Java学习笔记-集合，java高级工程师面试问题

2022-10-27 16:15:13

  • List：一种有序列表的集合，允许重复元素

  • Set：一种保证没有重复元素的集合，无序集合

  • Map：一种通过键值（key-value）查找的映射表集合

集合常用方法：

1、boolean add(Object obj)：添加一个对象

2、boolean addAll(Collection c)：将一个集合中的所有对象添加到此集合中

3、void clear()：清空此集合中的所有对象

4、boolean contains(Object o)：检查此集合中是否包含o对象

5、boolean equals(Object o)：比较此集合是否与指定对象相等

6、boolean isEmpty()：判断此集合是否为空

7、boolean remove(Object o)：在此集合中移除o对象

8、int size()：返回此集合中的元素个数

9、Object[ ] toArray()：将此集合转换成数组

10、Iterator< > iterator()：返回在此collection的元素上进行迭代的迭代器

示例代码：

import java.util.ArrayList;

import java.util.Collection;

import java.util.Iterator;

public class Demo01 {

public static void main(String[] args) {

//创建集合

Collection collection = new ArrayList();

//添加元素

collection.add(“苹果”);

collection.add(“香蕉”);

collection.add(“梨”);

System.out.println(“元素个数：”+collection.size());

System.out.println(collection);

//删除元素

collection.remove(“香蕉”);

System.out.println(“删除之后元素个数：”+collection.size());

//遍历（重点）

//1.使用增强for(foreach)

for (Object object: collection

) {

System.out.println(object);

}

System.out.println("-----------------------------");

//2.使用迭代器（迭代器专门用来遍历集合的一种方式）

//haNext(); 仍有元素可以迭代 返回true

//next(); 获取下一个元素

//remove(); 移除当前元素

Iterator it = collection.iterator();

//迭代过程中不允许使用collection.remove方法 可以用it.remove

while(it.hasNext()){//hasNext()判断是否有下一个元素

String s = (String)it.next();//next()返回下一个元素

System.out.println(s);

it.remove();

}

System.out.println(“当前元素：”+collection.size());

System.out.println("----------------");

//判断

System.out.println(collection.contains(“西瓜”));

System.out.println(collection.isEmpty());

}

}

package study.gather.Demo01;

import java.util.ArrayList;

import java.util.Collection;

public class Demo02 {

public static void main(String[] args) {

//新建collection对象 和 学生对象

Collection collection = new ArrayList();

Student s1 = new Student(“张三”, 20);

Student s2 = new Student(“李四”, 25);

Student s3 = new Student(“王五”, 24);

//添加数据

collection.add(s1);

collection.add(s2);

collection.add(s3);

System.out.println(“元素个数：”+collection.size());

System.out.println(collection.toString());

//删除

collection.remove(s1);

System.out.println(“元素个数：”+collection.size());

//清空

collection.clear();//只是在将对象在集合里移除了 但是对象并没有消失

}

}

重写equals方法

如何正确编写equals()方法？equals()方法要求我们必须满足以下条件：

  • 自反性（Reflexive）：对于非null的x来说，x.equals(x)必须返回true；

  • 对称性（Symmetric）：对于非null的x和y来说，如果x.equals(y)为true，则y.equals(x)也必须为true；

  • 传递性（Transitive）：对于非null的x、y和z来说，如果x.equals(y)为true，y.equals(z)也为true，那么x.equals(z)也必须为true；

  • 一致性（Consistent）：对于非null的x和y来说，只要x和y状态不变，则x.equals(y)总是一致地返回true或者false；

  • 对null的比较：即x.equals(null)永远返回false。

我们总结一下equals()方法的正确编写方法：

  • 先确定实例“相等”的逻辑，即哪些字段相等，就认为实例相等；

  • 用instanceof判断传入的待比较的Object是不是当前类型，如果是，继续比较，否则，返回false；

  • 对引用类型用Objects.equals()比较，对基本类型直接用==比较。

  • 使用Objects.equals()比较两个引用类型是否相等的目的是省去了判断null的麻烦。两个引用类型都是null时它们也是相等的。

  • 如果不调用List的contains()、indexOf()这些方法，那么放入的元素就不需要实现equals()方法。

示例代码：

import java.util.List;

import java.util.Objects;

public class HelloWord {

public static void main(String[] args) {

List list = List.of(

new Person(“Xiao”, “Ming”, 18),

new Person(“Xiao”, “Hong”, 25),

new Person(“Bob”, “Smith”, 20)

);

boolean exist = list.contains(new Person(“Bob”, “Smith”, 20));

System.out.println(exist ? “测试成功!” : “测试失败!”);

}

}

class Person {

String firstName;

String lastName;

int age;

public Person(String firstName, String lastName, int age) {

this.firstName = firstName;

this.lastName = lastName;

this.age = age;

