[Java知识库]Java集合(个人学习笔记)

Java集合

数组和结合的区别

• 相同点

都是容器，可以存储多个数据

• 不同点

1. 数组的长度是不可变的，集合的长度是可变的
2. 数组可以存基本数据类型和引用类型；集合只能存引用数据类型，如果要存基本数据类型，需要存对应的包装类

集合类体系结构

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Collection集合概述和使用

• Collection集合概述

1. 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
2. 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

• 创建Collection集合的对象

1. 多态的方式
2. 具体的实现类ArrayList

• Collection集合常用方法

Collection接口是List、Set和Queue接口的父接口，该接口里定义的方法既可用于操作Set集合，也可用于操作List和Queue集合。

依次访问集合里每一个元素的两个方式

使用Lambda表达式遍历集合

Java8为Iterator接口新增了一个forEach(Consumer action)默认方法，该方法所需参数的类型是一个函数式接口，而Iterable接口是Collection接口的父接口，因此Collection集合也可直接调用该方法。

public class 测试 {
public static void main(String[] args) {
	Collection book = new HashSet<>();
	book.add("轻量级JavaEE企业应用实战");
	book.add("疯狂Java讲义");
	book.add("疯狂Android讲义");
	// 调用forEach()方法遍历集合
	book.forEach(Obj -> System.out.println("迭代集合元素:"+Obj));
	}
}


迭代集合元素:轻量级JavaEE企业应用实战
迭代集合元素:疯狂Android讲义
迭代集合元素:疯狂Java讲义

使用Java8增强的Iterator遍历集合元素

Iterator则主要用于遍历(即迭代访问)Collection集合中的元素，Iterator对象也被称为迭代器

• boolean hasNext(): 如果被迭代的集合元素还没有被遍历完，则返回true
• Object next(): 返回集合里的下一个元素
• void remove(): 删除集合里上一次next方法返回的元素
• void forEachRemaining(Consumer action)，这是Java8为Iterator新增的默认方法，该方法可以使用Lambda表达式来遍历集合元素

public class 测试 {
	public static void main(String[] args) {
		Collection books = new HashSet<>();
		books.add("轻量级JavaEE企业应用实战");
		books.add("疯狂Java讲义");
		books.add("疯狂Android讲义");
		// 获取books集合对应的迭代器
		Iterator iterator = books.iterator();
		while (iterator.hasNext()) {
			// iterator.next()方法返回的数据类型是Object类型，因此需要强转类型转换
			String book = (String) iterator.next();
			System.out.println(book);
			if (book.equals("疯狂Java讲义")) {
				// 从集合中删除上一次next()方法返回的元素
				iterator.remove();
			}
			// 对book变量赋值，不会改变集合元素本身
			book = "测试字符串";

		}
		System.out.println(books);
	}
}

轻量级JavaEE企业应用实战
疯狂Android讲义
疯狂Java讲义
[轻量级JavaEE企业应用实战, 疯狂Android讲义]

当使用Iterator迭代访问Collection集合元素时，Collection集合里的元素不能被改变，只有通过Iterator的remove()方法删除上一次next()方法返回的集合元素才可以；否则将会引发java.util.ConcurrentModificationException异常

List集合的概述和特点

• List集合的概述

1. 有序集合，这里的有序指的是存取顺序
2. 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
3. 与Set集合不同，列表通常允许重复的元素

• List集合的特点

1. 存取有序
2. 可以重复
3. 有索引

List集合特有的方法

List集合的实现类

• ArrayList集合

底层是数据结构实现，查询快，增删慢

• LinkedList集合

底层是链表结构实现，查询慢，增删快

LinkedList集合的特有功能

Set集合

它类似于一个罐子，程序可以依次把多个对象“丢进”Set集合，而Set集合通常不能记住元素的添加顺序。

Set集合不允许包含相同的元素，如果试图把两个相同的元素加入同一个Set集合中，则添加操作失败，add()方法返回false，且新元素不会被加入

HashSet类

哈希值：

• 哈希值简介

  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

  1. 同一对象多次调用hashCode()方法返回的哈希值是相同的
  2. 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

