Java容器【集合框架】

2021-06-28 17:05

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标签:怎么   for   重要   线程   数组   常用   transient   学习   tle   

Java集合框架

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集合的引入:
数组的优势:是一种简单的线性序列,可以快速地访问数组元素,效率高。如果从效率和类型检查的角度讲,数组是最好的。
数组的劣势:不灵活。容量需要事先定义好,不能随着需求的变化而扩容。
泛型:
泛型是JDK1.5以后增加的,它可以帮助我们建立类型安全的集合。在使用了泛型的集合中,遍历时不必进行强制类型转换。JDK提供了支持泛型的编译器,将运行时的类型检查提前到了编译时执行,提高了代码可读性和安全性。

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 1 package boom.collection;
 2 
 3 /**
 4  * 泛型的测试
 5  * 
 6  * @author Administrator
 7  *
 8  */
 9 public class GenericsTest {
10 
11     public static void main(String[] args) {
12         MyCollection  mc = new MyCollection();
13         mc.set("泛型", 0);
14         
15         String str = mc.get(0);
16         // 没有加泛型需要强制转型
17 //        String str = (String) mc.get(0);
18 //        Integer in = (Integer) mc.get(1);
19 
20     }
21 
22 }
23 
24 class MyCollection {
25     // 定义Object类数组
26     Object[] objs = new Object[5];
27 
28     
29     public void set(E e, int index) {
30         objs[index] = e;
31     }
32 
33     public E get(int index) {
34         return (E) objs[index];
35     }
36 }
View Code

Collection接口
Collection 表示一组对象,它是集中、收集的意思。Collection接口的两个子接口是List、Set接口
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1、List特点和常用方法

List是有序、可重复的容器。
有序:   List中每个元素都有索引标记。可以根据元素的索引标记(在List中的位置)访问元素,从而精确控制这些元素。
可重复:List允许加入重复的元素。更确切地讲,List通常允许满足 e1.equals(e2) 的元素重复加入容器。
除了Collection接口中的方法,List多了一些跟顺序(索引)有关的方法
List接口常用的实现类有3个:ArrayList、LinkedList和Vector。

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ArrayList查询效率高,增删效率低,线程不安全。我们一般使用它

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  1 package boom.collection;
  2 
  3 import java.util.ArrayList;
  4 import java.util.Collection;
  5 import java.util.Iterator;
  6 import java.util.List;
  7 import java.util.ListIterator;
  8 
  9 /**
 10  * 测试collection接口的方法 List接口
 11  * 
 12  * @author Administrator
 13  *
 14  */
 15 public class ListTest {
 16 
 17     public static void main(String[] args) {
 18          //test01();
 19         //test02();
 20         test03();
 21 
 22     }
 23 
 24     /**
 25      * 集合带索引顺序的相关方法
 26      */
 27     public static void test03() {
 28         List list = new ArrayList();
 29         
 30         // 添加元素
 31         list.add("京东");
 32         list.add("阿里");
 33         list.add("腾讯");
 34         list.add("百度");
 35         System.out.println(list);// [京东, 阿里, 腾讯, 百度]
 36         
 37         // 在指定索引位置插入新元素:index[0]
 38         list.add(0, "网易");
 39         System.out.println(list);// [网易, 京东, 阿里, 腾讯, 百度]
 40         
 41         // 移除指定位置的元素:index[3]
 42         list.remove(3);
 43         System.out.println(list);// [网易, 京东, 阿里, 百度]
 44         
 45         // 指定位置更改元素:index[0]
 46         list.set(0,"Google");
 47         System.out.println(list);// [Google, 京东, 阿里, 百度]
 48         // 获得更改的元素
 49         System.out.println(list.get(0));// Google
 50         
 51         
 52         list.add("阿里");
 53         System.out.println(list);// [Google, 京东, 阿里, 百度, 阿里]
 54         // 顺序查找(角标0开始)指定的元素下标
 55         System.out.println(list.indexOf("阿里"));// 2
 56         // 从后往前找
 57         System.out.println(list.lastIndexOf("阿里"));// 4
 58         
 59             
 60     }
 61 
 62     /**
 63      * ArrayList_操作多个List_并集和交集及两个list之间操作元素
 64      */
 65     public static void test02() {
 66         List list01 = new ArrayList();
 67         list01.add("AAA");
 68         list01.add("BBB");
 69         list01.add("CCC");
 70         
 71         List list02 = new ArrayList();
 72         list02.add("DDD");
 73         list02.add("CCC");
 74         list02.add("EEE");
 75         
 76         // 打印list01集合元素内容
 77         System.out.println(list01); // [AAA, BBB, CCC]
 78         
 79         // 把list02集合里所有的元素都添加到list01集合里:在末尾进行添加
 80         list01.addAll(list02);
 81         System.out.println(list01); // [AAA, BBB, CCC, DDD, CCC, EEE]
 82         
 83         // 把list02集合里的所有元素添加到01集合里指定的位置,根据索引
 84         list01.addAll(2, list02);
 85         System.out.println(list01);// [AAA, BBB, DDD, CCC, EEE, CCC, DDD, CCC, EEE]
 86         
 87         // 01集合里是否包含02集合的所有元素 :true or false
 88         System.out.println(list01.contains(list02)); // false
 89         
 90         
 91         // 先进行打印,方便看效果
 92         System.out.println("list01:"+list01); // list01:[AAA, BBB, DDD, CCC, EEE, CCC, DDD, CCC, EEE]
 93         System.out.println("list02:"+list02); // list02:[DDD, CCC, EEE]
 94         
 95         //移除集合01和集合02中都包含的元素,返回01集合
 96         //list01.removeAll(list02);
 97         //System.out.println(list01);// [AAA, BBB]
 98         
 99         // 取本集合01和集合02中都包含的元素,移除非交集元素,返回01集合
100         list01.retainAll(list02);
101         System.out.println(list01); // [DDD, CCC, EEE, CCC, DDD, CCC, EEE]
102         
103     }
104 
105     /**
106      * List接口常用方法
107      */
108     public static void test01() {
109         List list = new ArrayList();
110         // 判断集合是否为空
111         System.out.println(list.isEmpty());// true
112         
113         // 添加add,按下标顺序添加
114         list.add("国产001");
115         list.add("国产002");
116         list.add("国产003");
117         
118         System.out.println(list.isEmpty());// false
119         
120         // 打印 list自动调用toString方法
121         System.out.println(list.toString()); // [国产001, 国产002, 国产003]
122         System.out.println("集合的长度:" + list.size());// 集合的长度:3
123 
124         // 指定位置索引添加元素
125         list.add(0, "new");// 在下标0的位置添加新元素 "new"
126         System.out.println(list); // [new, 国产001, 国产002, 国产003]
127 
128         // 移除
129         list.remove(0);// 移除下标为0的元素
130         System.out.println(list);// [国产001, 国产002, 国产003]
131         
132         // 根据下标修改某个元素的值
133         // index[1]的位置更改为 "改"
134         list.set(1, "改");
135         System.out.println(list);// [国产001, 改, 国产003]
136 
137         // 测试集合是否包含指定的元素:true or false
138         System.out.println("是否包含指定元素:" + list.contains("国产"));// false
139         System.out.println("是否包含指定元素:" + list.contains("国产003"));// true
140 
141         // 清空集合所有的元素
142         list.clear();
143         System.out.println("清空所有元素:" + list); // 清空所有元素:[]
144 
145     }
146 }
ListTest Code

