目录
?集合体系图
一.Collection集合
?1.1List集合
1.1.1List集合的实现类:ArrayList集合
1.1.2LinkedList集合
1.2Set集合? ? ? ?
1.2.1Set集合的特点
1.2.2哈希值
1.2.3HashSet集合
1.2.4TreeSet集合
?二.Map集合
2.1Map集合的概述与特点
2.1.1Map集合概述
2.1.2Map集合的特点
2.1.3Map集合的一些常用方法:
2.2Map集合的遍历方式(方式一)
2.2.1步骤分析
2.2.2代码展示
2.3Map集合的遍历方式(方式二)
2.3.1步骤分析
2.3.2代码展示
三.java集合常考面试题
3.1Java 集合框架
?3.2集合框架底层数据结构总结
3.2.1Collection
3.2.2Map
3.3HashMap 和 Hashtable 的区别
?3.4Arraylist与 LinkedList 异同
3.5ArrayList 与 Vector 的区别:
?3.6Collection和Collections的区别
?集合体系图
一.Collection集合
Collection集合概述
是单例集合的顶层接口,它表示一组对象,这些对象也称为Collection的元素
JDK 不提供此接口的任何直接实现,它提供更具体的子接口(如Set和List)实现
常用方法:
Collection集合的遍历
?
?1.1List集合
List集合概述:
有序集合(也称为序列),用户可以精确控制列表中每个元素的插入位置。用户可以通过整数索引访问元素,并搜索列表中的元素
与Set集合不同,列表通常允许重复的元素
List集合特点:
有索引
可以存储重复元素
元素存取有序
List集合特有的方法:
1.1.1List集合的实现类:ArrayList集合
ArrayList集合的底层是数组结构实现,查询快、增删慢,它的一些常用方法可以参考List集合的常用方法。
1.1.2LinkedList集合
LinkedList集合底层是链表结构实现,查询慢、增删快,它有一些特有的常用方法
1.2Set集合 ? ? ? ?
1.2.1Set集合的特点
元素存取无序
没有索引、只能通过迭代器或增强for循环遍历
不能存储重复元素
1.2.2哈希值
是JDK根据对象的地址或者字符串或者数字算出来的int类型的数值
如何获取哈希值
Object类中的public int hashCode():返回对象的哈希码值
哈希值的特点
同一个对象多次调用hashCode()方法返回的哈希值是相同的
默认情况下,不同对象的哈希值是不同的。而重写hashCode()方法,可以实现让不同对象的哈希值相同
1.2.3HashSet集合
HashSet集合的特点
底层数据结构是哈希表
对集合的迭代顺序不作任何保证,也就是说不保证存储和取出的元素顺序一致
没有带索引的方法,所以不能使用普通for循环遍历
由于是Set集合,所以是不包含重复元素的集合
HashSet集合保证元素唯一性源码分析: 1.根据对象的哈希值计算存储位置
如果当前位置没有元素则直接存入
如果当前位置有元素存在,则进入第二步
2.当前元素的元素和已经存在的元素比较哈希值
如果哈希值不同,则将当前元素进行存储
如果哈希值相同,则进入第三步
3.通过equals()方法比较两个元素的内容
如果内容不相同,则将当前元素进行存储
如果内容相同,则不存储当前元素
图解:
1.2.4TreeSet集合
TreeSet集合概述
元素有序,可以按照一定的规则进行排序,具体排序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 comparator) :根据指定的比较器进行排序
没有带索引的方法,所以不能使用普通for循环遍历
由于是Set集合,所以不包含重复元素的集合
要理解好TreeSet必须先了解自然排序Comparable:
案例需求
存储学生对象并遍历,创建TreeSet集合使用无参构造方法
要求:按照年龄从小到大排序,年龄相同时,按照姓名的字母顺序排序
实现步骤
用TreeSet集合存储自定义对象,无参构造方法使用的是自然排序对元素进行排序的
自然排序,就是让元素所属的类实现Comparable接口,重写compareTo(T o)方法
重写方法时,一定要注意排序规则必须按照要求的主要条件和次要条件来写
学生类
public class Student implements Comparable<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 int compareTo(Student s) {
// return 0; 重复,不添加
// return 1; 升序,从小到大
// return -1; 降序,从大到小
//按照年龄从小到大排序
int num = this.age - s.age;
// int num = s.age - this.age;
//年龄相同时,按照姓名的字母顺序排序
int num2 = num==0?this.name.compareTo(s.name):num;
return num2;
}
}
测试类?
