最全的集合笔记(干货)

1.集合基础

1.1集合概述

集合类的特点:提供一种存储空间可变的存储模型,泛型。

ArrayList:

  • 可调整大小的数组实现
  • 是一种特殊的数据类型,泛型。

怎么用:

  • 在出现E的地方使用引用数据类型替换即可
  • 例:ArrayList,ArrayList

1.2ArrayList构造方法和添加方法

  • public ArrayList() 创建一个空的集合对象
  • public boolean add(E e) 将指定的元素追加到此集合的末尾
  • public void add(int index,E element) 在此集合的指定位置插入指定元素
    • Demo01.java
package com.guoba.day1215.arraylist;

import java.util.ArrayList;

public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> arrayList = new ArrayList<String>();

        //添加元素
        arrayList.add("hello");//0
        arrayList.add("arraylist");//1
        arrayList.add("good happy");//2

        //arrayList.remove("hello");
        //arrayList.set(2,"javase");
        System.out.println(arrayList.get(0));
        System.out.println(arrayList.get(1));
        System.out.println(arrayList.get(2));
        //System.out.println(arrayList.get(3));//IndexOutOfBoundsException
        //System.out.println(arrayList.size());

        System.out.println(arrayList);
    }
}

1.3ArrayList集合常用方法

  • public boolean remove(Obiject o) 删除指定元素,返回删除是否成功
  • public E remove(int index) 删除指定索引初的元素,返回被删除的元素
  • public E set(int index,E element) 修改......
  • public E get(int index) 返回指定索引处的元素
  • public int size() 返回集合元素的个数(类似length)
    • Demo_BianLiStudent.java
package com.guoba.studentinformationmanagement;
/*
学生类
*/
public class Student {
    private int id;
    private String name;
    private String sex;
    private int fraction;//分数

    public Student() {
    }
    public Student(int id, String name, String sex, int fraction) {
        this.id = id;
        this.name = name;
        this.sex = sex;
        this.fraction = fraction;
    }

    public int getId() {
        return id;
    }

    public void setId(int id) {
        this.id = id;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getSex() {
        return sex;
    }

    public void setSex(String sex) {
        this.sex = sex;
    }

    public int getFraction() {
        return fraction;
    }

    public void setFraction(int fraction) {
        this.fraction = fraction;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "id=" + id +
                ", name='" + name + '\'' +
                ", sex='" + sex + '\'' +
                ", fraction=" + fraction +
                '}';
    }
}

package com.guoba.day1215.arraylist;

import com.guoba.studentinformationmanagement.Student;

import java.util.ArrayList;

public class Demo_BianLiStudent {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合对象
        ArrayList<Student> as = new ArrayList<>(3);
        //创建学生对象,并添加学生信息
        Student student1 = new Student(1,"刘备","男",90);
        Student student2 = new Student(2,"张飞","男",89);
        Student student3 = new Student(3,"关羽","男",96);
        //为集合添加学生对象
        as.add(student1);
        as.add(student2);
        as.add(student3);
        //循环遍历集合对象
        for (int i = 0; i < as.size(); i++) {
            System.out.println(as.get(i).getId()+as.get(i).getName()+as.get(i).getSex()+as.get(i).getFraction());
        }
    }
}

1.4Arraylist特点

  • (1)底层使用数组,有序可重复
  • (2)查询快,增删慢
  • (3)线程不安全,运行速度快

1.5使用场景:

  • 当需要对数据进行遍历访问的情况下选用Array List

2.集合进阶

2.1Collection(单列)

Collection集合概述和使用

  • 集合概述
    • 是单列集合的顶层接口,它表示一组对象,这些对象也称为Cellction的元素
    • JDK不提供此接口的任何实现,它提供更具体的子接口(如Set和List)实现
  • 创建Cellection集合的对象
    • 多态的方式
    • 具体的实现类ArrayList
    • 练习