HashSet类的特点：

1. 不能保证元素的排列顺序，顺序可能与添加顺序不同，顺序也有可能发生变化。
2. HashSet不是同步的，如果多个线程同时访问一个HashSet，假设有两个或者两个以上线程同时修改了HashSet集合时，则必须通过代码来保证其同步。
3. 集合元素值可以是null

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如果需要把某个类的对象保存到HashSet集合中，重写这个类的equals()方法和hashCode()方法时，应该尽量保证两个对象通过equals()方法比较返回true时，它们的hashCode()方法返回值也相等。

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HashSet中每个能存储元素的“槽位”通常被称为"桶"，如果有多个元素的hashCode值相同，但他们通过equals()方法比较返回false，就需要在一个"桶"里放多个元素，这样会导致性能下降。

重写hashCode()方法的基本原则

1. 在程序运行过程中，同一个对象多次调用hashCode()方法应该返回相同的值
2. 当两个对象通过equals()方法比较返回true时，这两个对象的hashCode()方法应返回相等的值
3. 对象中用作equals()方法比较标准的实例变量，都应该用于计算hashCode值

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LinkedHashSet类

LinkedHashSet集合也是根据元素的hashCode值来决定元素的存储位置，但它同时使用链表维护元素的次序，这样使得元素看起来是以插入的顺序保存的。也就是说，当遍历LinkedHashSet集合里的元素时，LinkedHashSet将会按元素的添加顺序来访问集合里的元素。

TreeSet类

TreeSet集合概述和特点

• 不可以存储重复元素
• 没有索引
• 可以将元素按照规则进行排序
  1. TreeSet(): 根据其元素的自然排序进行排序
  2. TreeSet(Comparator comparator): 根据指定的比较器进行排序

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TreeSet并不是根据元素的插入顺序进行排序的，而是根据元素实际值的大小来进行排序的。

与HashSet集合采用hash算法来决定元素的存储位置不同，TreeSet采用红黑树的数据结构来存储集合元素。TreeSet支持两种排序方法：自然排序和定制排序

自然排序

TreeSet会调用集合元素的compareTo(Object obj) 方法来比较元素之间的大小关系，然后将集合元素按升序排序，这种方式就是自然排序。

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还有一点需要指出：大部分类在实现compareTo(Object obj) 方法时，都需要将被比较对象obj强制类型转换成相同类型，因为只有相同类的两个实例才会比较大小。当试图把一个对象添加到TreeSet集合时，TreeSet会调用该对象的compareTo(Object obj)与集合中的其他元素进行比较----这就要求集合中的其他元素与该元素是同一类的实例。也就是说，向TreeSet中添加的应该是同一个类的对象，否则也会引发ClassCastException异常。

总结：如果希望TreeSet能正常运作，TreeSet只能添加同一种类型的对象

对于TreeSet集合而言，它判断两个对象是否相等的唯一标准是：两个对象通过compareTo(Object obj)方法比较是否返回0—如果通过compareTo(Object obj) 方法比较返回0，TreeSet则会认为它们相等；否则就认为它们不相等。

由此应该注意一个问题：当需要把对象放入TreeSet中，重写该对象对应类的equals()方法时，应保证该方法与compareTo(Object obj)方法有一致的结果，其规则是：如果两个对象通过equals()方法比较返回true时，两个对象通过compareTo(Object obj) 方法比较应返回0。如果两个对象通过compareTo(Object obj)方法比较返回0时，但它们通过equals()方法比较返回false将会很麻烦，因为两个对象通过compareTo(Object obj)方法比较相等，TreeSet不会让第二个元素添加进去，这将会与Set集合的规则产生冲突

定制排序

TreeSet的自然排序是根据集合元素的大小，TreeSet将它们以升序排列。如果需要实现定制排序，例如以降序排列，则可以通过Comparator接口的帮助。该接口包含一个int compare(T o1, T o2) 方法，该方法用于比较o1和o2的大小：如果该方法返回正整数，则表明o1大于o2，如果该方法返回0时，则表示o1等于o2.如果该方法返回负整数，则表明o1小于o2.

还未更新完，之后继续总结