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Java_集合框架

发布时间 2023-11-17 15:01:32作者: Espre-sso

Java集合的总体系

分类：
Collection接口，Map接口
Collection接口：List接口，Set接口
Map接口：

Collection集合体系

子接口：
接口List：元素有序，可重复，有索引
实现类：ArrayList、LinkedList
接口Set：元素无序，不重复，无索引
实现类：HashSet、LinkedHashSet（有序）、TreeSet（默认升序）

Collection接口的通用方法

方法汇总：
add、addAll、clear、isEmpty、size、contains、remove、toArray（默认Object数组接收）、toArray(new int[c.size()])（这样就可以用int数组接收了）

Collection的遍历方式

分类：

  1. Iterator迭代器：
点击查看代码 
Iterator<String> it =  c.iterator();
while(it.hasNext()){
  String s = it.next();
  System.out.println(s);
}
  1. 增强for循环：for（String s：c）可以遍历集合、数组，是迭代器的简化写法
  2. Lambda表达式：(jdk1.8之后)
点击查看代码 
c.forEach(s->{
System.out.println(s);
});

没有fori，因为不支持下标访问无索引

List系列集合的常用方法

add(index,ele),remove(index),set(index,ele),get(index)
遍历方法：
比Collection多了一种 fori遍历（因为支持索引）

ArrayList的扩容原理

过程：

  1. 利用无参构造器创建的集合，会在底层创建一个默认长度为0的数组
  2. 添加第1个元素时，会在底层创建一个新的长度为10的数组
  3. 存满时，会扩容1.5倍
  4. 如果一次添加多个元素list1.addAll(list2)，1.5倍放不下，则新创建数组的长度以实际为准。

LinkedList类的常用方法

addFirst也可以用push,addLast,getFirst,getLast,removeFirst也可以用pop,removeLast
增加这么多首尾操作的原因：
LinkedList底层是双向链表，对首尾的操作速度极快。

LinkedList的应用场景

  1. 设计队列-先进先出
  2. 设计栈-后进先出

Set系列集合

特点：
不重复，无索引
分类：
HashSet 无序,LinkedHashSet 有序,TreeSet 排序
常用方法：
基本都是父类Collection提供的，自己没有额外新增一些常用功能。

HashSet底层原理

JDK8之前：

  1. 创建一个默认长度为16的数组，默认加载因子0.75，数组名table。
  2. 使用元素的哈希值对数组的长度求余，计算出应存入的位置。
  3. 当前位置如果是null，则直接存入。如果不为null，调用equals方法比较，相等，不存，不相等，存入数组。（JDK8之前，老元素挂新元素下面。JDK8之后，新元素挂老元素下面）

JDK8之后：
当链表长度超过8，且数组长度>=64时，自动将链表转化成红黑树（平衡二叉树）。

HashSet去重

如果希望set集合认为两个内容一样的对象是重复的，必须重写对象的hashCode()和equals()方法

LinkedHashSet底层原理

底层数据结构：
依然是基于哈希表（数组+链表+红黑树）实现的。
但是，它的每一个元素额外多了一个双链表机制记录它前后元素的位置。同时还有两个指针，指向首尾元素。

TreeSet底层原理

底层数据结构：
底层是基于红黑树实现的排序。
注意事项：

  1. 对于数值类型Integer，Double，默认按照数值本身大小进行升序排列。
  2. 对于字符串类型，按照首字符的编号升序排序。
  3. 对于自定义类型Student，TreeSet默认无法直接排序。

如何实现对自定义类型的排序：

  1. 让自定义类Student实现Comparable接口，重写里面的CompareTo方法来指定比较规则。
  2. 通过调用TreeSet有参构造器，可以设置Comparator对象（比较器对象，用于指定比较规则）。
  3. 如果同时使用了两种方法，就近原则-默认使用集合自带的比较器排序。

集合的并发修改异常

  1. 使用迭代器Iterator遍历集合，同时删除集合中的数据，要用迭代器自己的删除方法it.remove()，底层是通过迭代器--实现的安全删除。
  2. 使用fori遍历集合，可以使用倒序删除，或者在删除时i--。
  3. 增强for循环，底层用的Iterator。Lambda表达式，底层用的增强for循环。这两种情况是无法解决集合的遍历并发修改异常的。

可变参数

定义：
数据类型...参数名称
特点：
可以传0、1、多个数据给它，也可以传数组给它。
注意事项：

  1. 可变参数在方法内部是一个数组。
  2. 一个形参列表中可变参数只能有一个。
  3. 可变参数必须放在形参列表的最后。

Collections工具类

常用的静态方法：
addAll,shuffle,sort(list),sort(list,Comparator)
用法：
Collections.sort(list);

Map集合体系

特点：
不重复，无索引
分类：
HashMap 无序，LinkedHashMap 有序，TreeMap 排序。

Map集合常用方法

put(key,value),size,clear,isEmpty,get,remove,containsKey,containsValue,keySet,values,putAll

Map集合的遍历方式

  1. 键找值（先获取Map集合所有的键，再通过遍历键来找值）
点击查看代码 
Set<String> keys = map.keySet();
for(String key :keys){
  ...;
}
  1. 键值对（把键值对看成一个整体遍历-难度较大）
点击查看代码 
Set<Map.Entry<String,Double>> entries = map.entrySet();
for(Map.Entry<String,Double>> entry :entries){
  ...;
  entry.getKey();
  entry.getValue();
}
  1. Lambda（JDK1.8开始的新技术-很简单）
    底层用到的是2.键值对遍历
点击查看代码 
map.forEach( (k,v)->{
  System.out.println(k+"-->"+v);
});

Map集合的使用场景

场景：
需要存储一一对应的数据时。

Map底层原理

底层数据结构：
map与set一样，set底层也用的map

内部类

分类：

  1. 成员内部类：Outer.Inner in = new Outer().new Inner();
    在成员中定义的类
  2. 静态内部类：Outer.Inner in = new Outer.Inner();
    在成员中定义的static修饰的类
  3. 局部内部类：在方法、代码块中定义的类（没啥用）
  4. 匿名内部类：
点击查看代码 
new 接口（参数值）{
  类体（一般是方法重写）;
};

用法：
匿名内部类本质是一个子类，并会立即创建出一个子类对象。通常作为一个参数传给方法。

JDK8新特性：Lambda表达式

作用：
用于简化匿名内部类
格式：

点击查看代码 
（被重写的形参列表）->{
  被重写方法的方法体代码；
}

注意：
Lambda表达式只能简化函数式接口的匿名内部类（有且仅有一个抽象方法的接口，@FUnctionalInterface注解）
省略规则：

  1. 参数类型可以省略不写
  2. 如果只有一个参数（）也可以省略
  3. 如果方法体只有一行代码，可以省略 {}和；同时return也可以省略。

JDK8新特性：方法引用

标志性符号：
::
分类：

  1. 静态方法的引用
  2. 实例方法的引用
  3. 特定类型方法的引用
  4. 构造器引用
    注意：
    方法引用只是一种简化代码的方式，在开发中不要刻意去简化。

随机数

点击查看代码 
Random r = new Random();
int index  = r.nextInt(4);//生成int类型的随机数，范围0，1，2，3