java中的常用集合類整理

更新時間：2021年06月25日 17:44:59 作者：rananie

本篇文章給大家?guī)淼膬?nèi)容是關(guān)于java中List集合及其實(shí)現(xiàn)類的方法介紹（附代碼），有一定的參考價值，有需要的朋友可以參考一下，希望對你有所幫助。下面我們就來學(xué)習(xí)一下吧,希望能給你帶來幫助

Collection接口：單列數(shù)據(jù)，用來存儲一個一個的對象
- List接口:元素有序，可重復(fù)的集合 --> '動態(tài)'數(shù)組
- Set接口 :元素?zé)o序、不可重復(fù)的集合
Map接口：雙列數(shù)據(jù)，保存有映射關(guān)系(鍵值對)的集合

Collection接口

向collection接口的實(shí)現(xiàn)類的對象中添加數(shù)據(jù)obj時，要求obj所在類要重寫equals方法。

Abstract Methods

add(Object e):將元素e添加到集合中

size():獲取添加的元素個數(shù)

addAll(Collection coll):將形參coll集合的元素添加到當(dāng)前集合中

clear():清空集合元素,集合仍然存在，只是集合里沒有元素

isEmpty():判斷當(dāng)前集合是否為空

contains(Object obj):判斷當(dāng)前集合中是否包含obj，是否包含是通過調(diào)用obj的equals判斷

containsAll(Collection coll):判斷形參coll中的所有元素是否都存在當(dāng)前集合中。

remove(Object obj):移除某個元素，同樣通過equals尋找移除的元素

removeAll(Collection coll):從當(dāng)前集合中移除coll集合中所有的元素，需要調(diào)用equals函數(shù)

retainAll(Collection coll):求兩個集合的交集,結(jié)果為修改當(dāng)前集合后的集合。

equals(Collection coll):比較兩個集合是否一樣。

hashCode():返回當(dāng)前對象的哈希值

集合的遍歷:iterator 接口

集合元素的遍歷操作:Iterator迭代器接口。只能遍歷集合Collection,map不行

Iterator <E> iterator = coll.iterator();
//方式一：通過iterator.next()獲得集合元素
iterator.next();
//方式二：循環(huán),不推薦
for(int i =0;i<coll.size;i++){
    iterator.next();
}
//方式三：推薦!
//hasNext():判斷是否還有下一個元素
while(iterator.hasNext()){
    //next():①指針下移 ②將下移以后集合位置上的元素返回
    Object obj = iterator.next();
    if("Tom".equals(obj)){
    //iterator中的remove(),刪除集合中的元素
    iterator.remove()
    }
}
//方法引用，Java8新特性
coll.forEach(System.out::println)

集合的遍歷:增強(qiáng)for循環(huán)

增強(qiáng)for循環(huán)用于遍歷數(shù)組和集合(colleciton)

格式:集合元素的類型局部變量:集合

//第一個位置，是當(dāng)前的元素
//第二個位置，是遍歷的對象
//集合元素的類型 局部變量 ：集合
for(Object obj : coll){}

面試題

知識點(diǎn)：增強(qiáng)for只能遍歷不能賦值

集合元素的類型局部變量:集合

相當(dāng)于從集合中取出賦值給局部變量，集合本身是沒有修改的。

String [] arr = new String[]{"ranan","ranan"}
//普通for循環(huán)
for(int i=0;i<arr.length;i++){
    arr[i] = "xx"
}
for(int i=0;i<arr.length;i++){
    System.out.println(arr[i]); //輸出"xx"
}
//增強(qiáng)for循環(huán)
for(String s:arr){
    //這里的s是局部變量，相當(dāng)與取出arr[i]的值賦值給了變量s，改變的是s的值
    s = "xx";
}
for(int i=0;i<arr.length;i++){
    System.out.println(arr[i]); //輸出"ranan"
}

List接口

比較ArrayList、LinkedList、Vector的異同

同：三各類都實(shí)現(xiàn)了List接口，存儲數(shù)據(jù)的特點(diǎn)相同：存儲有序的、可重復(fù)異：

ArrayList:List接口的主要實(shí)現(xiàn)類，線程不安全、效率高，底層使用Object[]存儲，默認(rèn)擴(kuò)容為原數(shù)組的1.5倍
LinkedList:底層使用雙向鏈表存儲，對于頻繁的插入、刪除操作效率更高
Vector:List接口的古老實(shí)現(xiàn)類，線程安全、效率低，底層使用Object[]存儲，默認(rèn)長度為10。默認(rèn)擴(kuò)容為原數(shù)組的2倍

