Java-集合

Java 集合框架概述

1.集合、数组都是对多个数据进行存储操作的结构，简称Java容器。
*  说明：此时的存储，主要指的是内存层面的存储，不涉及到持久化的存储（.txt,.jpg,.avi，数据库中）

集合的使用场景：

集合的两种体系

二、集合框架
*      |----Collection接口：单列集合，用来存储一个一个的对象
*          |----List接口：存储有序的、可重复的数据。  -->“动态”数组
*              |----ArrayList、LinkedList、Vector
*
*          |----Set接口：存储无序的、不可重复的数据   -->高中讲的“集合”
*              |----HashSet、LinkedHashSet、TreeSet
*
*      |----Map接口：双列集合，用来存储一对(key - value)一对的数据   -->高中函数：y = f(x)
*              |----HashMap、LinkedHashMap、TreeMap、Hashtable、Properties
*

Collection接口继承树

Map接口继承树

Collection 接口的方法使用

public class CollectionTest {

    @Test
    public void test1(){
        Collection coll = new ArrayList();

        //add(Object e):将元素e添加到集合coll中
        coll.add("AA");
        coll.add("BB");
        coll.add(123);//自动装箱
        coll.add(new Date());

        //size():获取添加的元素的个数
        System.out.println(coll.size());//4

        //addAll(Collection coll1):将coll1集合中的元素添加到当前的集合中
        Collection coll1 = new ArrayList();
        coll1.add(456);
        coll1.add("CC");
        coll.addAll(coll1);

        System.out.println(coll.size());//6
        System.out.println(coll);

        //clear():清空集合元素
        coll.clear();

        //isEmpty():判断当前集合是否为空
        System.out.println(coll.isEmpty());

    }

}

public class CollectionTest {


    @Test
    public void test1(){
        Collection coll = new ArrayList();
        coll.add(123);
        coll.add(456);
//        Person p = new Person("Jerry",20);
//        coll.add(p);
        coll.add(new Person("Jerry",20));
        coll.add(new String("Tom"));
        coll.add(false);
        //1.contains(Object obj):判断当前集合中是否包含obj
        //我们在判断时会调用obj对象所在类的equals()。
        boolean contains = coll.contains(123);
        System.out.println(contains);
        System.out.println(coll.contains(new String("Tom")));
//        System.out.println(coll.contains(p));//true
        System.out.println(coll.contains(new Person("Jerry",20)));//false -->true

        //2.containsAll(Collection coll1):判断形参coll1中的所有元素是否都存在于当前集合中。
        Collection coll1 = Arrays.asList(123,4567);
        System.out.println(coll.containsAll(coll1));
    }

    @Test
    public void test2(){
        //3.remove(Object obj):从当前集合中移除obj元素。
        Collection coll = new ArrayList();
        coll.add(123);
        coll.add(456);
        coll.add(new Person("Jerry",20));
        coll.add(new String("Tom"));
        coll.add(false);

        coll.remove(1234);
        System.out.println(coll);

        coll.remove(new Person("Jerry",20));
        System.out.println(coll);

        //4. removeAll(Collection coll1):差集：从当前集合中移除coll1中所有的元素。
        Collection coll1 = Arrays.asList(123,456);
        coll.removeAll(coll1);
        System.out.println(coll);


    }

    @Test
    public void test3(){
        Collection coll = new ArrayList();
        coll.add(123);
        coll.add(456);
        coll.add(new Person("Jerry",20));
        coll.add(new String("Tom"));
        coll.add(false);

        //5.retainAll(Collection coll1):交集：获取当前集合和coll1集合的交集，并返回给当前集合
//        Collection coll1 = Arrays.asList(123,456,789);
//        coll.retainAll(coll1);
//        System.out.println(coll);

        //6.equals(Object obj):要想返回true，需要当前集合和形参集合的元素都相同。
        Collection coll1 = new ArrayList();
        coll1.add(456);
        coll1.add(123);
        coll1.add(new Person("Jerry",20));
        coll1.add(new String("Tom"));
        coll1.add(false);

        System.out.println(coll.equals(coll1));


    }

    @Test
    public void test4(){
        Collection coll = new ArrayList();
        coll.add(123);
        coll.add(456);
        coll.add(new Person("Jerry",20));
        coll.add(new String("Tom"));
        coll.add(false);

        //7.hashCode():返回当前对象的哈希值
        System.out.println(coll.hashCode());

        //8.集合 --->数组：toArray()
        Object[] arr = coll.toArray();
        for(int i = 0;i < arr.length;i++){
            System.out.println(arr[i]);
        }

        //拓展：数组 --->集合:调用Arrays类的静态方法asList()
        List<String> list = Arrays.asList(new String[]{"AA", "BB", "CC"});
        System.out.println(list);

        List arr1 = Arrays.asList(new int[]{123, 456});
        System.out.println(arr1.size());//1

        List arr2 = Arrays.asList(new Integer[]{123, 456});
        System.out.println(arr2.size());//2

        //9.iterator():返回Iterator接口的实例，用于遍历集合元素。放在IteratorTest.java中测试

    }
}

Iterator迭代器接口

迭代器的执行原理

内部方法的使用

集合元素的遍历操作，使用迭代器Iterator接口
* 1.内部的方法：hasNext() 和  next()
* 2.集合对象每次调用iterator()方法都得到一个全新的迭代器对象，
* 默认游标都在集合的第一个元素之前。
* 3.内部定义了remove(),可以在遍历的时候，删除集合中的元素。此方法不同于集合直接调用remove()

注意点

代码示例：

@Test
    public void test1(){
        Collection coll = new ArrayList();
        coll.add(123);
        coll.add(456);
        coll.add(new Person("Jerry",20));
        coll.add(new String("Tom"));
        coll.add(false);

