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Java集合框架有什么用

发布时间:2021-07-10 12:23:15 来源:亿速云 阅读:263 作者:小新 栏目:开发技术

这篇文章主要介绍Java集合框架有什么用,文中介绍的非常详细,具有一定的参考价值,感兴趣的小伙伴们一定要看完!

Java集合框架

集合

  • 概念:对象的容器,定义了对多个对象进行操作的常用方法。可实现数组的功能。

  • 集合和数组的区别:

    • 数组长度固定,集合长度不固定

    • 数组可以存储基本类型和引用类型,集合只能存储引用类型。

测试

/*             1.添加 2.删除 3.遍历 4.判断          */         Collection col = new ArrayList();         col.add("张三");         col.add("李四");         col.add("王五"); //        col.add("张三");         System.out.println(col); //        col.remove("张三"); //        System.out.println(col);         for (Object o : col) {             System.out.println(o);         }         System.out.println("------------------");         Iterator it = col.iterator();         while (it.hasNext()){             String next = (String) it.next();             System.out.println(next);         }         System.out.println(col.isEmpty());         System.out.println(col.contains("张三"));

List接口

特点:有序、有下标、元素可以重复。

可以通过角标在指定位置添加查询元素。

 List list = new ArrayList();         list.add("java");         list.add("c++");         list.add(1,"python");         list.add(".net");         System.out.println(list.size());         System.out.println(list.toString());         //1.for each遍历         System.out.println("---------------");         for (Object o : list) {             System.out.println(o);         }         //2.迭代器遍历         System.out.println("---------------");         Iterator iterator = list.iterator();         while (iterator.hasNext()){             System.out.println(iterator.next());         }         //3.list迭代器遍历         System.out.println("--------正序-------");         ListIterator listIterator = list.listIterator();         while (listIterator.hasNext()){             System.out.println(listIterator.next());         }         //逆序前必须先进行正序遍历,让指针指向列表最后一个元素,才能开发遍历         System.out.println("--------逆序-------");         while (listIterator.hasPrevious()){             System.out.println(listIterator.previousIndex() + ":" +listIterator.previous());         }

添加数字等基本类型数据时,会进行自动装箱的操作。

删除数字元素需要通过下标来删除,或者将需要删除的数字转成object类或者该类型对应的包装类。

subList:返回一个子集合,含头不含尾。

List实现类

ArrayList

  • 数组存储结构,查询快、增删慢;

  • JDK1.2版本出现,运行效率快,线程不安全。

  • 源码分析:

    • DEFAULT_CAPACITY = 10 默认容量 。注意:如果没有向集合中添加任何元素时,容量为0,添加一个元素之后,容量为10。每次扩容大小都是原来的1.5倍,如添加第11个元素时,容量由10变为了15。

    • add()方法源码:为什么添加一个元素之后,容量为10。

public boolean add(E e) {         ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!增长修改个数         elementData[size++] = e;         return true;     } private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {         if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {             minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);         }         ensureExplicitCapacity(minCapacity);     } private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {         modCount++;         // overflow-conscious code         if (minCapacity - elementData.length > 0)             grow(minCapacity);     } private void grow(int minCapacity) {         // overflow-conscious code         int oldCapacity = elementData.length;         int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);         if (newCapacity - minCapacity < 0)             newCapacity = minCapacity;         if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)             newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);         // minCapacity is usually close to size, so this is a win:         elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);     }
  • elemetnData 存放元素的数组

  • size 实际元素个数

测试代码:

 ArrayList arrayList = new ArrayList();         Student s1 = new Student("张三",18);         Student s2 = new Student("李四",18);         Student s3 = new Student("王五",18);         arrayList.add(s1);         arrayList.add(s2);         arrayList.add(s3);         System.out.println(arrayList.toString());         //删除元素(需要重写equals方法)         arrayList.remove(new Student("李四",18));         System.out.println(arrayList.size());  public boolean equals(Object o) {         if (this == o) return true;         if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;         Student student = (Student) o;         return age == student.age && Objects.equals(name, student.name);     }

Vector

  • 数组存储结构,查询快,增删慢;

  • JDK1.0版本出现,运行效率慢、线程安全;

  • 枚举器遍历

Vector vector = new Vector();         vector.add("java");         vector.add("python");         vector.add(".net");         System.out.println(vector.toString());         //枚举器遍历         Enumeration elements = vector.elements();         while (elements.hasMoreElements()){             System.out.println(elements.nextElement());         }

LinkedList:

  • 双向链表存储结构,增删快,查询慢。

泛型:
  • 时JDK1.5中引入的一个新特性,其本质是参数化类型,把类型作为参数传递;

  • 常见形式由泛型类、泛型接口、泛型方法;

  • 好处:

    • 提高代码的重用性

    • 防止类型转换异常,提高代码的安全性

泛型集合:参数化类型、类型安全的集合,强制集合元素的类型必须一致。

特点:

