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第14章：集合

news 来源：原创 2024/5/19 22:57:47

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14.1 集合的理解和好处

前面我们保存多个数据使用的是数组，那么数组有哪些不足的地方，集合又有哪些优势呢？我们分析下：

14.1.1 数组

长度开始时必须指定，而且一旦指定，不能更改
保存的必须为同一类型的元素
使用数组进行增加/删除元素的示意代码 — 比较麻烦

写出Person数组扩容示意代码
Person[] pers = new Person[1];//大小是1
per[0] = new Person();

//增加新的Oerson对象？
Person[] per2 = new Person[pers.length + 1];//新创建数组
for(){}//拷贝pers数组的元素到pers2
pers2[pers2.length - 1] = new Person();//添加新的对象

14.1.2 集合

可以动态保存任意多个对象，使用比较方便！
提供了一系列方便的操作对象的方法：add、remove、set、get等
使用集合**添加，删除（增删）**新元素的示意代码 — 简洁了

14.2 集合的框架体系(!)

Java 的集合类很多，主要分为两大类，如图：[背下来]

集合主要是两组(单列集合【Collection接口的实现类】 , 双列集合【Map接口的实现类】)
Collection 接口有两个重要的子接口 List，Set , 他们的实现子类都是单列集合
Map 接口的实现子类是双列集合，存放的 K-V

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14.3 Collection接口和常用方法

14.3.1 Collection接口实现类的特点

public interface Collection<E> extends Iterable<E>

Collection实现子类可以存放多个元素，每个元素可以是Object
有些Collection的实现类，可以存放重复的元素（List），有些不可以
有些Collection的实现类，有些是有序的（List），有些不是有序（Set）
Collection接口没有直接的实现子类，是通过它的子接口Set和List来实现的

Collection 接口常用方法，以实现子类 ArrayList 为例

public class CollectionMethod {
    @SuppressWarnings({"all"})
    public static void main(String[] args) {
        List list = new ArrayList();
//        add:添加单个元素
        list.add("jack");
        list.add(10);//list.add(new Integer(10))
        list.add(true);
        System.out.println("list=" + list);
//        remove:删除指定元素
        //list.remove(0);//删除第一个元素
        list.remove(true);//指定删除某个元素
        System.out.println("list=" + list);
//        contains:查找元素是否存在
        System.out.println(list.contains("jack"));//T
//        size:获取元素个数
        System.out.println(list.size());//2
//        isEmpty:判断是否为空
        System.out.println(list.isEmpty());//F
//        clear:清空
        list.clear();
        System.out.println("list=" + list);
//        addAll:添加多个元素
        ArrayList list2 = new ArrayList();
        list2.add("红楼梦");
        list2.add("三国演义");
        list.addAll(list2);
        System.out.println("list=" + list);
//        containsAll:查找多个元素是否都存在
        System.out.println(list.containsAll(list2));//T
//        removeAll：删除多个元素
        list.add("聊斋");
        list.removeAll(list2);
        System.out.println("list=" + list);//[聊斋]
//        说明：以ArrayList实现类来演示.

    }
}

14.3.2 Collection 接口遍历元素方式 1-使用 Iterator(迭代器)

基本原理

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Iterator对象称为迭代器，主要用于遍历Collection集合中的元素
所有实现了Collection接口的集合类都有一个iterator()方法，用于返回一个实现了Iterator接口的对象，即可以返回一个迭代器。
Iterator的结构（下图所示）
Iterator仅用于遍历集合，Iterator本身并不存放对象

迭代器的执行原理

Iterator iterator = coll.iterator();//得到一个集合的迭代器

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

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Iterator接口的方法

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提示：在调用iterator.next()方法之前必须要调用iterator.hasNext()进行检测。若不调用，且下一条记录无效，直接调用it.next()会抛出NoSuchElementException异常。

public class CollectionIterator {
    @SuppressWarnings({"all"})
    public static void main(String[] args) {

        Collection col = new ArrayList();

        col.add(new Book("三国演义", "罗贯中", 10.1));
        col.add(new Book("小李飞刀", "古龙", 5.1));
        col.add(new Book("红楼梦", "曹雪芹", 34.6));


