JAVA SE -- 第十三天

（全部来自“韩顺平教育”）

集合

一、集合框架体系

集合主要是两组（单列集合、双列集合）

Collection接口有两个重要的子接口List 、Set，它们的实现子类都是单列集合

Map接口的实现子类是双列集合，存放的K-V

 二、Collection接口

1、Collection接口实现类的特点

public interface Collection<E> extends Iterable<E>

 ①collection实现子类可以存放多个元素，每个元素可以是Object

②有些Collection的实现类，可以存放重复的元素，有些不可以

③有些Collection的实现类，有些是有序的（List），有些不是有序（Set）

④Collection接口没有直接的实现子类，是通过它的子接口Set和List来实现的

2、常用方法

以实现子类ArrayList来演示

List list = new ArrayList();

// add:添加单个元素
list.add("jack");
list.add(10);//list.add(new Integer(10))
list.add(true);
System.out.println("list=" + list);

// remove:删除指定元素
//list.remove(0);//删除第一个元素
list.remove(true);//指定删除某个元素
System.out.println("list=" + list);

// contains:查找元素是否存在
System.out.println(list.contains("jack"));//T

// size:获取元素个数
System.out.println(list.size());//2

// isEmpty:判断是否为空
System.out.println(list.isEmpty());//F

// clear:清空
list.clear();
System.out.println("list=" + list);

// addAll:添加多个元素
ArrayList list2 = new ArrayList();
list2.add("红楼梦");
list2.add("三国演义");
list.addAll(list2);
System.out.println("list=" + list);

// containsAll:查找多个元素是否都存在
System.out.println(list.containsAll(list2));//T

// removeAll：删除多个元素
list.add("聊斋");
list.removeAll(list2);
System.out.println("list=" + list);//[聊斋]

3、Collection接口遍历元素方式

①使用Iterator（迭代器）

1）Iterator 对象称为迭代器，主要用于遍历Collection集合中的元素。

2）所有实现了Collection接口的集合类都有一个iterator()方法，用以返回一个实现了Iterator接口的对象，即可以返回一个迭代器。

3）Iterator仅用于遍历集合，Iterator本身不存放对象。

迭代器用法案例：

Collection col = new ArrayList();

col.add(new Book("三国演义", "罗贯中", 10.1));
col.add(new Book("小李飞刀", "古龙", 5.1));
col.add(new Book("红楼梦", "曹雪芹", 34.6));


//遍历 col 集合
//1. 先得到 col 对应的 迭代器
Iterator iterator = col.iterator();

//2. 使用 while 循环遍历
// while (iterator.hasNext()) {//判断是否还有数据
// //返回下一个元素，类型是 Object
// Object obj = iterator.next();
// System.out.println("obj=" + obj);
// }

//快捷键，快速生成 while => itit
//显示所有的快捷键的的快捷键 ctrl + j
while (iterator.hasNext()) {
    Object obj = iterator.next();
    System.out.println("obj=" + obj);
}

//3. 当退出 while 循环后 , 这时 iterator 迭代器，指向最后的元素
// iterator.next();//NoSuchElementException

//4. 如果希望再次遍历，需要重置我们的迭代器
iterator = col.iterator();
System.out.println("===第二次遍历===");
while (iterator.hasNext()) {
    Object obj = iterator.next();
    System.out.println("obj=" + obj);
}

②for循环增强

增强for循环，可以代替iterator迭代器。特点：增强for就是简化版的iterator，本质一样。只能用于遍历集合或数组。

基本语法：

for(元素类型 元素名 ： 集合名或数组名){

        访问元素

}

三、List接口

1、基本介绍

 List接口是Collection接口的子接口

①List集合类中元素有序（即添加顺序和取出顺序一致）、且可重复

②List集合中的每个元素都有其对应的顺序索引，即支持索引

③List容器中的元素都对应一个整数型的序号记载其在容器中的位置，可以根据序号存取容器中的元素

使用get()方法，如list.get(3)

④JDK API中List接口的实现类有：

 常用的有：

ArrayList、LinkedList  Vector

 2、常用方法

List list = new ArrayList();
list.add("张三丰");
list.add("贾宝玉");

// void add(int index, Object ele):在 index 位置插入 ele 元素
//在 index = 1 的位置插入一个对象
list.add(1, "韩顺平");