(1)回顾

  • 特点
  • 提供一种储存空间可变的储存模型,储存的数据容量可以随时发生改变

(2)体系结构

最全的集合笔记(干货)

最全的集合笔记(干货)

最全的集合笔记(干货)

List

  • 元素是有序的、可重复,可以对列表中每个元素的插入位置进行精确地控制。
  • 是一个有序容器,保持了每个元素的插入顺序,输出的顺序就是插入的顺序。
  • 常用的实现类有 ArrayList、LinkedList 和 Vector。

2.2List

List接口的实现类

ArrayList

用法:

1.添加元素:add()

2.删除元素:remove()

3.清空元素:clear()

4.集合长度:size()

步骤:

1.List list = new ArrayList();//创建list集合

2.添加元素

3.for循环遍历

for(int i = 0;i<list.size();i++){
    System.out.println(list.get(i));
}

特点:

(1)底层使用数组,有序、可重复

(2)查询快,增删慢

(3)线程不安全,运行速度快

使用场景

当需要对数据进行遍历访问的情况下用ArrayList

  • ArrayList底层使用了Object的数组作为容器去存储数据
  • ArrayList 提供了使用索引的随意访问数据
  • ArrayList 是线程非安全的,效率较高,查询速度高

LinkedList

特点:

  • LinkedList底层使用了链表的数据结构
  • LinkedList随机位置插入、删除数据时比线性表快,遍历比线性表慢。
  • 相对于ArrayList,LinkedList 对于经常需要从 List 中添加或删除元素的场合更为合适。
  • 和LinkedList一样,ArrayList也是非同步的(unsynchronized)
  • 查询慢,增删快
  • 线程不安全,运行速度快

用法:

  • 起始位置添加元素:addFirst();
  • 末尾位置添加元素:addLast();
  • 删除起始位置元素:removeFirst();
  • 删除末尾位置元素:removeLast();

步骤:

1.创建LinkedList集合

2.添加元素add()

3.foreach遍历/迭代器

使用场景:

对数据进行多次增删和修改时采用LinkedList。

LinkedList和ArrayList集合的区别

  • ArrayList:底层原理数组,有序可重复,有索引,长度可变,增删慢,查询快。
  • LinkedList:底层是链表,无下标,增删快,查询慢

Vector

  • Vector非常类似ArrayList,但是Vector是同步的,效率相对比较低
  • Vector的底层结构也是数组,但是它们对数组的扩容方式不同
  • 查询快,增删慢,效率低,线程安全
  • 当Vector或ArrayList中的元素超过它的初始大小时,Vector会将它的容量翻倍,而ArrayList只增加50%的大小,这样ArrayList就有利于节约内存空间。
    即Vector增长原来的一倍,ArrayList增加原来的0.5倍。

Stack栈继承于Vector,栈的存储特点是后进先出,
它基于动态数组实现的一个线程安全的栈,所以栈是线程安全的。

Set

  • 元素无序的、不可重复。
  • 无序容器,你无法保证每个元素的存储顺序,但是其中的TreeSet是特别的,TreeSet通过 Comparator 或者 Comparable 维护了一个排序顺序。
  • 取出元素的方法只有迭代器和增强型for。
  • 只允许一个 null 元素
  • Set 接口最流行的几个实现类是 HashSet、LinkedHashSet 以及 TreeSet。
  • Set和Map的底层联系密切,可以说想要了解Set直接先了解好Map即可
  • Set说白了就是对Map的功能的限制

HashSet

用法:

  • 是否有下一个:hasNext();
  • 有下一个:next();
  • 删除:remove();
  • hashcode();判断哈希码值相等
  • equals(); 判断两个对象

特点:

(1)底层使用hashtable,无序不可重复

(2)无下标,没有get方法,遍历只能iterator

(3)线程不安全,运行速度快

使用场景

快速查找

概述:

  • HashSet底层实现其实是HashMap(看源码可以知道)

