类集是Java对数据结构的实现,当存储数据长度不确定时,选择集合而不是数组。
Collection接口:存储单值数据的根接口
常用子接口:
List(有序地存储重复的数据)
//List中的方法
boolean add(object obj)//将指定的元素追加到此列表的末尾
void add(int index, Object o) //向指定位置添加元素
void clear()//移除所有元素
boolean remove(Object o)//移除一个元素
boolean contain(object o)//判断集合中是否包含指定的元素。
boolean isEmpty()//判断集合是否为空
Object get(int index) //获取指定位置的元素
int size()//元素的个数
Object set(int index, Object o) //修改指定位置的元素
Iterator iterator()//迭代器遍历集合中的元素
iterator()的使用
ArrayList<Integer> data = new ArrayList<>();
//通过集合对象调取Iterator方法获得iterator对象
Iterator<Integer> iterator = data.iterator();
//指针开始没有指向任何一个数据,先通过next移动指针,指向一个数据
while(iterator.hasNext()){//遍历
//返回boolean类型,判断是否有下一个数组
Integer i = iterator.next();//返回下一个迭代元素
System.out.println(i);
}
实现类:
ArrayList
(底层实现是数组,具有增删慢和查询快的特点, 线程不安全,效率高)
ArrayList()//构造一个初始容量为十的空列表。
ArrayList(int initialCapacity)//构造具有指定初始容量的空列表。
Vector
(底层实现是数组,具有增删慢和查询快的特点, 线程安全,效率低)
Vector()//构造一个空向量,使其内部数据数组的大小为 10 ,标准容量增量为零。
Vector(int initialCapacity)//构造具有指定初始容量并且其容量增量等于零的空向量。
Vector(int initialCapacity, int capacityIncrement)//构造具有指定的初始容量和容量增量的空向量。
(ArrayList和Vector基于动态数组实现:新数组覆盖老数组进行扩容,系统提供动态扩容数组的数据结构)
LinkedList
(底层实现是双向链表结构,具有增删快、查询慢的特点)
LinkedList()//构造一个空列表。
Set(无序地存储不重复的数据)
Set的方法和List方法差不多,但是没有set和get方法。
实现类:
HashSet
(底层实现是对象数组+链表(哈希表),通过hashCode()和equals()保证元素的唯一性,根据哈希值进行存储,不能保证存储和取出的数据顺序一致)
HashSet底层使用HashMap来保存所有元素,使用成员对象算出哈希值
TreeSet
(底层实现是红黑二叉树,可以通过对Comparable接口的compareTo()方法进行重写以某种顺序排列对象)
Map接口:存储双值(键和值)数据的根接口,可以通过键来获取值。
V put(k key, V value)//将元素放入map中
V get(k key)//获取元素
实现类:
HashMap
(底层实现是哈希表, 通过hashCode()和equals()保证元素的唯一性,根据哈希值进行存储,不能保证存储和取出的数据顺序一致)
使用key算出哈希值,根据哈希值得到元素在哈希桶(数组)中的位置,若该位置没有任何元素,就把元素添加到这个位置上,若该位置上有链表,就会拿key和链表上每个元素的key进行对比。若所有的equals方法返回都是false,那么这个新的元素将被添加到链表的末尾。若其中有一个equals返回了true,那么这个节点的value将会被覆盖。
public V put(K key, V value) {
if (key == null)
return putForNullKey(value);
//获得哈希值
int hash = hash(key);
//哈希值得到在哈希桶中是索引i
int i = indexFor(hash, table.length);
//如果i处的Entry不为null,则通过其next指针不断遍历e元素的下一个元素。
for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
Object k;
if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
V oldValue = e.value;
e.value = value;
e.recordAccess(this);
return oldValue;
}
}
modCount++;
addEntry(hash, key, value, i);
return null;
}
当哈希桶中的链表长度大于8时,从链表转换为红黑二叉树。
当哈希桶中的链表长度减少到6时,从红黑二叉树转换为链表。
哈希表的初始桶数量为16,散列因子(若已经有75%的哈希桶存有数据,对哈希桶进行扩容为原长度的2倍)为0.75
//构造方法
HashMap()//构造一个空的 HashMap ,默认初始容量(16)和默认负载系数(0.75)。
HashMap(int initialCapacity)//构造一个空的 HashMap具有指定的初始容量和默认负载因子(0.75)。
HashMap(int initialCapacity, float loadFactor)//构造一个空的 HashMap具有指定的初始容量和负载因子。
影响HashMap性能的两个因素:初始容量、负载因子
初始容量过小会导致频繁散列(重建内部数据结构)
负载因子过小查询效率越高但占用大量内存空间,负载因子过大节省空间但查询效率较低
HashMap和HashSet对比
HashMap
实现了Map接口
储存键值对
使用键对象来计算hashcode值
使用put()方法将元素放入map中
HashSet
实现了Set接口
存储对象
使用成员对象来计算hashcode值
使用add()方法将元素放入set中