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Java 进阶集合和数据结构


活动地址:CSDN21天学习挑战赛

目录

  • 一、数组和集合都是容器,为什么用集合?
    • 1、数组和集合的异同点
      • 1)元素个数存储
      • 2)元素类型
      • 3)场景
  • 二、常用集合
    • 1、集合关系图
    • 2、集合基本方法
    • 3、集合特点
    • 4、集合接口和实现类作用
      • 1)接口作用
      • 2)实现类作用
    • 5、集合的遍历(实战)
      • 1)Iterator迭代器遍历
      • 2)for循环遍历
      • 3)增强for循环(foreach)遍历
      • 4)lambda循环遍历(JDK8以后才会有lambda表达式)
  • 三、常见数据结构汇总

一、数组和集合都是容器,为什么用集合?

1、数组和集合的异同点

1)元素个数存储

数组定义类型确定,长度固定
集合类型可以不固定,长度可变

2)元素类型

数组可以存储基本类型、引用类型数据
集合只能存储引用类型数据

3)场景

数组适合已经明确存储类型和个数的情况,查询速度较快
集合适合类型和个数未知,需要增删的情况,整体功能比数组强大
在这里插入图片描述

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class ClassStructure {
    public static void main(String[] args) {
        //数组类型确定,个数确定   支持基本类型
        int[] i = {1,2,3};
        //数组支持引用类型
        Integer[] ii = {1,2,3};
        //集合类型不确定
        List<Object> list = new ArrayList<>();
        //集合支持引用类型
        List<Integer> listStr = new ArrayList<>();
        //集合不支持基本类型
        List<int>  listI = new ArrayList<>();
        list.add("123");
        list.add(123);
    }
}

二、常用集合

1、集合关系图

在这里插入图片描述

2、集合基本方法

方法说明
default Spliterator<E> spliterator(); 得到该集合的分离器
default Stream<E> stream(); 转换为Stream流
default Stream<E> parallelStream(); 转换为Stream并行流
Object[] toArray(); 将集合转换为数组
void clear(); 清空集合
int size(); 获取集合大小
boolean isEmpty(); 判断是否为空
boolean contains(Object obj); 判断是否包含
boolean add(E e); 向集合增加元素
boolean remove(E e); 向集合移除元素
boolean containsAll(Collection<?> ele); 判断是否包含另一个集合的元素
boolean addAll(Collection<? extends E> ele); 添加一个集合的全部元素
boolean removeAll(Collection<?> ele); 删除一个集合的全部元素
boolean equals(Object ele); 判断是否相同

3、集合特点

  • List集合:元素有序、有索引、可重复

ArrayList、LinkedList同上

  • Set集合:元素无序、无索引、不重复

HashSet同上
LinkedHashSet:有序、无索引、不重复
TreeSet:排列默认升序、无索引、不重复

4、集合接口和实现类作用

1)接口作用

接口名称 作用
Iterator Iterator 对象被称之为迭代器。是集合接口的父接口,实现类实现 Collection 时就必须实现 Iterator 接口。
Collection 是 List、Set 的父接口,是存放一组单值的最大接口。单值是指集合中的每个元素都是一个对象。一般很少直接使用此接口直接操作。
List 是最常用的接口。使用 List 能够精确地控制每个元素插入的位置,用户能够使用索引(元素在 List 中的位置,类似于数组下标)来访问 List 中的元素。
Set 不能包含重复的元素。
Map 是存放<k,v>键值的最大接口,即接口中的每个元素都是一对,以 key➡value 的形式保存。

2)实现类作用

类名称作用
HashSet 为优化査询速度而设计的 Set。它是基于 HashMap 实现的,HashSet 底层使用 HashMap 来保存所有元素,实现比较简单
TreeSet 实现了 Set 接口,是一个有序的 Set,这样就能从 Set 里面提取一个有序序列
ArrayList 一个用数组实现的 List,能进行快速的随机访问,效率高而且实现了可变大小的数组
LinkedList 对顺序访问进行了优化,但随机访问的速度相对较慢。此外它还有 addFirst()、addLast()、getFirst()、getLast()、removeFirst() 和 removeLast() 等方法
HsahMap 按哈希算法来存取键对象
TreeMap 可以对键对象进行排序

5、集合的遍历(实战)

1)Iterator迭代器遍历

Iterator iterator():得到迭代器对象,默认指向当前集合的索引0
迭代器如果取元素越界会出现NoSuchElementException异常

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
public class ClassStructure {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("aa");
        list.add("bb");
        list.add("cc");
        list.add("dd");
        list.add("ee");
        list.add("ff");
        //获取迭代器
        Iterator<String> iter = list.iterator();
        //遍历输出集合中所有元素
        while (iter.hasNext()) {
            //输出集合中第一个元素
            String ele = iter.next();
            System.out.println(ele);
        }
    }
}

2)for循环遍历

for(初始表达式;条件表达式;循环表达式){
	循环条件
}

在这里插入图片描述

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class ClassStructure {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("aa");
        list.add("bb");
        list.add("cc");
        list.add("dd");
        list.add("ee");
        list.add("ff");
        //for循环
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            System.out.println(list.get(i));
        }
    }
}


3)增强for循环(foreach)遍历

        for (元素数据类型 变量名 : 集合或数组) {
            循环语句;
        }

在这里插入图片描述

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class ClassStructure {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("aa");
        list.add("bb");
        list.add("cc");
        list.add("dd");
        list.add("ee");
        list.add("ff");
        //增强for循环
        for (String li : list) {
            System.out.println(li);
        }
    }
}


4)lambda循环遍历(JDK8以后才会有lambda表达式)

(形式参数) -> {代码块}
->:代表指向动作,用箭头指向后面要做的事情
如果有多个参数,参数之间用","隔开
在这里插入图片描述

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class ClassStructure {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("aa");
        list.add("bb");
        list.add("cc");
        list.add("dd");
        list.add("ee");
        list.add("ff");
        //lambda表达式
        list.forEach(str ->{
            System.out.println(str);
        });
    }
}


三、常见数据结构汇总

数据结构名称特点
队列先进先出,后进后出
后进先出,先进后出
数组内存连续区域,查询快,增删慢
链表元素是游离的,查询慢,首尾操作极快
二叉树永远只有一个根节点, 每个结点不超过2个子节点的树
查找二叉树小的左边,大的右边,但是可能树很高,查询性能变差
平衡查找二叉树让树的高度差不大于1,增删改查都提高了
红黑树基于红黑规则实现了自平衡的排序二叉树

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