  • HashSet实现了Set接口,它不允许集合中出现重复元素。

  • 将对象存储在HashSet之前,要确保重写hashCode()方法和equals()方法,这样才能比较对象的值是否相等,确保集合中没有储存相同的对象。

  • HashSet实现Set接口,由哈希表(实际上是一个HashMap实例)支持。

  • 在HashSet中,元素都存到HashMap键值对的Key上面,而Value时有一个统一的值private static final Object PRESENT = new Object();

  • 当有新值加入时,底层的HashMap会判断Key值是否存在

  • 线程非安全的

  • hashSet源码:

public class HashSet<E>  
    extends AbstractSet<E>  
    implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable  
{  
    static final long serialVersionUID = -5024744406713321676L;  

    // 底层使用HashMap来保存HashSet中所有元素。  
    private transient HashMap<E,Object> map;  

    // 定义一个虚拟的Object对象作为HashMap的value,将此对象定义为static final。  
    private static final Object PRESENT = new Object();  

    /** 
     * 默认的无参构造器,构造一个空的HashSet。 
     *  
     * 实际底层会初始化一个空的HashMap,并使用默认初始容量为16和加载因子0.75。 
     */  
    public HashSet() {  
    map = new HashMap<E,Object>();  
    }  

    /** 
     * 构造一个包含指定collection中的元素的新set。 
     * 
     * 实际底层使用默认的加载因子0.75和足以包含指定 
     * collection中所有元素的初始容量来创建一个HashMap。 
     * @param c 其中的元素将存放在此set中的collection。 
     */  
    public HashSet(Collection<? extends E> c) {  
    map = new HashMap<E,Object>(Math.max((int) (c.size()/.75f) + 1, 16));  
    addAll(c);  
    }  

    /** 
     * 以指定的initialCapacity和loadFactor构造一个空的HashSet。 
     * 
     * 实际底层以相应的参数构造一个空的HashMap。 
     * @param initialCapacity 初始容量。 
     * @param loadFactor 加载因子。 
     */  
    public HashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {  
    map = new HashMap<E,Object>(initialCapacity, loadFactor);  
    }  

    /** 
     * 以指定的initialCapacity构造一个空的HashSet。 
     * 
     * 实际底层以相应的参数及加载因子loadFactor为0.75构造一个空的HashMap。 
     * @param initialCapacity 初始容量。 
     */  
    public HashSet(int initialCapacity) {  
    map = new HashMap<E,Object>(initialCapacity);  
    }  

    /** 
     * 以指定的initialCapacity和loadFactor构造一个新的空链接哈希集合。 
     * 此构造函数为包访问权限,不对外公开,实际只是是对LinkedHashSet的支持。 
     * 
     * 实际底层会以指定的参数构造一个空LinkedHashMap实例来实现。 
     * @param initialCapacity 初始容量。 
     * @param loadFactor 加载因子。 
     * @param dummy 标记。 
     */  
    HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {  
    map = new LinkedHashMap<E,Object>(initialCapacity, loadFactor);  
    }  

    /** 
     * 返回对此set中元素进行迭代的迭代器。返回元素的顺序并不是特定的。 
     *  
     * 底层实际调用底层HashMap的keySet来返回所有的key。 
     * 可见HashSet中的元素,只是存放在了底层HashMap的key上, 
     * value使用一个static final的Object对象标识。 
     * @return 对此set中元素进行迭代的Iterator。 
     */  
    public Iterator<E> iterator() {  
    return map.keySet().iterator();  
    }  

    /** 
     * 返回此set中的元素的数量(set的容量)。 
     * 
     * 底层实际调用HashMap的size()方法返回Entry的数量,就得到该Set中元素的个数。 
     * @return 此set中的元素的数量(set的容量)。 
     */  
    public int size() {  
    return map.size();  
    }  

    /** 
     * 如果此set不包含任何元素,则返回true。 
     * 
     * 底层实际调用HashMap的isEmpty()判断该HashSet是否为空。 
     * @return 如果此set不包含任何元素,则返回true。 
     */  
    public boolean isEmpty() {  
    return map.isEmpty();  
    }  