ArrayList

JDK7

//底層創(chuàng)建了長度是10的object[]數(shù)組
ArrayList <Integer> list = new ArrayList<Integer>();//一般擴(kuò)容原來的一半，將原數(shù)組元素復(fù)制到新數(shù)組
List add(123) //底層使用Object[]數(shù)組存儲，elementData[0]= new Integer(123)
ArrayList list = new ArrayList(數(shù)字)

結(jié)論：建議開發(fā)中使用帶參的構(gòu)造器

JDK8

ArrayList list = new ArrayList() //底層的object[] elementData初始化為{},并沒有創(chuàng)建長度為10的數(shù)組

懶漢式，底層的object[] elementData初始化為{},并沒有創(chuàng)建長度為10的數(shù)組,第一次調(diào)用add方法時才new創(chuàng)建好數(shù)組。后續(xù)的添加和擴(kuò)容操作與jdk7中一樣。

區(qū)別:JDK7中的ArrayList對象的創(chuàng)建類似于單例的餓漢式，而JDK8中的類似于單例的懶漢式，延遲了數(shù)組的創(chuàng)建，節(jié)省內(nèi)存

LinkedList

LinkedList = new LinkedList()//內(nèi)部聲明了Node類型的first與last，值為null

removeLast():移除最后一個元素

List的常用方法

List集合添加了一些根據(jù)索引來操作集合元素的方法，因為List是有序的

void add(int index,Object ele):在index位置插入ele元素

boolean addAll(int index,Collection eles):從index位置開始依次插入eles中的所有元素

Object get(int index):獲取指定index位置的元素

int indexOf(Object obj):返回obj在集合中首次出現(xiàn)的位置

int LastIndexOf(Object obj):返回obj在集合中最后一次出現(xiàn)的位置

Object remove(int index):移除指定index位置的元素，并返回此元素

Object set(int index,Object ele):設(shè)置指定index位置的元素為ele

List subList(int fromIndex,int toIndex):返回從fromIndex到toIndex位置的子集合

常用方法

增：add(Object obj)

刪：remove(int index)/remove(Obejct obj)

改：set(int index,Object ele)

查：get(int index)

插：add(int index,Object ele)

長度：size()

遍歷：Iterator迭代器方法/增強(qiáng)for循環(huán)/普通的循環(huán)

集合與數(shù)組的轉(zhuǎn)換

集合轉(zhuǎn)換成數(shù)組 --> coll.toArray()

數(shù)組轉(zhuǎn)換成List --> Arrays.asList(new String[]{'AA','BB','CC'})

使用場景:生成一個不可更改的list

Arrays.asList

1.該方法適用于對象型數(shù)據(jù)的數(shù)組（String、Integer...）

2.該方法不建議使用于基本數(shù)據(jù)類型的數(shù)組（byte,short,int,long,float,double,boolean）

3.該方法將數(shù)組與List列表鏈接起來：當(dāng)更新其一個時，另一個自動更新

4.不支持add()、remove()、clear()等方法。用此方法得到的List的長度是不可改變的

List arr = Arrays.asList(new int[]{123,456})會把new int[]{123,456}整體看成一個元素,基本數(shù)據(jù)類型數(shù)組會被看成一個整體。可以寫成 List arr = Arrays.asList(123,456)

Set接口

Set接口中沒有額外定義新的方法。

比較HashSet、LinkedHashSet、TreeSet

同：都是Set接口的實(shí)現(xiàn)類，存放數(shù)據(jù)無序、不可重復(fù)

HashSet:Set接口的主要實(shí)現(xiàn)類，線程不安全，可以存放null值，數(shù)組+鏈表存儲數(shù)據(jù)

LinkedHashSet：HashSet的子類，遍歷其內(nèi)部數(shù)據(jù)時可以按照添加的順序遍歷，對于頻繁的遍歷操作,LinkedHashSet效率高于HashSet

TreeSet:數(shù)據(jù)是同一類的，可以按照添加對象的指定屬性，進(jìn)行排序。

無序性與不可重復(fù)性

無序性：不等于隨機(jī)性，存儲的數(shù)據(jù)在底層數(shù)組中并非按照數(shù)組索引的順序添加，而是根據(jù)數(shù)據(jù)的hash值決定。(數(shù)組中的存儲不是按照添加順序添加的)