// boolean addAll(int index, Collection eles):从 index 位置开始将 eles 中的所有元素添加进来
List list2 = new ArrayList();
list2.add("jack");
list2.add("tom");
list.addAll(1, list2);

// Object get(int index):获取指定 index 位置的元素

// int indexOf(Object obj):返回 obj 在集合中首次出现的位置
System.out.println(list.indexOf("tom"));//2

// int lastIndexOf(Object obj):返回 obj 在当前集合中末次出现的位置
list.add("韩顺平");
System.out.println("list=" + list);
System.out.println(list.lastIndexOf("韩顺平"));

// Object remove(int index):移除指定 index 位置的元素，并返回此元素
list.remove(0);
System.out.println("list=" + list);

// Object set(int index, Object ele):设置指定 index 位置的元素为 ele , 相当于是替换.
list.set(1, "玛丽");
System.out.println("list=" + list);

// List subList(int fromIndex, int toIndex):返回从 fromIndex 到 toIndex 位置的子集合
// 注意返回的子集合 fromIndex <= subList < toIndex
List returnlist = list.subList(0, 2);
System.out.println("returnlist=" + returnlist);

3、三种遍历方式

四、 ArrayList动态数组

1、注意事项

①permits all elements，including null，ArrayList可以加入null，并且多个

②ArrayList是由数组来实现数据存储的

③ArrayList基本等同于Vector，除了ArrayList是线程不安全（执行效率高）的。在多线程情况下。不建议使用ArrayList

 2、ArrayList的底层操作机制源码分析

①ArrayList中维护了一个Object类型的数组elementData。

transient Object[] elementData;   //transient 表示该属性不会被序列号

②当创建ArrayList对象时，如果使用的是无参构造器，则初始elementData容量为0，第1次添加，则扩容elementData为10，如果需要再次扩容，则扩容elementData为1.5倍

③如果使用的是指定大小的构造器，则初始elementData容量为指定大小，如果需要扩容，则直接扩容elementData为1.5倍

五、Vector类

1、基本介绍

①Vector类的定义说明

②Vector底层也是一个对象数组，protected Object[] elementData；

③Vector是线程同步的，即线程安全，Vector类的操作方法带有synchronized

④在开发中，需要线程同步安全时，考虑使用Vector

 

2、Vector和ArrayList的比较

六、LinkedList

1、基本介绍

①LinkedList底层实现了双向链表和双端队列特点

②可以添加任意元素（元素可以重复），包括null

③线程不安全，没有实现同步

 2、底层操作机制

 3、ArrayList和LinkedList比较

两者如何选择：

①改查的操作多，选择ArrayList

②增删的操作多，选择LinkedList

③大部分情况选择ArrayList，根据实际业务来选择

七、Set接口

1、基本介绍

①无序（添加和取出的顺序不一致），没有索引

②不允许重复元素，所以最多包含一个null

③ JDK API中Set接口的实现类有：

 

 2、常用方法

和 List 接口一样, Set 接口也是 Collection 的子接口，因此，常用方法和 Collection 接口一样.

3、Set接口的遍历方式

①使用迭代器

②增强for

③不能使用索引的方式来获取

八、HashSet类

1、基本介绍

①HashSet实现了Set接口

②HashSet实际上是HashMap

③可以存放null值，但是只能有一个null 

④HashSet不保证元素是有序的，取决于hash后，再确定索引的结果（即，不保证存放元素的顺序和取出顺序一致）

⑤不能有重复元素/对象

 2、深层解释

九、LinkedHashSet类

1、基本介绍

①LinkedHashSet是HashSet的子类

②LinkedHashSet底层是一个LinkedHashMap，底层维护了一个数组+双向链表

③LinkedHashSet根据元素的hashCode值来决定元素的存储位置，同时使用链表维护元素的次序，这使得元素看起来是以插入顺序来保存的

④LinkedHashSet不允许添重复元素

 十、Map接口

1、基本介绍

①Map与collection并列存在。用于保存具有映射关系的数据：Key-Value

②Map中的key和value可以是任何引用类型的数据，会封装到HashMap$Node对象中

③Map中的key不允许重复，原因和HasSet一样

④Map中的value允许重复

⑤Map中的key可以为null，value也可以为null，注意key为null，只能有一个，value为null，可以为多个

⑥常用String类作为Map的key

⑦ley和value之间存在单向一对一关系，即通过指定的key总能找到对应的value

2、遍历方法

Map map = new HashMap();

map.put("邓超", "孙俪");
map.put("王宝强", "马蓉");
map.put("宋喆", "马蓉");
map.put("刘令博", null);
map.put(null, "刘亦菲");
map.put("鹿晗", "关晓彤");