        //System.out.println("col=" + col);
        //现在希望能够遍历 col集合
        //1. 先得到 col 对应的 迭代器
        Iterator iterator = col.iterator();
        //2. 使用while循环遍历
//        while (iterator.hasNext()) {//判断是否还有数据
//            //返回下一个元素，类型是Object
//            Object obj = iterator.next();
//            System.out.println("obj=" + obj);
//        }
        //老师教大家一个快捷键，快速生成 while => itit
        //显示所有的快捷键的的快捷键 ctrl + j
        while (iterator.hasNext()) {
            Object obj = iterator.next();
            System.out.println("obj=" + obj);

        }
        //3. 当退出while循环后 , 这时iterator迭代器，指向最后的元素
        //   iterator.next();//NoSuchElementException
        //4. 如果希望再次遍历，需要重置我们的迭代器
        iterator = col.iterator();
        System.out.println("===第二次遍历===");
        while (iterator.hasNext()) {
            Object obj = iterator.next();
            System.out.println("obj=" + obj);
        }
    }
}

class Book {
    private String name;
    private String author;
    private double price;

    public Book(String name, String author, double price) {
        this.name = name;
        this.author = author;
        this.price = price;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getAuthor() {
        return author;
    }

    public void setAuthor(String author) {
        this.author = author;
    }

    public double getPrice() {
        return price;
    }

    public void setPrice(double price) {
        this.price = price;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Book{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", author='" + author + '\'' +
                ", price=" + price +
                '}';
    }
}

14.3.3 Collection 接口遍历对象方式 2-增强for 循环

增强for循环，可以代替iterator迭代器，特点：增强for就是简化版的iterator，本质一样。只能用于遍历集合或数组。

基本语法

for(元素类型 元素名 : 集合名或数组名){
    访问元素
}

public class CollectionFor {
    @SuppressWarnings({"all"})
    public static void main(String[] args) {
        Collection col = new ArrayList();

        col.add(new Book("三国演义", "罗贯中", 10.1));
        col.add(new Book("小李飞刀", "古龙", 5.1));
        col.add(new Book("红楼梦", "曹雪芹", 34.6));

        //老韩解读
        //1. 使用增强for, 在Collection集合
        //2. 增强for， 底层仍然是迭代器
        //3. 增强for可以理解成就是简化版本的 迭代器遍历
        //4. 快捷键方式 I
//        for (Object book : col) {
//            System.out.println("book=" + book);
//        }
        for (Object o : col) {
            System.out.println("book=" + o);
        }

        //增强for，也可以直接在数组使用
//        int[] nums = {1, 8, 10, 90};
//        for (int i : nums) {
//            System.out.println("i=" + i);
//        }
    }
}
...

巩固练习

创建 3个 Dog {name, age} 对象，放入到 ArrayList 中，赋给 List 引用
用迭代器和增强for循环两种方式来遍历
重写Dog 的toString方法，输出name和age

public class CollectionExercise {
    @SuppressWarnings({"all"})
    public static void main(String[] args) {
        List list = new ArrayList();
        list.add(new Dog("小黑", 3));
        list.add(new Dog("大黄", 100));
        list.add(new Dog("大壮", 8));

        //先使用for增强
        for (Object dog : list) {
            System.out.println("dog=" + dog);
        }

        //使用迭代器
        System.out.println("===使用迭代器来遍历===");
        Iterator iterator = list.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            Object dog =  iterator.next();
            System.out.println("dog=" + dog);
        }
    }
}
/**
 * 创建  3个 Dog {name, age}  对象，放入到 ArrayList 中，赋给 List 引用
 * 用迭代器和增强for循环两种方式来遍历
 * 重写Dog 的toString方法， 输出name和age
 */
class Dog {
    private String name;
    private int age;

    public Dog(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Dog{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}

14.4 List 接口和常用方法

为什么要讲解List接口呢？上面已讲过Collection接口，就是公用接口方法，而下面就细分到其子接口了，其接口方法也只是自己可以用，就不是公共的了。

14.4.1 List 接口基本介绍

List接口是Collection接口的子接口

List集合类中元素有序（即添加顺序和取出顺序一致）、且可重复

        List list = new ArrayList();
        list.add("jack");
        list.add("tom");
        list.add("mary");
        list.add("hsp");
        list.add("tom");
        System.out.println("list=" + list);