        Iterator iterator = coll.iterator();
        //方式一：
//        System.out.println(iterator.next());
//        System.out.println(iterator.next());
//        System.out.println(iterator.next());
//        System.out.println(iterator.next());
//        System.out.println(iterator.next());
//        //报异常：NoSuchElementException
//        System.out.println(iterator.next());

        //方式二：不推荐
//        for(int i = 0;i < coll.size();i++){
//            System.out.println(iterator.next());
//        }

        //方式三：推荐
        ////hasNext():判断是否还有下一个元素
        while(iterator.hasNext()){
            //next():①指针下移 ②将下移以后集合位置上的元素返回
            System.out.println(iterator.next());
        }

    }

 @Test
    public void test2(){

        Collection coll = new ArrayList();
        coll.add(123);
        coll.add(456);
        coll.add(new Person("Jerry",20));
        coll.add(new String("Tom"));
        coll.add(false);

        //错误方式一：
//        Iterator iterator = coll.iterator();
//        while((iterator.next()) != null){
//            System.out.println(iterator.next());
//        }

        //错误方式二：
        //集合对象每次调用iterator()方法都得到一个全新的迭代器对象，默认游标都在集合的第一个元素之前。
        while (coll.iterator().hasNext()){
            System.out.println(coll.iterator().next());
        }


    }

//测试Iterator中的remove()
    //如果还未调用next()或在上一次调用 next 方法之后已经调用了 remove 方法，
    // 再调用remove都会报IllegalStateException。
    @Test
    public void test3(){
        Collection coll = new ArrayList();
        coll.add(123);
        coll.add(456);
        coll.add(new Person("Jerry",20));
        coll.add(new String("Tom"));
        coll.add(false);

        //删除集合中"Tom"
        Iterator iterator = coll.iterator();
        while (iterator.hasNext()){
//            iterator.remove();
            Object obj = iterator.next();
            if("Tom".equals(obj)){
                iterator.remove();
//                iterator.remove();
            }

        }
        //遍历集合
        iterator = coll.iterator();
        while (iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }

使用 foreach 循环遍历集合元素

示例：

@Test
   public void test1(){
       Collection coll = new ArrayList();
       coll.add(123);
       coll.add(456);
       coll.add(new Person("Jerry",20));
       coll.add(new String("Tom"));
       coll.add(false);

       //for(集合元素的类型 局部变量 : 集合对象)
       //内部仍然调用了迭代器。
       for(Object obj : coll){
           System.out.println(obj);
       }
   }

   @Test
   public void test2(){
       int[] arr = new int[]{1,2,3,4,5,6};
       //for(数组元素的类型 局部变量 : 数组对象)
       for(int i : arr){
           System.out.println(i);
       }

练习：

 //练习题
    @Test
    public void test3(){

        String[] arr = new String[]{"MM","MM","MM"};

//        //方式一：普通for赋值
//        for(int i = 0;i < arr.length;i++){
//            arr[i] = "GG";
//        }

        //方式二：增强for循环
        for(String s : arr){
            s = "GG";
        }

        for(int i = 0;i < arr.length;i++){
            System.out.println(arr[i]);
        }


    }

List接口概述

1. List接口框架
*
*    |----Collection接口：单列集合，用来存储一个一个的对象
*          |----List接口：存储有序的、可重复的数据。  -->“动态”数组,替换原有的数组
*              |----ArrayList：作为List接口的主要实现类；线程不安全的，效率高；底层使用Object[] elementData存储
*              |----LinkedList：对于频繁的插入、删除操作，使用此类效率比ArrayList高；底层使用双向链表存储
*              |----Vector：作为List接口的古老实现类；线程安全的，效率低；底层使用Object[] elementData存储

ArrayList源码分析

2. ArrayList的源码分析：
*   2.1 jdk 7情况下
*      ArrayList list = new ArrayList();//底层创建了长度是10的Object[]数组elementData
*      list.add(123);//elementData[0] = new Integer(123);
*      ...
*      list.add(11);//如果此次的添加导致底层elementData数组容量不够，则扩容。
*      默认情况下，扩容为原来的容量的1.5倍，同时需要将原有数组中的数据复制到新的数组中。
*
*      结论：建议开发中使用带参的构造器：ArrayList list = new ArrayList(int capacity)
*
*   2.2 jdk 8中ArrayList的变化：
*      ArrayList list = new ArrayList();//底层Object[] elementData初始化为{}.并没有创建长度为10的数组
*
*      list.add(123);//第一次调用add()时，底层才创建了长度10的数组，并将数据123添加到elementData[0]
*      ...
*      后续的添加和扩容操作与jdk 7 无异。
*   2.3 小结：jdk7中的ArrayList的对象的创建类似于单例的饿汉式，而jdk8中的ArrayList的对象
*            的创建类似于单例的懒汉式，延迟了数组的创建，节省内存。

LinkedList源码分析

3. LinkedList的源码分析：
*      LinkedList list = new LinkedList(); 内部声明了Node类型的first和last属性，默认值为null
*      list.add(123);//将123封装到Node中，创建了Node对象。
*
*      其中，Node定义为：体现了LinkedList的双向链表的说法
*      private static class Node<E> {
            E item;
            Node<E> next;
            Node<E> prev;

            Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
            this.item = element;
            this.next = next;
            this.prev = prev;
            }
        }

Vector源码分析

4. Vector的源码分析：jdk7和jdk8中通过Vector()构造器创建对象时，底层都创建了长度为10的数组。
*      在扩容方面，默认扩容为原来的数组长度的2倍。

三者的异同

面试题：ArrayList、LinkedList、Vector三者的异同？
*  同：三个类都是实现了List接口，存储数据的特点相同：存储有序的、可重复的数据
*  不同：见上