}

@Override

public boolean equals(Object o) {

if (this == o) return true;

if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;

Person person = (Person) o;

return age == person.age && Objects.equals(firstName, person.firstName) && Objects.equals(lastName, person.lastName);

}

@Override

public int hashCode() {

return Objects.hash(firstName, lastName, age);

}

}

List

在集合类中，List是最基础的一种集合：它是一种有序列表。

List的行为和数组几乎完全相同：List内部按照放入元素的先后顺序存放，每个元素都可以通过索引确定自己的位置，List的索引和数组一样，从0开始。

ArrayList

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引用包：

import java.util.ArrayList;

创建方法：

ArrayList arrayList = new ArrayList();

示例代码：

import java.util.ArrayList;

import java.util.Comparator;

public class RunoobTest {

public static void main(String[] args) {

ArrayList sites = new ArrayList();

//添加元素

sites.add(“Google”);

sites.add(“Runoob”);

sites.add(“Taobao”);

sites.add(“Weibo”);

System.out.println(sites);

//访问元素

System.out.println(sites.get(1)); // 访问第二个元素

//修改元素

sites.set(2, “Wiki”); // 第一个参数为索引位置，第二个为要修改的值

System.out.println(sites);

//删除元素

sites.remove(3); // 删除第四个元素

System.out.println(sites);

//获取List长度

System.out.println(sites.size());

//循环输出元素

for (int i = 0; i < sites.size(); i++) {

System.out.println(sites.get(i));

}

for (String i : sites) {

System.out.println(i);

}

//List排序

sites.sort(Comparator.naturalOrder());

System.out.println("排序后: " + sites);

}

}

List转Array：

import java.util.List;

public class HelloWord {

public static void main(String[] args) {

List list = List.of(“apple”, “pear”, “banana”);

//第1种方法

Object[] array = list.toArray();

for (Object s : array) {

System.out.println(s);

}

//第2种方法，指定类型

String[] stringArray1 = list.toArray(new String[3]);

for (String n : stringArray1) {

System.out.println(n);

}

//第2种方法改进版

String[] stringArray2= list.toArray(new String[list.size()]);

for (String n : stringArray2) {

System.out.println(n);

}

//第3种方法

String[] stringArray3 = list.toArray(String[]::new);

for (String n : stringArray3) {

System.out.println(n);

}

}

}

Array变List

import java.util.List;

public class HelloWord {

public static void main(String[] args) {

//Array变为List就简单多了，通过List.of(T…)方法

List list = List.of(12, 34, 56);

System.out.println(list);

//我们调用List.of()，它返回的是一个只读List,如下代码会报错

list.add(999); // UnsupportedOperationException

}

}

常用API：

| 方法 | 描述 |

| — | — |

| add() | 将元素插入到指定位置的 arraylist 中 |

| addAll() | 添加集合中的所有元素到 arraylist 中 |

| clear() | 删除 arraylist 中的所有元素 |

| clone() | 复制一份 arraylist |

| contains() | 判断元素是否在 arraylist |

| get() | 通过索引值获取 arraylist 中的元素 |

| indexOf() | 返回 arraylist 中元素的索引值 |

| removeAll() | 删除存在于指定集合中的 arraylist 里的所有元素 |

| remove() | 删除 arraylist 里的单个元素 |

| size() | 返回 arraylist 里元素数量 |

| isEmpty() | 判断 arraylist 是否为空 |

| subList() | 截取部分 arraylist 的元素 |

| set() | 替换 arraylist 中指定索引的元素 |

| sort() | 对 arraylist 元素进行排序 |

| toArray() | 将 arraylist 转换为数组 |

| toString() | 将 arraylist 转换为字符串 |

| ensureCapacity() | 设置指定容量大小的 arraylist |

| lastIndexOf() | 返回指定元素在 arraylist 中最后一次出现的位置 |

| retainAll() | 保留 arraylist 中在指定集合中也存在的那些元素 |

| containsAll() | 查看 arraylist 是否包含指定集合中的所有元素 |

| trimToSize() | 将 arraylist 中的容量调整为数组中的元素个数 |

| removeRange() | 删除 arraylist 中指定索引之间存在的元素 |

| replaceAll() | 将给定的操作内容替换掉数组中每一个元素 |

| removeIf() | 删除所有满足特定条件的 arraylist 元素 |

| forEach() | 遍历 arraylist 中每一个元素并执行特定操作 |

小结：

  1. ArrayList必须要连续空间，查询快、增删慢

  2. 频繁访问列表中的某一个元素时使用ArrayList。

  3. 只需要在列表末尾进行添加和删除元素操作时使用ArrayList。

LinkedList

链表（Linked list）是一种常见的基础数据结构，是一种线性表，但是并不会按线性的顺序存储数据，而是在每一个节点里存到下一个节点的地址。链表可分为单向链表和双向链表。