不可重復(fù)性:先比較添加元素的hash值是否相同，相同按照equals()判斷是否重復(fù)

HashSet中元素的添加過程

向HashSet中添加元素a

1.先調(diào)用元素a所在類的hashCode()方法，計算a的哈希值。

2.此hash值通過散列函數(shù)計算出在HashSet底層數(shù)組中的存放位置 + 拉鏈法解決沖突

散列函數(shù) + 拉鏈法解決沖突拉鏈法時要先比較hash值再按照equals()判斷是否重復(fù)，不重復(fù)時再鏈上

要求：向Set中添加的數(shù)據(jù)，其所在類的一定要重寫HashCode方法和equals方法，此兩個方法盡可能保持一致性。(相等的對象必須具有相同的hash值)

注意：

new HashSet()實(shí)際上是new了一個HashMap，向HashSet添加元素實(shí)際上是向HashMap添加元素,在HashSet中添加的元素相當(dāng)于是HashMap的key，value都指向一個對象(這個對象沒什么意義)

LinkedHashSet

LinkedHashSet作為HashSet的子類，在添加數(shù)據(jù)的同時，每個數(shù)據(jù)還維護(hù)了兩個引用指針，遍歷其內(nèi)部數(shù)據(jù)時可以按照添加的順序遍歷

TreeSet

要求：向TreeSet中添加的數(shù)據(jù)，要求是相同類的對象作用：進(jìn)行排序

遍歷的時候會調(diào)用排序方法進(jìn)行自動排序。

自然排序(Comparable接口)：比較兩個對象是否相同的標(biāo)準(zhǔn)為:compareTo()返回0,不再是equals()

定制排序(Comparator接口)：比較兩個對象是否相同的標(biāo)準(zhǔn)為:compare()返回0，不再是equals()

Comparator com = new Comparator(){
    //定制排序內(nèi)容
    @override
    public int compare(Object o1,Object o2){}
}
TreeSet set = new TreeSet(com)

練習(xí)題

1.在List內(nèi)去除重復(fù)數(shù)字值,要求盡量簡單

HashSet常常用于過濾重復(fù)元素 --> set.addAll(list) --> return new ArrayList(set)

//Person類中重寫了hashCode()和equals()方法
HashSet set = new HashSet();
Person p1 = new Person(1001,"AA");
Person p2 = new Person(1002,"BB");
set.add(p1);
set.add(p2);
p1.name = "CC";
set.remove(p1);//remove時先計算hash值(此題由id和name共同計算所得),內(nèi)容變了hash值也變了
System.out.println(set);//1001,"CC"   1002,"BB"
set.add(new Person(1001,"CC"));//原來的p1的hash值是按照1001,"AA"計算所得，此時算出來的應(yīng)該是新的hash值
System.out.println(set);//1001,"CC"   1002,"BB"  1001,"CC"
set.add(new Person(1001,"AA")); //這里算出來是p1的hash值，hash值相同調(diào)用equals方法發(fā)現(xiàn)不同
System.out.println(set);//1001,"CC"   1002,"BB"  1001,"CC" 1001,"AA"

Map接口

Map實(shí)現(xiàn)類的結(jié)構(gòu)

HashMap:作為Map的主要實(shí)現(xiàn)類，線程不安全，效率高?？梢源鎯ey/value = null

LinkedHashMap:在遍歷map元素時，可以按照添加的順序?qū)崿F(xiàn)遍歷。原因：在原有的HashMap底層結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上添加了一對指針，指向前一個和后一個元素。對于頻繁的遍歷操作,LinkedHashMap效率高于HashMap