List集合中的每个元素都有其对应的顺序索引，即支持索引

        //   索引是从0开始的
        System.out.println(list.get(3));//hsp

List容器中的元素都对应一个整数型的序号记载其在容器中的位置，可以根据序号存取容器中的元素
JDK API 中List接口的实现类有：

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常用的有：ArrayList、LinkedList和Vector

14.4.2 List 接口的常用方法

void add(int index, Object ele):在index位置插入ele元素
boolean addAll(int index, Collection eles):从index位置开始将eles中的所有元素添加进来
Object get(int index):获取指定index位置的元素
int indexOf(Object obj):返回obj在集合中首次出现的位置
int lastIndexOf(Object obj):返回obj在当前集合中末次出现的位置
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):设置指定index位置的元素为ele , 相当于是替换.
List subList(int fromIndex, int toIndex):返回从fromIndex到toIndex位置的子集合【左闭右开】

public class ListMethod {
    @SuppressWarnings({"all"})
    public static void main(String[] args) {
        List list = new ArrayList();
        list.add("张三丰");
        list.add("贾宝玉");
//        void add(int index, Object ele):在index位置插入ele元素
        //在index = 1的位置插入一个对象
        list.add(1, "爱摸鱼的TT~");
        System.out.println("list=" + list);
//        boolean addAll(int index, Collection eles):从index位置开始将eles中的所有元素添加进来
        List list2 = new ArrayList();
        list2.add("jack");
        list2.add("tom");
        list.addAll(1, list2);
        System.out.println("list=" + list);
//        Object get(int index):获取指定index位置的元素
        //说过
//        int indexOf(Object obj):返回obj在集合中首次出现的位置
        System.out.println(list.indexOf("tom"));//2
//        int lastIndexOf(Object obj):返回obj在当前集合中末次出现的位置
        list.add("爱摸鱼的TT~");
        System.out.println("list=" + list);
        System.out.println(list.lastIndexOf("爱摸鱼的TT~"));
//        Object remove(int index):移除指定index位置的元素，并返回此元素
        list.remove(0);
        System.out.println("list=" + list);
//        Object set(int index, Object ele):设置指定index位置的元素为ele , 相当于是替换.
        list.set(1, "玛丽");
        System.out.println("list=" + list);
//        List subList(int fromIndex, int toIndex):返回从fromIndex到toIndex位置的子集合
        // 注意返回的子集合 fromIndex <= subList < toIndex【左闭右开】
        List returnlist = list.subList(0, 2);
        System.out.println("returnlist=" + returnlist);

    }
}

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巩固练习

添加10个以上的元素(比如String “hello” )，在2号位插入一个元素"爱摸鱼的TT~"，获得第5个元素，删除第6个元素，修改第7个元素，在使用迭代器遍历集合，要求:使用List的实现类ArrayList完成。

public class ListExercise {
    @SuppressWarnings({"all"})
    public static void main(String[] args) {
        /*
        添加10个以上的元素(比如String "hello" )，在2号位插入一个元素"爱摸鱼的TT~"，
        获得第5个元素，删除第6个元素，修改第7个元素，在使用迭代器遍历集合，
        要求:使用List的实现类ArrayList完成。
         */
        List list = new ArrayList();
        for (int i = 0; i < 12; i++) {
            list.add("hello" + i);
        }
        System.out.println("list=" + list);

        //在2号位插入一个元素"爱摸鱼的TT~"
        list.add(1, "爱摸鱼的TT~");
        System.out.println("list=" + list);
        //获得第5个元素
        System.out.println("第五个元素=" + list.get(4));
        //删除第6个元素
        list.remove(5);
        System.out.println("list=" + list);
        //修改第7个元素
        list.set(6, "三国演义");
        System.out.println("list=" + list);

        //在使用迭代器遍历集合
        Iterator iterator = list.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            Object obj = iterator.next();
            System.out.println("obj=" + obj);
        }
    }
}

14.4.3 List 的三种遍历方式 [ArrayList, LinkedList, Vector]

方式一：使用功能iterator

        Iterator iterator = list.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            Object obj =  iterator.next();
        }