    /** 
     * 如果此set包含指定元素,则返回true。 
     * 更确切地讲,当且仅当此set包含一个满足(o==null ? e==null : o.equals(e)) 
     * 的e元素时,返回true。 
     * 
     * 底层实际调用HashMap的containsKey判断是否包含指定key。 
     * @param o 在此set中的存在已得到测试的元素。 
     * @return 如果此set包含指定元素,则返回true。 
     */  
    public boolean contains(Object o) {  
    return map.containsKey(o);  
    }  

    /** 
     * 如果此set中尚未包含指定元素,则添加指定元素。 
     * 更确切地讲,如果此 set 没有包含满足(e==null ? e2==null : e.equals(e2)) 
     * 的元素e2,则向此set 添加指定的元素e。 
     * 如果此set已包含该元素,则该调用不更改set并返回false。 
     * 
     * 底层实际将将该元素作为key放入HashMap。 
     * 由于HashMap的put()方法添加key-value对时,当新放入HashMap的Entry中key 
     * 与集合中原有Entry的key相同(hashCode()返回值相等,通过equals比较也返回true), 
     * 新添加的Entry的value会将覆盖原来Entry的value,但key不会有任何改变, 
     * 因此如果向HashSet中添加一个已经存在的元素时,新添加的集合元素将不会被放入HashMap中, 
     * 原来的元素也不会有任何改变,这也就满足了Set中元素不重复的特性。 
     * @param e 将添加到此set中的元素。 
     * @return 如果此set尚未包含指定元素,则返回true。 
     */  
    public boolean add(E e) {  
    return map.put(e, PRESENT)==null;  
    }  

    /** 
     * 如果指定元素存在于此set中,则将其移除。 
     * 更确切地讲,如果此set包含一个满足(o==null ? e==null : o.equals(e))的元素e, 
     * 则将其移除。如果此set已包含该元素,则返回true 
     * (或者:如果此set因调用而发生更改,则返回true)。(一旦调用返回,则此set不再包含该元素)。 
     * 
     * 底层实际调用HashMap的remove方法删除指定Entry。 
     * @param o 如果存在于此set中则需要将其移除的对象。 
     * @return 如果set包含指定元素,则返回true。 
     */  
    public boolean remove(Object o) {  
    return map.remove(o)==PRESENT;  
    }  

    /** 
     * 从此set中移除所有元素。此调用返回后,该set将为空。 
     * 
     * 底层实际调用HashMap的clear方法清空Entry中所有元素。 
     */  
    public void clear() {  
    map.clear();  
    }  

    /** 
     * 返回此HashSet实例的浅表副本:并没有复制这些元素本身。 
     * 
     * 底层实际调用HashMap的clone()方法,获取HashMap的浅表副本,并设置到HashSet中。 
     */  
    public Object clone() {  
        try {  
            HashSet<E> newSet = (HashSet<E>) super.clone();  
            newSet.map = (HashMap<E, Object>) map.clone();  
            return newSet;  
        } catch (CloneNotSupportedException e) {  
            throw new InternalError();  
        }  
    }  
} 

TreeSet(二叉树):

特点:

元素有序,这里的顺序不是值存储和取出的顺序,而是按照一定的规则进行排序,具体排序的方式取决于构造方法。

  • TreeSet():根据其元素的自然排序进行排序
  • TreeSet(Comparator compartor):根据指定的比较器进行排序。

(1)底层原理:

TreeSet实现了继承于Set接口的SortedSet接口,支持自然排序和定制排序,

(2)无序且可排序(自然排序)、不可重复的,无索引,查询快。

(3)没有带索引,不能使用普通for循环比遍历

使用场景:

