Object[] elementData初始化为{}.并没有创建长度为10的数组
list.add(123);//第一次调用add()时,底层才创建了长度10的数组,并将数据123添加到elementData[0]
...
后续的添加和扩容操作与jdk7无异。
13.7list常用方法
增:add(Object obj)
删:remove(int index) / remove(Object obj)
改:set(int index, Object ele)
查:get(int index)
插:add(int index, Object ele)
长度:size()
遍历:① Iterator迭代器方式
② 增强for循环
③ 普通的循环
13.8set接口
|----Set接口:存储无序的、不可重复的数据-->高中讲的“集合”
|----HashSet:作为Set接口的主要实现类;线程不安全的;可以存储null值
|----LinkedHashSet:作为HashSet的子类;遍历其内部数据时,可以按照添加的顺序遍历
对于频繁的遍历操作,LinkedHashSet效率高于HashSet.
|----TreeSet:可以按照添加对象的指定属性,进行排序。
13.9hashSet说明
13.9.1存储无序的、不可重复的数据
①. 无序性:不等于随机性。存储的数据在底层数组中并非按照数组索引的顺序添加,而是根据数据的哈希值决定的。
②. 不可重复性:保证添加的元素按照equals()判断时,不能返回true.即:相同的元素只能添加一个。
13.9.2HashSet添加元素的过程
我们向HashSet中添加元素a,首先调用元素a所在类的hashCode()方法,计算元素a的哈希值,
此哈希值接着通过某种算法计算出在HashSet底层数组中的存放位置(即为:索引位置),判断
数组此位置上是否已经有元素:
如果此位置上没有其他元素,则元素a添加成功。 --->情况1
如果此位置上有其他元素b(或以链表形式存在的多个元素),则比较元素a与元素b的hash值:
如果hash值不相同,则元素a添加成功。--->情况2
如果hash值相同,进而需要调用元素a所在类的equals()方法:
equals()返回true,元素a添加失败
equals()返回false,则元素a添加成功。--->情况2
对于添加成功的情况2和情况3而言:元素a 与已经存在指定索引位置上数据以链表的方式存储。
jdk 7 :元素a放到数组中,指向原来的元素。
jdk 8 :原来的元素在数组中,指向元素a
总结:七上八下
13.10LinkedHashSet的使用
LinkedHashSet作为HashSet的子类,在添加数据的同时,每个数据还维护了两个引用,记录此数据前一个数据和后一个数据
13.11ArrayList、LinkedList、Vector
ArrayList:作为List接口的主要实现类;查询效率高,线程不安全的,效率高;底层使用Object[] elementData存储
LinkedList:对于频繁的插入、删除操作,使用此类效率比ArrayList高;底层使用双向链表存储
Vector:作为List接口的古老实现类;线程安全的,效率低;底层使用Object[] elementData存储
13.12map的介绍
|----Map:双列数据,存储key-value对的数据---类似于高中的函数:y=f(x)
|----HashMap:作为Map的主要实现类;线程不安全的,效率高;存储null的key和value
|----LinkedHashMap:保证在遍历map元素时,可以按照添加的顺序实现遍历。
原因:在原有的HashMap底层结构基础上,添加了一对指针,指向前一个和后一个元素。
对于频繁的遍历操作,此类执行效率高于HashMap。
|----TreeMap:保证按照添加的key-value对进行排序,实现排序遍历。此时考虑key的自然排序或定制排序
底层使用红黑树
|----Hashtable:作为古老的实现类;线程安全的,效率低;不能存储null的key和value
|----Properties:常用来处理配置文件。key和value都是String类型
13.13HashMap的底层实现原理
HashMap map = new HashMap():
在实例化以后,底层创建了长度是16的一维数组Entry[] table。
...可能已经执行过多次put...
map.put(key1,value1):
首先,调用key1所在类的hashCode()计算key1哈希值,此哈希值经过某种算法计算以后,得到在Entry数组中的存放位置。
如果此位置上的数据为空,此时的key1-value1添加成功。 ----情况1
如果此位置上的数据不为空,(意味着此位置上存在一个或多个数据(以链表形式存在)),比较key1和已经存在的一个或多个数据
的哈希值:
如果key1的哈希值与已经存在的数据的哈希值都不相同,此时key1-value1添加成功。----情况2
如果key1的哈希值和已经存在的某一个数据(key2-value2)的哈希值相同,继续比较:调用key1所在类的equals(key2)方法,比较:
如果equals()返回false:此时key1-value1添加成功。----情况3
如果equals()返回true:使用value1替换value2。
jdk8 相较于jdk7在底层实现方面的不同:
1. new HashMap():底层没有创建一个长度为16的数组
2. jdk 8底层的数组是:Node[],而非Entry[]
3. 首次调用put()方法时,底层创建长度为16的数组
4. jdk7底层结构只有:数组+链表。jdk8中底层结构:数组+链表+红黑树。
4.1 形成链表时,七上八下(jdk7:新的元素指向旧的元素。jdk8:旧的元素指向新的元素)
4.2 当数组的某一个索引位置上的元素以链表形式存在的数据个数 > 8 且当前数组的长度 > 64时,此时此索引位置上的所数据改为使用红黑树存储。
13.14Map中定义的常用方法
添加:put(Object key,Object value)
删除:remove(Object key)
修改:put(Object key,Object value)
查询:get(Object key)
长度:size()
遍历:keySet() / values() / entrySet()