TreeMap:保證按照添加的key-value對進(jìn)行排序(key)，實(shí)現(xiàn)排序遍歷，底層使用紅黑樹

Hashtable:作為古老實(shí)現(xiàn)類，線程安全，效率低,不可以存儲key/value = null

Properties:常用來處理配置文件,key-value都是String類型

Entry(key,value)無序,不可重復(fù)(Set)

key無序,不可重復(fù),用set存儲。 --> 不可重復(fù)，key所在的類要重寫quals()和hashCode() (HashMap為例)

value無序，可重復(fù) --> value所在的類要重寫equals,重寫是為了實(shí)現(xiàn)通過value找到key的方法

Map中的常用方法

增刪改

Object put(Object ket,Object value):將指定key-value添加到(或修改key的值)當(dāng)前map對象

void putAll(Map m):將m中的所有key-value對存放在當(dāng)前map中

Object remove(Object key):移除指定key的key-value對,并返回value

void clear():清空當(dāng)前的map中的數(shù)據(jù),map還在，只是里面沒數(shù)據(jù)了。map.size()不會報錯

查

Object get(Object key):獲取指定key對用的value

boolean containsKey(Object key):是否包含指定的key

boolean containsValue(Object key):是否包含指定的key

int size():返回map中鍵值對的個數(shù)

boolean isEmpty():判斷當(dāng)前map是否為空

boolean equals(Object obj):判斷當(dāng)前map和參數(shù)對象obj是否相等

遍歷

Set keySet():返回所有key構(gòu)成的Set集合

Collection values():返回所有value構(gòu)成的Collection集合

Set entrySet():返回所有key-value對構(gòu)成的Set集合,Set<Map.Entry<Character,Integer>> entry = map.entetSet()

//返回的是Collection之后就可以使用iterator迭代器
Set set = map.keySet();
Iterator iterator = set.iterator();
//遍歷所有的key-value
Set entrySet = map.entrySet()
Iterator iterator = entrySet.iterator();
while(iterator.hasNext()){
    Object obj = iterator.next();
    Map.Entry entry = (Map.Entry) obj;
    System.out.println(entry.getKey()+"--->"+entry.getValue());
}
//寫法二
Set <Map.Entry<String,Integer>> entrySet = map.entrySet();
Iterator <Map.Entry<String,Integer>> iterator = entrySet.iterator();
while(iterator.hasNext()){
    Map.Entry <String,Integer> entry = iterator.next();
    String key = entry.getKey();
    Integer value = entry.getValue();
}

HashMap

問題1：HashMap的底層實(shí)現(xiàn)原理?

JDK7:

//在實(shí)例化以后，底層創(chuàng)建了長度16的一維數(shù)組Entry[] table
HashMap<E,E> map = new HashMap<E,E>();
//...可能已經(jīng)執(zhí)行過多次put...
map.put(key1,value);

往map中添加鍵值對的過程

調(diào)用key1所在類的hashCode()計算key1哈希值，得到在Entry中的存放位置
檢查該位置是否有數(shù)據(jù)
1. 沒有數(shù)據(jù)，此時key1-value1添加成功
2. 有數(shù)據(jù)，比較key1和已存在的數(shù)據(jù)的哈希值
- 如果哈希值一樣，調(diào)用equals()方法，不相等則添加成功，相等用新的value替換舊的value。put有更新作用
- 如果哈希值不一樣，則添加成功

在不斷的添加過程中，默認(rèn)的擴(kuò)容方式:擴(kuò)容為原有容量的2倍，并將原有的數(shù)據(jù)復(fù)制。

JDK8相較于JDK7的不同點(diǎn)(類似ArrayList)

1.new HashMap():底層沒有創(chuàng)建一個長度為16的數(shù)組

2.首次調(diào)用put()方法時，底層創(chuàng)建長度為16的數(shù)組

3.jdk8 底層的數(shù)組是:Node[]

4.鏈表插入的方法(七上八下)

5.jdk7底層結(jié)構(gòu):數(shù)組+鏈表。jdk8中底層結(jié)構(gòu):數(shù)組+鏈表+紅黑樹。

當(dāng)數(shù)組的某一個索引位置上的元素以鏈表形式存在的數(shù)據(jù)個數(shù)>8且當(dāng)前數(shù)組的長度>64(若>8但是<64則擴(kuò)容),此時該索引位置上的所有數(shù)據(jù)使用紅黑樹存儲，

問題2:負(fù)載(加載)因子值的大小,對HashMap有什么影響?