//第一组: 先取出 所有的 Key , 通过 Key 取出对应的 Value
Set keyset = map.keySet();

//(1) 增强 for
System.out.println("-----第一种方式-------");
for (Object key : keyset) {
    System.out.println(key + "-" + map.get(key));
}
//(2) 迭代器
System.out.println("----第二种方式--------");
Iterator iterator = keyset.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
    Object key = iterator.next();
    System.out.println(key + "-" + map.get(key));
}

//第二组: 把所有的 values 取出
Collection values = map.values();
//这里可以使用所有的 Collections 使用的遍历方法
//(1) 增强 for
System.out.println("---取出所有的 value 增强 for----");
for (Object value : values) {
    System.out.println(value);
}
//(2) 迭代器
System.out.println("---取出所有的 value 迭代器----");
Iterator iterator2 = values.iterator();
while (iterator2.hasNext()) {
    Object value = iterator2.next();
    System.out.println(value);
}

//第三组: 通过 EntrySet 来获取 k-v
Set entrySet = map.entrySet();// EntrySet<Map.Entry<K,V>>

//(1) 增强 for
System.out.println("----使用 EntrySet 的 for 增强(第 3 种)----");
for (Object entry : entrySet) {
    //将 entry 转成 Map.Entry
    Map.Entry m = (Map.Entry) entry;
    System.out.println(m.getKey() + "-" + m.getValue());
}
//(2) 迭代器
System.out.println("----使用 EntrySet 的 迭代器(第 4 种)----");
Iterator iterator3 = entrySet.iterator();
while (iterator3.hasNext()) {
    Object entry = iterator3.next();
    //System.out.println(next.getClass());//HashMap$Node -实现-> Map.Entry     (getKey,getValue)
    //向下转型 Map.Entry
    Map.Entry m = (Map.Entry) entry;
    System.out.println(m.getKey() + "-" + m.getValue());
}

十一、HashMap类

1、基本介绍

①Map接口的常用实现类：HashMap、Hashtable和Properties

②HashMap是Map接口使用频率最高的实现类

③HashMap是以key-value对的方式来存储数据（HashMap$Node类型）

④key不能重复，但是值可以重复，允许使用null键和null值

⑤如果添加相同的key，则会覆盖原来的key-value，等同于修改

⑥与HashSet一样，不会保证映射的顺序因为底层是以hash表的方式来存储的

⑦HashMap没有实现同步，因此是线程不安全的，方法没有做同步互斥的操作，没有synchronized

2、底层机制

 十二、Hashtable类

1、基本介绍

①存放的元素是键值对：K-V

②hashtable的键和值不能为null，否则会抛出NullPointerException

③hashtable的使用方法基本和HashMap一样

④hashtable的是线程安全的（synchronized），hashMap是线程不安全的

2、Hashtable和HashMap比较

十二、Properties类

1、基本介绍

①Properties类继承Hashtable类并且实现了Map接口，也是使用一种键值对的形式来保存数据

②使用特点和Hashtable类似

③Properties还可以用于从xxx.properties文件中，加载数据到Properties类对象，并进行读取和修改

④说明：工作和xxx.properties文件通常作为配置文件

2、基本使用 

//1. Properties 继承 Hashtable
//2. 可以通过 k-v 存放数据，当然 key 和 value 不能为 null

//增加
Properties properties = new Properties();
//properties.put(null, "abc");//抛出 空指针异常
//properties.put("abc", null); //抛出 空指针异常
properties.put("john", 100);//k-v
properties.put("lucy", 100);
properties.put("lic", 100);
properties.put("lic", 88);//如果有相同的 key ， value 被替换
System.out.println("properties=" + properties);

//通过 k 获取对应值
System.out.println(properties.get("lic"));//88

//删除
properties.remove("lic");
System.out.println("properties=" + properties);

//修改
properties.put("john", "约翰");
System.out.println("properties=" + properties);

十三、总结--开发中如何选择集合实现类

1）先判断存储的类型（一组对象[单列]或一组键值对[双列]）

2）一组对象[单列]：Collection接口

        允许重复：List

                增删多：LinkedList[底层维护了一个双向链表]