public class TreeSetDemo02 {
public static void main(String[] args) {
//创建集合对象
TreeSet<Student> ts = new TreeSet<Student>();
//创建学生对象
Student s1 = new Student("xishi", 29);
Student s2 = new Student("wangzhaojun", 28);
Student s3 = new Student("diaochan", 30);
Student s4 = new Student("yangyuhuan", 33);
Student s5 = new Student("linqingxia",33);
Student s6 = new Student("linqingxia",33);
//把学生添加到集合
ts.add(s1);
ts.add(s2);
ts.add(s3);
ts.add(s4);
ts.add(s5);
ts.add(s6);
//遍历集合
for (Student s : ts) {
System.out.println(s.getName() + "," + s.getAge());
}
}
}
比较器排序Comparator的使用: 案例需求
存储学生对象并遍历,创建TreeSet集合使用带参构造方法
要求:按照年龄从小到大排序,年龄相同时,按照姓名的字母顺序排序
实现步骤
用TreeSet集合存储自定义对象,带参构造方法使用的是比较器排序对元素进行排序的
比较器排序,就是让集合构造方法接收Comparator的实现类对象,重写compare(T o1,T o2)方法
重写方法时,一定要注意排序规则必须按照要求的主要条件和次要条件来写
测试类
public class TreeSetDemo {
public static void main(String[] args) {
//创建集合对象
TreeSet<Student> ts = new TreeSet<Student>(new Comparator<Student>() {
@Override
public int compare(Student s1, Student s2) {
//this.age - s.age
//s1,s2
int num = s1.getAge() - s2.getAge();
int num2 = num == 0 ? s1.getName().compareTo(s2.getName()) : num;
return num2;
}
});
//创建学生对象
Student s1 = new Student("xishi", 29);
Student s2 = new Student("wangzhaojun", 28);
Student s3 = new Student("diaochan", 30);
Student s4 = new Student("yangyuhuan", 33);
Student s5 = new Student("linqingxia",33);
Student s6 = new Student("linqingxia",33);
//把学生添加到集合
ts.add(s1);
ts.add(s2);
ts.add(s3);
ts.add(s4);
ts.add(s5);
ts.add(s6);
//遍历集合
for (Student s : ts) {
System.out.println(s.getName() + "," + s.getAge());
}
}
}
?二.Map集合
2.1Map集合的概述与特点
2.1.1Map集合概述
interface Map<K,V> ?K:键的类型;V:值的类型
2.1.2Map集合的特点
键值对映射关系
一个键对应一个值
键不能重复,值可以重复
元素存取无序
2.1.3Map集合的一些常用方法:
2.2Map集合的遍历方式(方式一)
2.2.1步骤分析
获取所有键的集合。用keySet()方法实现
遍历键的集合,获取到每一个键。用增强for实现
根据键去找值。用get(Object key)方法实现
2.2.2代码展示
public class MapDemo01 {
public static void main(String[] args) {
//创建集合对象
Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();
//添加元素
map.put("张无忌", "赵敏");
map.put("郭靖", "黄蓉");
map.put("杨过", "小龙女");
//获取所有键的集合。用keySet()方法实现
Set<String> keySet = map.keySet();
//遍历键的集合,获取到每一个键。用增强for实现
for (String key : keySet) {
//根据键去找值。用get(Object key)方法实现
String value = map.get(key);
System.out.println(key + "," + value);
}
}
}
2.3Map集合的遍历方式(方式二)
2.3.1步骤分析
获取所有键值对对象的集合
Set<Map.Entry<K,V>> entrySet():获取所有键值对对象的集合
遍历键值对对象的集合,得到每一个键值对对象
用增强for实现,得到每一个Map.Entry
根据键值对对象获取键和值
用getKey()得到键
用getValue()得到值
2.3.2代码展示
public class MapDemo02 {
public static void main(String[] args) {
//创建集合对象
Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();
//添加元素
map.put("张无忌", "赵敏");
map.put("郭靖", "黄蓉");
map.put("杨过", "小龙女");
//获取所有键值对对象的集合
Set<Map.Entry<String, String>> entrySet = map.entrySet();
//遍历键值对对象的集合,得到每一个键值对对象
for (Map.Entry<String, String> me : entrySet) {
//根据键值对对象获取键和值
String key = me.getKey();
String value = me.getValue();
System.out.println(key + "," + value);
}
}
}
三.java集合常考面试题
3.1Java 集合框架
从上面的集合框架图可以看到,Java 集合框架主要包括两种类型的容器,一种是集合(Collection),存储一个元素集合,另一种是图(Map),存储键/值对映射。Collection 接口又有 3 种子类型,List、Set 和 Queue,再下面是一些抽象类,最后是具体实现类,常用的有?ArrayList、LinkedList、HashSet、LinkedHashSet、HashMap、LinkedHashMap 等等。
?3.2集合框架底层数据结构总结
3.2.1Collection
1. List
- Arraylist:?Object数组
- Vector:?Object数组
- LinkedList:?双向循环链表
- 底层数组结构实现,查询快、增删慢
- 底层链表结构实现,查询慢,增删快
2. Set
- HashSet(无序,唯一):?基于 HashMap 实现的,底层采用 HashMap 来保存元素
- LinkedHashSet:?LinkedHashSet 继承与 HashSet,并且其内部是通过 LinkedHashMap 来实现的。有点类似于我们之前说的LinkedHashMap 其内部是基于 Hashmap 实现一样,不过还是有一点点区别的。
- TreeSet(有序,唯一):?红黑树(自平衡的排序二叉树。)
3.2.2Map
- HashMap:?JDK1.8之前HashMap由数组+链表组成的.JDK1.8以后在解决哈希冲突时有了较大的变化,当链表长度大于阈值(默认为8)时,将链表转化为红黑树,以减少搜索时间
- LinkedHashMap:?LinkedHashMap 继承自 HashMap,所以它的底层仍然是基于拉链式散列结构即由数组和链表或红黑树组成。另外,LinkedHashMap 在上面结构的基础上,增加了一条双向链表,使得上面的结构可以保持键值对的插入顺序。同时通过对链表进行相应的操作,实现了访问顺序相关逻辑。详细可以查看:《LinkedHashMap 源码详细分析(JDK1.8)》
- HashTable:?数组+链表组成的,数组是 HashMap 的主体,链表则是主要为了解决哈希冲突而存在的
- TreeMap:?红黑树(自平衡的排序二叉树)
3.3HashMap 和 Hashtable 的区别
- 线程是否安全:?HashMap 是非线程安全的,HashTable 是线程安全的;HashTable 内部的方法基本都经过?