运行效果参照图:
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ArrayList_底层JDK源码解读
ArrayList底层是用数组实现的存储。 特点:查询效率高,增删效率低,线程不安全。我们一般使用它。
1、数组长度是有限的,而ArrayList是可以存放任意数量的对象,长度不受限制。
2、那么它是怎么实现的呢?
  本质上就是通过定义新的更大的数组,将旧数组中的内容拷贝到新数组,来实现扩容。 ArrayList的Object数组初始化长度为10,如果我们存储满了这个数组,需要存储第11个对象,就会定义新的长度更大的数组,并将原数组内容和新的元素一起加入到新数组中。
LinkedList:底层用双向链表实现的存储。特点:查询效率低,增删效率高,线程不安全。
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Vector:Vector底层是用数组实现的List,相关的方法都加了同步检查,因此“线程安全,效率低”
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2、Set接口继承自Collection,Set接口中没有新增方法,方法和Collection保持完全一致。我们在前面通过List学习的方法,在Set中仍然适用。
Set容器特点:无序、不可重复。无序指Set中的元素没有索引,我们只能遍历查找;不可重复指不允许加入重复的元素。更确切地讲,新元素如果和Set中某个元素通过equals()方法对比为true,则不能加入;甚至,Set中也只能放入一个null元素,不能多个。
Set常用的实现类有:HashSet、TreeSet等,我们一般使用HashSet。
HashSet:采用哈希算法实现,底层实际是用HashMap实现的(HashSet本质就是一个简化版的HashMap),因此,查询效率和增删效率都比较高。
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TreeSet:底层实际是用TreeMap实现的,内部维持了一个简化版的TreeMap,通过key来存储Set的元素。
(1) 由于是二叉树,需要对元素做内部排序。 如果要放入TreeSet中的类没有实现Comparable接口,则会抛出异常:java.lang.ClassCastException。
(2) TreeSet中不能放入null元素。
Map接口

Map就是用来存储“键(key)-值(value) 对”的。 Map类中存储的“键值对”通过键来标识,所以“键对象”不能重复。
Map 接口的实现类有HashMap、TreeMap、HashTable、Properties等。
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 HashMap和HashTable
HashMap采用哈希算法实现,是Map接口最常用的实现类。 由于底层采用了哈希表存储数据,我们要求键不能重复,如果发生重复(是否重复通过equals方法),新的键值对会替换旧的键值对。特点:HashMap在查找、删除、修改方面都有非常高的效率。
HashTable类和HashMap用法几乎一样,底层实现几乎一样,只不过HashTable的方法添加了synchronized关键字确保线程同步检查,效率较低。
HashMap与HashTable的区别
1. HashMap: 线程不安全,效率高。允许key或value为null。
2. HashTable: 线程安全,效率低。不允许key或value为null
example