  • 编译时即可检查,而非运行时抛出异常。

  • 访问时,不必类型转换。

  • 不同泛型之间引用不能相互赋值,泛型不存在多态。

Set接口

特点:无序、无下标、元素不可重复

方法:全部继承自Collection中的方法。

Set实现类

HashSet

  • 存储结构:哈希表(数组+链表+红黑树)

  • 基于HashCode实现元素不重复

    • 根据hashcode计算保存的位置,如果此位置为空,则直接保存。如果不为空,执行下一步。

  • 当存入元素的哈希码相同时,会调用equals进行确认,如果为true,则拒绝后者存入。否则,则生成链表。

public HashSet(){   map = new HashMap<>(); }

测试代码:

 HashSet<Student> set = new HashSet<>();         Student s1 = new Student("张三",18);         Student s2 = new Student("李四",18);         Student s3 = new Student("王五",18);         set.add(s1);         set.add(s2);         set.add(s3); //        set.add(new Student("李四",18));         System.out.println(set.size());         System.out.println(set.toString()); //        set.remove(new Student("李四",18)); //        System.out.println(set.size()); //        System.out.println(set.toString());         for (Student student : set) {             System.out.println(student);         }         System.out.println("====================");         Iterator<Student> iterator = set.iterator();         while (iterator.hasNext()){             System.out.println(iterator.next());         } public boolean equals(Object o) {         if (this == o) return true;         if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;         Student student = (Student) o;         return age == student.age && Objects.equals(name, student.name);     } public int hashCode() {         return Objects.hash(name, age);     }

hashcode重写方法中加入31的原因

1.31是一个质数,减少散列冲突

2.31提高执行效率

TreeSet

  • 存储结构:红黑树

  • 基于排列顺序实现元素不重复

  • 实现了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,指定排列规则

  • 通过CompareTo方法确定是否为重复元素

测试代码:使用TreeSet集合实现字符串按照长度进行排序

TreeSet<String> treeSet = new TreeSet<>(new Comparator<String>() {         @Override         public int compare(String o1, String o2) {              int n1 = o1.length() - o2.length();              int n2 = o1.compareTo(o2);              return n1==0?n2:n1;          }         treeSet.add("zhangSan");         treeSet.add("wkf");         treeSet.add("asd");         treeSet.add("abc");         treeSet.add("ljCv");         treeSet.add("liSi");         treeSet.add("wanG");         System.out.println(treeSet.toString());         System.out.println(treeSet.size());

Map接口

特点:

1.用于储存任意键值对(Key,Value)

2.键:无序、无下标、不允许重复

3.值:无序、无下标、允许重复

遍历:
  • keySet()方法遍历:拿到key的set集合。

  • entrySet()方法遍历:将map封装成entry键值对集合。

测试代码:

Map<String, String> map = new HashMap<>();         map.put("wkf","666");         map.put("qwe","678");         map.put("kfc","999");         map.put("asd","694");         Set<String> keySet = map.keySet();         for (String s : keySet) {             System.out.println(s + "=" + map.get(s));         }         System.out.println("===================");         Set<Map.Entry<String, String>> entries = map.entrySet();         for (Map.Entry<String, String> entry : entries) {             System.out.println(entry.getKey() +"=" + entry.getValue() );         }

HashMap

  • JDK1.2版本,线程不安全,运行效率快;允许用null作为key或是value。

  • 构造一个具有默认初始容量16和默认加载因子0.75的空HashMap。

    • 加载因子:比如当前集合容量为100,那么当数据存储到第75个位置是进行扩容操作。

  • 源码分析

static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // hashMap初始容量大小16 static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;//hashMap的数组最大容量 static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;//默认加载因子 static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8;//jdk1.8开始,当链表长度大于8时,调整成红黑树 static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6;//jdk1.8开始,当链表长度小于6时,调整成链表 static final int MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64;//jdk1.8开始,当链表长度大于8时,并且集合元素个数大于等于64时调整成红黑树 transient Node<K,V>[] table;//哈希表中的数组

总结:

  • HashMap刚创建时,table是null,为了节省空间,当添加第一个元素时,table容量调整为16

  • 当元素个数大于阈值(16*0.75=12)时,会进行扩容,扩容后大小为原来的两倍。目的是减少调整元素的个数

  • jdk1.8开始,当链表长度大于8时,并且集合元素个数大于等于64时调整成红黑树,目的是提高执行效率

  • jdk1.8开始,当链表长度小于6时,调整成链表

  • jdk1.8以前,链表时头插入,jdk1.8以后是尾插入

Hashtable

  • JDK1.0版本,线程安全,运行效率慢;不允许null作为key或是value

  • Properties:

    • Hashtable的子类,要求key和value都是String,通常用于配置文件的读取。

TreeMap

  • 实现了SortedMap接口(是Map的子接口),可以对key自动排序。

Collections工具类

  • sort():升序排列

  • copy():复制

  • binarySearch():二分查找

    • Collections.binarySearch(list,需要查找的值);

  • reverse():反转

  • shuffle():打乱集合中的元素

  • list转成数组:

    • list.toArray(new Integer[0]);

  • 数组转成集合

    • Arrays.asList(names);

    • 集合是一个受限集合,不能添加 和

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