synchronized ?修饰。(如果你要保证线程安全的话就使用 ConcurrentHashMap 吧!); - 效率:?因为线程安全的问题,HashMap 要比 HashTable 效率高一点。另外,HashTable 基本被淘汰,不要在代码中使用它;
- 对Null key 和Null value的支持:?HashMap 中,null 可以作为键,这样的键只有一个,可以有一个或多个键所对应的值为 null。。但是在 HashTable 中 put 进的键值只要有一个 null,直接抛出 NullPointerException。
- 初始容量大小和每次扩充容量大小的不同 :?①创建时如果不指定容量初始值,Hashtable 默认的初始大小为11,之后每次扩充,容量变为原来的2n+1。HashMap 默认的初始化大小为16。之后每次扩充,容量变为原来的2倍。②创建时如果给定了容量初始值,那么 Hashtable 会直接使用你给定的大小,而 HashMap 会将其扩充为2的幂次方大小。也就是说 HashMap 总是使用2的幂作为哈希表的大小,后面会介绍到为什么是2的幂次方。
- 底层数据结构:?JDK1.8 以后的 HashMap 在解决哈希冲突时有了较大的变化,当链表长度大于阈值(默认为8)时,将链表转化为红黑树,以减少搜索时间。Hashtable 没有这样的机制。
?3.4Arraylist与 LinkedList 异同
- Arraylist 底层使用的是Object数组;LinkedList 底层使用的是双向循环链表数据结构;
- LinkedList 不支持高效的随机元素访问,而ArrayList 实现了RandmoAccess 接口,所以有随机访问功能。快速随机访问就是通过元素的序号快速获取元素对象(对应于get(int index)方法)。所以ArrayList随机访问快,插入慢;LinkedList随机访问慢,插入快。
- ArrayList的空 间浪费主要体现在在list列表的结尾会预留一定的容量空间,而LinkedList的空间花费则体现在它的每一个元素都需要消耗比ArrayList更多的空间(因为要存放直接后继和直接前驱以及数据)。
3.5ArrayList 与 Vector 的区别:
共同点:
都实现了List接口,都是有序的集合,我们可以按位置的索引号取出元素,其中数据都是可以重复的,这是与hashSet最不同的,hashSet不可以按照索引号去检索其中的元素,也不允许有重复的元素。
区别:
- 同步性:Vector是线程安全的,即线程同步,ArrayList是不安全的,如果有多个线程访问到集合,最好使用Vector,因为不需要我们自己再去考虑和编写线程安全的代码;如果只有一个线程会访问到集合,那最好是使用ArrayList,因为它不考虑线程安全,效率会高些。
- 数据增长:ArrayList 与 Vector 都有一个初始的容量大小,当存储进它们里面的元素的个数超过了容量时,就需要增加 ArrayList 与 Vector 的存储空间,每次要增加存储空间时,不是只增加一个存储单元,而是增加多个存储单元,每次增加的存储单元的个数在内存空间利用与程序效率之间要取得一定的平衡。Vector 默认增长为原来两倍,而 ArrayList 的增长策略在文档中没有明确规定(从源代码看到的是增长为原来的 1.5 倍)。ArrayList 与 Vector 都可以设置初始的空间大小,Vector 还可以设置增长的空间大小,而 ArrayList 没有提供设置增长空间的方法。
?3.6Collection和Collections的区别
Collection是单列集合的顶层接口,Map是双列集合的顶层接口
Collections是一个集合的工具类,提供了排序、查找等操作集合的一些常用方法。
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