                改查多：ArrayList[底层维护Object类型的可变数组]

        不允许重复：Set

                无序：HashSet[底层是HashMap，维护了一个哈希表 即（数组+链表+红黑树）]

                排序：TreeSet

                插入和取出顺序一致：LinkedHashSet，维护数组+双向链表

3）一组键值对[双列]：Map

        键无序：HashMap[底层是：哈希表 jdk7：数组+链表，jdk8：数组+链表+红黑树]

        键排序：TreeMap

        键插入和取出顺序一致：LinkedHashMap

        读取文件：Properties

//1. 当使用无参构造器，创建 TreeSet 时，仍然是无序的
//2. 若希望添加的元素，按照字符串大小来排序
//3. 使用 TreeSet 提供的一个构造器，可以传入一个比较器(匿名内部类)并指定排序规则

TreeSet treeSet = new TreeSet(new Comparator() {
    @Override
    public int compare(Object o1, Object o2) {
        //下面 调用 String 的 compareTo 方法进行字符串大小比较
        //如果要求加入的元素，按照长度大小排序
        //return ((String) o2).compareTo((String) o1);
        return ((String) o1).length() - ((String) o2).length();
    }
});

//添加数据.
treeSet.add("jack");
treeSet.add("tom");//3
treeSet.add("sp");
treeSet.add("a");
treeSet.add("abc");//3
System.out.println("treeSet=" + treeSet);

十四、Collection工具类

1、基本介绍

①Collections是一个操作Set、List和Map等集合的工具类

②Collections中提供了一系列静态的方法对集合进行排序、查询和修改等操作

2、排序操作（均为static方法）

//创建 ArrayList 集合，用于测试.
List list = new ArrayList();
list.add("tom");
list.add("smith");
list.add("king");
list.add("milan");
list.add("tom");

// reverse(List)：反转 List 中元素的顺序
Collections.reverse(list);
System.out.println("list=" + list);

// shuffle(List)：对 List 集合元素进行随机排序
// for (int i = 0; i < 5; i++) {
// Collections.shuffle(list);
// System.out.println("list=" + list);
// }

// sort(List)：根据元素的自然顺序对指定 List 集合元素按升序排序
Collections.sort(list);
System.out.println("自然排序后");
System.out.println("list=" + list);

// sort(List，Comparator)：根据指定的 Comparator 产生的顺序对 List 集合元素进行排序
//我们希望按照 字符串的长度大小排序
Collections.sort(list, new Comparator() {
    @Override
    public int compare(Object o1, Object o2) {
        //可以加入校验代码.
        return ((String) o2).length() - ((String) o1).length();
    }
});
System.out.println("字符串长度大小排序=" + list);

// swap(List，int i， int j)：将指定 list 集合中的 i 处元素和 j 处元素进行交换
Collections.swap(list, 0, 1);
System.out.println("交换后的情况");
System.out.println("list=" + list);

//Object max(Collection)：根据元素的自然顺序，返回给定集合中的最大元素
System.out.println("自然顺序最大元素=" + Collections.max(list));

//Object max(Collection，Comparator)：根据 Comparator 指定的顺序，返回给定集合中的最大元素
//比如，我们要返回长度最大的元素
Object maxObject = Collections.max(list, new Comparator() {
    @Override
    public int compare(Object o1, Object o2) {
        return ((String)o1).length() - ((String)o2).length();
    }
});
System.out.println("长度最大的元素=" + maxObject);

//Object min(Collection)
//Object min(Collection，Comparator)
//上面的两个方法，参考 max 即可

//int frequency(Collection，Object)：返回指定集合中指定元素的出现次数
System.out.println("tom 出现的次数=" + Collections.frequency(list, "tom"));

//void copy(List dest,List src)：将 src 中的内容复制到 dest 中
ArrayList dest = new ArrayList();
//为了完成一个完整拷贝，我们需要先给 dest 赋值，大小和 list.size()一样
for(int i = 0; i < list.size(); i++) {
    dest.add("");
}
//拷贝
Collections.copy(dest, list);
System.out.println("dest=" + dest);

//boolean replaceAll(List list，Object oldVal，Object newVal)：使用新值替换 List 对象的所有旧值
//如果 list 中，有 tom 就替换成 汤姆
Collections.replaceAll(list, "tom", "汤姆");

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