一个单向链表包含两个值: 当前节点的值和一个指向下一个节点的链接。

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一个双向链表有三个整数值: 数值、向后的节点链接、向前的节点链接。

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以下情况使用 LinkedList :

  • 你需要通过循环迭代来访问列表中的某些元素。

  • 需要频繁的在列表开头、中间、末尾等位置进行添加和删除元素操作。

LinkedList 继承了 AbstractSequentialList 类。

LinkedList 实现了 Queue 接口，可作为队列使用。

LinkedList 实现了 List 接口，可进行列表的相关操作。

LinkedList 实现了 Deque 接口，可作为队列使用。

LinkedList 实现了 Cloneable 接口，可实现克隆。

LinkedList 实现了 java.io.Serializable 接口，即可支持序列化，能通过序列化去传输

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引用包：import java.util.LinkedList;

创建方法：

LinkedList list = new LinkedList(); // 普通创建方法

或者

LinkedList list = new LinkedList(Collection<? extends E> c); // 使用集合创建链表

示例代码：

import java.util.LinkedList;

public class HelloWord {

public static void main(String[] args) {

LinkedList sites = new LinkedList();

sites.add(“Google”);

sites.add(“Runoob”);

sites.add(“Taobao”);

sites.add(“Weibo”);

// 使用 addFirst() 在头部添加元素

sites.addFirst(“Baidu”);

// 使用 addLast() 在尾部添加元素

sites.addLast(“Alibaba”);

for (int size = sites.size(), i = 0; i < size; i++) {

System.out.println(sites.get(i));

}

// 使用 removeF

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irst() 移除头部元素

sites.removeFirst();

// 使用 removeLast() 移除尾部元素

sites.removeLast();

for (String i : sites) {

System.out.println(i);

}

// 使用 getFirst() 获取头部元素

System.out.println(sites.getFirst());

// 使用 getLast() 获取尾部元素

System.out.println(sites.getLast());

}

}

常用方法：传送门

小结：

  1. API

  2. 首尾添加

  3. 首尾获取

  4. 首尾移除

  5. （双向）链表结构：

  6. 每一个元素都分为上一个，下一个，当前元素

  7. 每次增加元素，只新增一个对象，极大提高了集合元素变化的性能

  8. 对元素的访问性能不高，因为其本质是没有游标的，要访问某个元素都是从首尾开始迭代

Set

如果我们只需要存储不重复的key，并不需要存储映射的value，那么就可以使用Set。

特点：

  • 无序、无下标、元素不可重复

  • Set实现了Collection接口中定义的方法。

Set用于存储不重复(唯一)的元素集合，它主要提供以下几个方法：

  • 将元素添加进Set：boolean add(E e)

  • 将元素从Set删除：boolean remove(Object e)

  • 判断是否包含元素：boolean contains(Object e)

Set实际上相当于只存储key、不存储value的Map。我们经常用Set用于去除重复元素。

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Set接口并不保证有序，而SortedSet接口则保证元素是有序的：

  • HashSet是无序的，因为它实现了Set接口，并没有实现SortedSet接口；

  • TreeSet是有序的，因为它实现了SortedSet接口。

HashSet

没有真正意义上的set集合，他使用的是HashMap的key。

方法：

  • 新建集合 HashSet<String> hashSet = new HashSet<String>();

  • 添加元素 hashSet.add( );

  • 删除元素 hashSet.remove( );

  • 遍历操作

增强for for(type type : hashSet)

迭代器 Iterator<String> it = hashSet.iterator( );

  • 判断 hashSet.contains( );， hashSet.isEmpty();

TreeSet

特点：

  • 基于排列顺序实现元素不重复

  • 实现SortedSet接口，对集合元素自动排序

  • 元素对象的类型必须实现Comparable接口，指定排序规则

  • 通过CompareTo方法确定是否为重复元素

  • 使用TreeSet和使用TreeMap的要求一样，添加的元素必须正确实现Comparable接口，如果没有实现Comparable接口，那么创建TreeSet时必须传入一个Comparator对象。

方法：

  • 创建集合 TreeSet treeSet = new TreeSet<>()

  • 添加元素 treeSet.add();

  • 删除元素 treeSet.remove();

  • 遍历 1. 增强for 2. 迭代器

  • 判断 treeSet.contains();

使用：要求：元素必须实现Comparable接口，compareTo()方法的返回值为0，认为是重复元素

// 重写compareTo

@override

public int compareTo(Person o){

int n1 = this.getName().compareTo(o.getName()); //后面的compareTo方法为String带的方法

int n2 = this.getAge()-o.getAge();

return n1 == 0 ? n2 : n1;

}

或者 传入一个Comparator对象

// 重写compare 创建集合时就制定比较规则

TreeSet treeSet = new TreeSet<>(new Comparator){

@override

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