需要排序时使用。

HashSet和TreeSet的区别

49.HashSet和TreeSet有什么区别?
相同点:1、单列存储 2、元素不可重复
不同点:1、底层数据结构不同(HashSet=哈希表结构 TreeSet=二叉树结构)
2、数据唯一性依据不同(HashSet通过重写hashcode和equals TreeSet通过compareable接口)
3、有序性不同,HashSet无序,TreeSet有序

LinkedHashSet:E表示集合中存储的元素类型

  • 特点:
    • (1)底层原理:作为HashSet的子类,比它多了一条链表,这条链用来记录元素顺序。哈希表和链表实现Set接口。
    • (2)有序的(按输入的顺序排序由链表保证)、不可重复的(有哈希表保证),无索引、查询快
package com.guoba.day1215.arraylist.Demo;

import java.util.HashSet;
import java.util.LinkedHashSet;

/*
    需求:
        创建一个储存学生对象的集合,储存三个学生对象,
        使用程序实现在控制台遍历集合
    要求:
        学生对象的成员变量相同,我们就认为是同一个对象
    思路:
        1.定义学生类
        2.创建hashset集合对象
        3.创建学生对象
        4.把学生添加到集合
        5.遍历集合(增强for循环实现)
        6.在学生类中重写两个方法equals和hashcode
 */
public class LinkedHashSetDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Student student1 = new Student("张三",18);
        Student student2 = new Student("李四",19);
        Student student3 = new Student("张三",18);
        LinkedHashSet<Student> linkedHashSet = new LinkedHashSet<Student>();
        linkedHashSet.add(student1);
        linkedHashSet.add(student2);
        linkedHashSet.add(student3);
        for (Student s : linkedHashSet) {
            System.out.println(s.toString());//需要重写hashcode和equals
        }
    }
}

package com.guoba.day1215.arraylist.Demo;

public class Student {
    private String name;
    private int age;

    public Student() {
    }

    public Student(String name, int age) {
        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 boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;

        Student student = (Student) o;

        if (age != student.age) return false;
        return name != null ? name.equals(student.name) : student.name == null;
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        int result = name != null ? name.hashCode() : 0;
        result = 31 * result + age;
        return result;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "姓名:" + name + "\t" +
                "年龄:" + age;
    }
}

并发修改异常

  • ConcurrentModfication
  • 产生原因
    • 迭代器遍历过程中,通过集合对象修改了集合中的元素长度,造成了迭代器元素 中判断预期修改值和实际修改值不一致。
  • 解决方案
    • 用for循环遍历,然后用集合对象做对应的操作即可

常见数据结构之栈

  • 数据进入栈模型的过程称为:压/进栈
  • 数据离开栈模型的过程称为:弹/出栈
    • 栈是一种数据先进后出的模型

常见的数据结构之队列

  • 数据从后端进入队列的模型称为:入队列
  • 数据从前端离开队列模型的过程称为:出队列

常见的数据结构之数组

  • 查询数据通过索引定位
  • 查询任意数据耗时相同
  • 查询效率高
  • 删除数据时,要将原始数据删除,
  • 同时后面每个数据迁移,
  • 删除效率低
  • 添加数据时,添加位置后的每个数据前移,
  • 添加效率极低

双向链表

最全的集合笔记(干货)

2.4泛型

2.5Map

HashMap

键值对形式存数据。

用法:

(1)存值:put(key,value);

(2)获取所有键:keySet();

(3)通过键获取值get(key);

(4)移除整行数据:remove();

(5)集合长度:size();

(6)清空:clear();

步骤:

1.创建Map集合

2.存值map.put();

3.Set keys = map.keySet();//获取所有键

4.Iterator it = keys.iterator();//迭代器遍历hasNext(),next()

Set<Map.Entry<Key,Value>> entrySet();//Map接口方法

特点:

1.用于存储映射关系数据

2.键值对(key,value)形式存储

3.key值不重复,value可重复,且可为null;

4.不保存基本类型数据,存对象。

5.是*接口,与Collection是不同体系

使用场景:

适用于Map中插入,删除和定位元素

hashTable

  • key不可重复,value可重复
  • 底层哈希表
  • key和value均不能为null

hashMap和hashTable的区别

  • 1.hashmap允许出现空值
  • 2.线程异步,效率较高
  • 继承自AbstarctMap
  • 1.hashtable不允许出现空值,空键
  • 2.线程同步,效率低

TreeMap

特点

(1)key不可重复,value可重复

(2)底层二叉树

使用场景:

  • 适用于按自然是内需或自定义顺序遍历键(key)

哈希表

哈希表

  • 底层采用数组+链表实现,可以说视一个元素为链表的数组。
  • 原理:先将要存的数据计算哈希值,若哈希表为初始化,则先初始化,
  • 然后用哈希值对数组长度取余,取余得到的值就是要存储的数组的位置。
  • 然后判断此位置是否存在元素,若存在则比较哈希值,
  • 哈希值不同则存储,若不存在元素,则直接存储。
  • 若哈希值不同则用equals判断,若字符串内容相同,
  • 则不存储,若不同则存储。
  • 从而确保了存储元素的唯一性。

案例:hashset集合储存学生对象并遍历

package com.guoba.day1215.arraylist.Demo;

import java.util.HashSet;

/*
    需求:
        创建一个储存学生对象的集合,储存三个学生对象,
        使用程序实现在控制台遍历集合
    要求:
        学生对象的成员变量相同,我们就认为是同一个对象
    思路:
        1.定义学生类
        2.创建hashset集合对象
        3.创建学生对象
        4.把学生添加到集合
        5.遍历集合(增强for循环实现)
        6.在学生类中重写两个方法equals和hashcode
 */
public class HashSetDemo {
    public static void main(String[] args) {
        HashSet<Student> hashSet = new HashSet<Student>();
        Student student1 = new Student("张三",18);
        Student student2 = new Student("李四",19);
        Student student3 = new Student("张三",18);
        hashSet.add(student1);
        hashSet.add(student2);
        hashSet.add(student3);
        for (Student s : hashSet) {
            System.out.println(s.getName()+s.getAge());//需要重写hashcode和equals
//            System.out.println(s);
        }
    }
}

package com.guoba.day1215.arraylist.Demo;
/*
	学生类
*/
public class Student {
    private String name;
    private int age;

    public Student() {
    }

    public Student(String name, int age) {
        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 boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;

        Student student = (Student) o;

        if (age != student.age) return false;
        return name != null ? name.equals(student.name) : student.name == null;
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        int result = name != null ? name.hashCode() : 0;
        result = 31 * result + age;
        return result;
    }
}


总结:

  • 所有Java集合类都位于java.utils包中,,与Java数组不同,Java集合不能存放基本数据类型,而只能存放对象
  • Java集合类主要由两个接口派生而出,即Collection和Map接口。Collection和Map都是Java集合最顶层的父接口,这两个接口包含其他的子接口和实现类。
  • List集合代表一个元素是有序的、且可以重复的、可以为null的集合。可以通过get(int index)取出下标为index的元素。
  • List最常见的实现类是ArrayList和LinkedList。
  • 当对集合元素进行频繁的读取操作时,使用ArrayList效率比较高
  • 当对集合元素进行频繁增删操作时,用LinkedList效率比较高
  • Set集合不允许包含相同的元素,Set的排列顺序可能与添加顺序不同,set元素值可以为NUll,
  • hashSet是Set接口的常用实现类,可以通过重写equals和hashcode方法定义对象相等逻辑。
  • Iterator迭代器提供了遍历集合Collection元素的统一接口。
  • Map用于保存具有映射关系的数据。Map集合中保留着两组值,一组值用于保存Map里的Key,另外一组值保存Map的Value。且Key和Value可以为Null;
  • Map接口的put用于添加一对键值对,用get返回键值对。
上一篇:Angular 踩坑指南


下一篇:Material Design实战之卡片式布局