新手初學(xué)Java集合框架

更新時間：2021年07月07日 15:42:29 作者：KDking

這篇文章主要介紹了JAVA集合框架的相關(guān)知識，文中講解非常細(xì)致，幫助大家更好的理解學(xué)習(xí)JAVA框架，感興趣的朋友快來了解下，希望能給你帶來幫助

Java集合框架

集合

概念：對象的容器，定義了對多個對象進(jìn)行操作的常用方法?？蓪崿F(xiàn)數(shù)組的功能。
集合和數(shù)組的區(qū)別：
- 數(shù)組長度固定，集合長度不固定
- 數(shù)組可以存儲基本類型和引用類型，集合只能存儲引用類型。

測試

/*
            1.添加 2.刪除 3.遍歷 4.判斷
         */
        Collection col = new ArrayList();
        col.add("張三");
        col.add("李四");
        col.add("王五");
//        col.add("張三");
        System.out.println(col);
//        col.remove("張三");
//        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("張三"));

List接口

特點：有序、有下標(biāo)、元素可以重復(fù)。

可以通過角標(biāo)在指定位置添加查詢元素。

 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遍歷
        System.out.println("---------------");
        for (Object o : list) {
            System.out.println(o);
        }
        //2.迭代器遍歷
        System.out.println("---------------");
        Iterator iterator = list.iterator();
        while (iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }
        //3.list迭代器遍歷
        System.out.println("--------正序-------");
        ListIterator listIterator = list.listIterator();
        while (listIterator.hasNext()){
            System.out.println(listIterator.next());
        }
        //逆序前必須先進(jìn)行正序遍歷，讓指針指向列表最后一個元素，才能開發(fā)遍歷
        System.out.println("--------逆序-------");
        while (listIterator.hasPrevious()){
            System.out.println(listIterator.previousIndex() + ":" +listIterator.previous());
        }

添加數(shù)字等基本類型數(shù)據(jù)時，會進(jìn)行自動裝箱的操作。

刪除數(shù)字元素需要通過下標(biāo)來刪除，或者將需要刪除的數(shù)字轉(zhuǎn)成object類或者該類型對應(yīng)的包裝類。

subList:返回一個子集合，含頭不含尾。

List實現(xiàn)類

ArrayList

數(shù)組存儲結(jié)構(gòu)，查詢快、增刪慢；
JDK1.2版本出現(xiàn)，運行效率快，線程不安全。
源碼分析：
- DEFAULT_CAPACITY = 10 默認(rèn)容量。注意：如果沒有向集合中添加任何元素時，容量為0，添加一個元素之后，容量為10。每次擴(kuò)容大小都是原來的1.5倍，如添加第11個元素時，容量由10變?yōu)榱?5。
- add（）方法源碼：為什么添加一個元素之后，容量為10。

public boolean add(E e) {
        ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!增長修改個數(shù)
        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 存放元素的數(shù)組
size 實際元素個數(shù)

測試代碼：

 ArrayList arrayList = new ArrayList();
        Student s1 = new Student("張三",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());
        //刪除元素（需要重寫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

數(shù)組存儲結(jié)構(gòu)，查詢快，增刪慢；
JDK1.0版本出現(xiàn)，運行效率慢、線程安全；
枚舉器遍歷

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

LinkedList：

雙向鏈表存儲結(jié)構(gòu)，增刪快，查詢慢。

泛型：

時JDK1.5中引入的一個新特性，其本質(zhì)是參數(shù)化類型，把類型作為參數(shù)傳遞；
常見形式由泛型類、泛型接口、泛型方法；
好處：
- 提高代碼的重用性
- 防止類型轉(zhuǎn)換異常，提高代碼的安全性

泛型集合：參數(shù)化類型、類型安全的集合，強制集合元素的類型必須一致。

特點：

編譯時即可檢查，而非運行時拋出異常。
訪問時，不必類型轉(zhuǎn)換。
不同泛型之間引用不能相互賦值，泛型不存在多態(tài)。

Set接口

特點：無序、無下標(biāo)、元素不可重復(fù)

方法：全部繼承自Collection中的方法。

Set實現(xiàn)類

HashSet

存儲結(jié)構(gòu)：哈希表（數(shù)組+鏈表+紅黑樹）
基于HashCode實現(xiàn)元素不重復(fù)
- 根據(jù)hashcode計算保存的位置，如果此位置為空，則直接保存。如果不為空，執(zhí)行下一步。
當(dāng)存入元素的哈希碼相同時，會調(diào)用equals進(jìn)行確認(rèn)，如果為true，則拒絕后者存入。否則，則生成鏈表。

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

測試代碼：

 HashSet<Student> set = new HashSet<>();
        Student s1 = new Student("張三",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重寫方法中加入31的原因

1.31是一個質(zhì)數(shù)，減少散列沖突

2.31提高執(zhí)行效率

TreeSet

存儲結(jié)構(gòu)：紅黑樹
基于排列順序?qū)崿F(xiàn)元素不重復(fù)
實現(xiàn)了SortedSet接口，對集合元素自動排序
元素對象的類型必須實現(xiàn)Comparable接口，指定排列規(guī)則
通過CompareTo方法確定是否為重復(fù)元素

測試代碼：使用TreeSet集合實現(xiàn)字符串按照長度進(jìn)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

特點：

1.用于儲存任意鍵值對（Key，Value）

2.鍵：無序、無下標(biāo)、不允許重復(fù)

3.值：無序、無下標(biāo)、允許重復(fù)

遍歷：

keySet（）方法遍歷：拿到key的set集合。
entrySet（）方法遍歷：將map封裝成entry鍵值對集合。

測試代碼：

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，線程不安全，運行效率快；允許用null作為key或是value。
構(gòu)造一個具有默認(rèn)初始容量16和默認(rèn)加載因子0.75的空HashMap。
- 加載因子：比如當(dāng)前集合容量為100，那么當(dāng)數(shù)據(jù)存儲到第75個位置是進(jìn)行擴(kuò)容操作。
源碼分析

static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // hashMap初始容量大小16
static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;//hashMap的數(shù)組最大容量
static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;//默認(rèn)加載因子
static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8;//jdk1.8開始，當(dāng)鏈表長度大于8時，調(diào)整成紅黑樹
static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6;//jdk1.8開始，當(dāng)鏈表長度小于6時，調(diào)整成鏈表
static final int MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64;//jdk1.8開始，當(dāng)鏈表長度大于8時，并且集合元素個數(shù)大于等于64時調(diào)整成紅黑樹
transient Node<K,V>[] table;//哈希表中的數(shù)組

總結(jié)：

HashMap剛創(chuàng)建時，table是null，為了節(jié)省空間，當(dāng)添加第一個元素時，table容量調(diào)整為16
當(dāng)元素個數(shù)大于閾值（16*0.75=12）時，會進(jìn)行擴(kuò)容，擴(kuò)容后大小為原來的兩倍。目的是減少調(diào)整元素的個數(shù)
jdk1.8開始，當(dāng)鏈表長度大于8時，并且集合元素個數(shù)大于等于64時調(diào)整成紅黑樹，目的是提高執(zhí)行效率
jdk1.8開始，當(dāng)鏈表長度小于6時，調(diào)整成鏈表
jdk1.8以前，鏈表時頭插入，jdk1.8以后是尾插入