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 1 package boom.collection;
 2 
 3 import java.util.HashMap;
 4 import java.util.Map;
 5 
 6 /**
 7  * 测试HashMap
 8  * @author Administrator
 9  *
10  */
11 public class MapTest {
12 
13     public static void main(String[] args) {
14         Map map = new HashMap();
15         // Object put(Object key,Object value)存放键值对
16         map.put(1, "百度");
17         map.put(2, "阿里");
18         map.put(3, "京东");
19         map.put(4, "删除");
20         // Object get(Object key) 通过键值对找到值对象
21         System.out.println(map.get(1));
22         
23         // Object remove(Object key) 通过键对象删除对应的键值对
24         System.out.println("删除Key为3的键值对:" + map.remove(4));
25         System.out.println(map);
26         
27         // 键值对的数量
28         System.out.println("包含键值对的数量:" + map.size());
29         
30         // 判断是为空
31         System.out.println("Map是否为空:" + map.isEmpty());
32         
33         Map map2 = new HashMap();
34         map2.put(4,"网易");
35         map2.put(5,"Google");
36         // 将map2里所有的键值对添加到map对象里
37         map.putAll(map2);
38         System.out.println(map);
39         
40     
41         System.out.println("map里是否包含键对象对应的键值对" + map.containsKey(3));
42         System.out.println("map2里是否包含值对象对应的键值对" + map2.containsValue("BiaDu"));
43         
44         // 存放重复的测试:新的会替换就的键值对 ,是否重复是通过equals判断
45         map.put(1, "Google");
46         System.out.println(map);    
47     }
48 }
MapTest Code

HashMap底层实现详解?????
HashMap底层实现采用了哈希表,这是一种非常重要的数据结构。

TreeMap使用和底层原理_Comparable接口_HashTable特点(HashTable: 线程安全,效率低。不允许key或value为null。)
TreeMap是红黑二叉树的典型实现。我们打开TreeMap的源码,发现里面有一行核心代码:private transient Entry root = null;
root用来存储整个树的根节点。我们继续跟踪Entry(是TreeMap的内部类)的代码:
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TreeMap和HashMap实现了同样的接口Map,用法对于调用者来说没有区别。HashMap效率高于TreeMap;在需要排序(comparable)的Map时才选用TreeMap。
example

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 1 package boom.collection;
 2 /**
 3  * TreeMap测试
 4  */
 5 import java.util.Map;
 6 import java.util.TreeMap;
 7 
 8 /**
 9  * 
10  * @author Administrator
11  *
12  */
13 public class TreeMapTest {
14 
15     public static void main(String[] args) {
16         Map treemap1 = new TreeMap();
17         treemap1.put(002, "大兄逮");
18         treemap1.put(003, "小云云");
19         treemap1.put(001, "小喜庆");
20         
21         // 遍历 增强for 按照key递增的方式排序
22         for (Integer key : treemap1.keySet()) {
23             System.out.println("key=" + key + "==>" + treemap1.get(key));
24         }
25         
26         // 看comparable比较效果
27         Map map = new TreeMap();
28         map.put(new Student(800, "张三", 100), "张三是个学习认真的学生");
29         map.put(new Student(500, "李四", 90), "李四是个学习不错的学生");
30         map.put(new Student(200, "王五", 60), "王五是个学习态度不好的学生");
31         map.put(new Student(50, "王六", 90), "王六也是个学习不错的学生");
32         
33         for (Student key : map.keySet()) {
34             System.out.println("key=" + key + "==>" + map.get(key));
35         }
36         
37     }
38 }
39 // 自定义排序comparable,按照学生的分数进行排序
40 class Student implements Comparable{
41     int id;
42     String name;
43     double score;
44     
45     public Student(int id, String name, double score) {
46         super();
47         this.id = id;
48         this.name = name;
49         this.score = score;
50     }
51     
52     // 实现comparable方法
53     @Override
54     public int compareTo(Student o) {// 负数:小于,0:等于,整数:大于
55         /**
56          * 按照score递增进行排序[递减把比较符号倒置即可] 如:if (this.score 57          */
58         
59         if (this.score > o.score) {
60             return 1;
61         } else if (this.score  o.score) {
62             return -1;
63         } else {
64             // 分数相同的按照id进行比较
65             if (this.id > o.id) {
66                 return 1;
67             } else if (this.id  o.id) {
68                 return -1;
69             } else {
70                 // id相同的情况下,就说明是同一个人
71                 return 0;
72             }
73         }
74     }
75     
76     // 重写toString方法
77     @Override
78     public String toString() {
79         return "id:" + id + "name" + name + "score" + score;
80     }
81     
82 }
TreeMapTest Code

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Java容器【集合框架】

标签:怎么   for   重要   线程   数组   常用   transient   学习   tle   

原文地址:https://www.cnblogs.com/cao-yin/p/9608250.html


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