HashMap的默認(rèn)容量16

HashMao的默認(rèn)加載因子0.75

threshold擴(kuò)容的臨界值=容量*填充因子=16 x 0.75=15

負(fù)載因子的大小決定了HashMap的數(shù)據(jù)密度

負(fù)載因子越大密度越大，發(fā)生碰撞的幾率越高，性能會下降

負(fù)載因子越小，越容易觸發(fā)擴(kuò)容,會浪費(fèi)空間

LinkedHashMap

LinkedHashMap是HashMap的子類，底層還是按照HashMap去存。

類似LinkedHashSet,在遍歷map元素時，可以按照添加的順序?qū)崿F(xiàn)遍歷。

LinkedHashMap中的內(nèi)部類多了befor和after指針

TreeMap

要求：向TreeMap中添加key-value,要求key必須是由同一個類創(chuàng)建的對象

排序：按照key進(jìn)行排序

自然排序(Comparable接口)：

比較兩個對象是否相同的標(biāo)準(zhǔn)為:compareTo()返回0,不再是equals()

定制排序(Comparator接口)：

比較兩個對象是否相同的標(biāo)準(zhǔn)為:compare()返回0，不再是equals()

//自然
TreeMap map = new TreeMap();
//添加的key類里重寫compareTo()
//定制
Comparator com = new Comparator(){
    //定制排序內(nèi)容
    @override
    public int compare(Object o1,Object o2){}
}
TreeMap map = new TreeMap(com)

Properties

c類是Hashtable的子類，該對象用于處理屬性文件。

由于屬性文件里的key-value都是字符串類型，所以Properties里的key和value都是字符串類型。

存儲數(shù)據(jù)時，建議使用setProperty(String key,String value)方法和getProperty(String key)方法

需要在當(dāng)前項目中添加配置文件，F(xiàn)ile(手動添加后綴.properties)/Resource Bundle(自動添加后綴)

Properties pros = new Properties();
FileInputStream fis = new FileInputStream("配置文件的名字")
//參數(shù)為流，加載流對用的文件
pros.load(fis);
fis.close();

Collections工具類

Collections是一個操作Set、List和Map等集合的工具類。

Collections中提供了一系列靜態(tài)的方法對集合元素進(jìn)行排序、查詢和修改等操作,還提供了對集合對象設(shè)置不可變，對集合對象實(shí)現(xiàn)同步控制等方法

排序方法

reverse(List):反轉(zhuǎn)List中元素的順序

shuffle(List):對List集合元素進(jìn)行隨機(jī)排序

sort(List):根據(jù)元素的自然順序?qū)χ付╨ist集合元素按升序排序

sort(List,Comparator):根據(jù)指定的Comparator產(chǎn)生的順序?qū)ist集合元素進(jìn)行排序

swap(List,int,int):將指定list集合中的i處元素和j處元素進(jìn)行交換

Object max/min(Collection):根據(jù)元素的自然排序，返回給定集合中的最大/最小元素

Object max/min(Collection,Comparator):根據(jù)Comparator指定的順序,返回集合中的最大/最小元素

int frequency(Collection,Object):返回指定集合中指定元素出現(xiàn)的次數(shù)

void copy(List dest,List src):將src中的內(nèi)容復(fù)制到dest中

boolean replaceAll(List list,Object oldVal,Objec newVal):把List中所有的舊值改成新值

copy的注意事項

//************錯誤寫法1
//錯誤原因:需要滿足src.size()<= dest.size(),否則會報錯
List dest = new ArrayList();
//...一堆list.add()
List dest = new ArrayList();
Collections.copy(dest,list);
//************錯誤寫法2
//錯誤原因:傳參是指定造底層數(shù)組的長度,需要的dest.size是填了幾個
List dest = new ArrayList();
//...一堆list.add()
List dest = new ArrayList(list.size());
Collections.copy(dest,list);
//************正確寫法
List dest = new ArrayList();
//...一堆list.add()
//asList數(shù)組轉(zhuǎn)化成List,這里的數(shù)組會默認(rèn)填充null
List dest = Arrays.asList(new Object[list.size()])
Collections.copy(dest,list);

Collections常用方法:同步控制

Collections類中提供了多個synchronizedXxx(xxx)方法，將指定集合包裝成線程同步的集合，從而解決多線程并發(fā)訪問集合時的線程安全問題。

ArrayList和HashMap都是線程不安全的,如果要求線程安全可以使用synchronizedList(List list)和synchronizedMap(Map map)

//返回的List1為線程安全的List
List list1 = Collections.synchronizedLisd(list);

總結(jié)

本篇文章就到這里了，希望能給你帶來幫助，也希望您能夠多多關(guān)注腳本之家的更多內(nèi)容！

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