方式二：使用增强for循环

for (Object o : list) {
    //System.out.println("o=" + o);
}

方式三：使用普通for循环

      for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            System.out.println("对象=" + list.get(i));
      }

public class ListFor {
    @SuppressWarnings({"all"})
    public static void main(String[] args) {

        //List 接口的实现子类 Vector LinkedList
        //List list = new ArrayList();
        //List list = new Vector();
        List list = new LinkedList();

        list.add("jack");
        list.add("tom");
        list.add("鱼香肉丝");
        list.add("北京烤鸭子");

        //遍历
        //1. 迭代器
        Iterator iterator = list.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            Object obj =  iterator.next();
            System.out.println(obj);

        }

        System.out.println("=====增强for=====");
        //2. 增强for
        for (Object o : list) {
            System.out.println("o=" + o);
        }

        System.out.println("=====普通for====");
        //3. 使用普通for
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            System.out.println("对象=" + list.get(i));
        }
    }
}

巩固练习

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book对象：

public class Book {
    private String name;
    private String author;
    private double price;

    public Book(String name, String author, double price) {
        this.name = name;
        this.author = author;
        this.price = price;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getAuthor() {
        return author;
    }

    public void setAuthor(String author) {
        this.author = author;
    }

    public double getPrice() {
        return price;
    }

    public void setPrice(double price) {
        this.price = price;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "名称：" + name + "\t\t价格:" + price + "\t\t作者：" + author;
    }
}

main方法：

@SuppressWarnings({"all"})
public class ListExercise02 {
    public static void main(String[] args) {

        //List list = new ArrayList();
        List list = new LinkedList();
        //List list = new Vector();
        list.add(new Book("红楼梦", "曹雪芹", 100));
        list.add(new Book("西游记", "吴承恩", 10));
        list.add(new Book("水浒传", "施耐庵", 19));
        list.add(new Book("三国", "罗贯中", 80));
        //list.add(new Book("西游记", "吴承恩", 10));

        //遍历
        System.out.println("==排序前==");
        for (Object o : list) {
            System.out.println(o);
        }

        //如何对集合进行排序
        //定义一个静态排序方法
        //冒泡排序
        sort(list);

        System.out.println("==排序后==");
        for (Object o : list) {
            System.out.println(o);
        }
    }

    //静态方法
    //价格要求是从小到大
    public static void sort(List list) {

        int listSize = list.size();
        for (int i = 0; i < listSize - 1; i++) {
            for (int j = 0; j < listSize - 1 - i; j++) {
                //取出对象Book
                Book book1 = (Book) list.get(j);//向下转型
                Book book2 = (Book) list.get(j + 1);
                if (book1.getPrice() > book2.getPrice()) {//交换
                    list.set(j, book2);
                    list.set(j + 1, book1);
                }
            }
        }
    }
}

在这里插入图片描述

14.5 ArrayList 底层结构和源码分析

14.5.1 ArrayList 的基本介绍

permits all elements, including null, ArrayList可以加入null，并且多个
AarrayList是由数组来实现数据存储的（后面会解读源码，也是重点难点）
ArrayList基本等同于Vector，除了ArrayList是**线程不安全（执行效率高）**看源码即可，在多线程情况下，不建议使用ArrayList

在这里插入图片描述

14.5.2 ArrayList 的底层操作机制源码分析(重点，难点)

先说结论，在分析源码（示意图）

ArrayList中维护了一个Object类型的数组elementData。【debug看源码】
1. transient Object[] elementData;//transient 表示瞬间，短暂的，表示该属性不会被序列化
当创建ArrayList对象时，如果使用的是无参构造器，则初始elementData容量为0，第1次添加，则扩容elementData为10，如果要再次扩容，则扩容elementData为1.5倍。
如果使用的是指定大小的构造器，则初始elementData容量为指定大小，如果需要扩容，则直接扩容elementData为1.5倍。

自己亲自debug一把我们写的ArrayList的创建和扩容的流程。

@SuppressWarnings({"all"})
public class ArrayListSource {
    public static void main(String[] args) {

        //解读源码
        //注意，注意，注意，Idea 默认情况下，Debug 显示的数据是简化后的，如果希望看到完整的数据
        //需要做设置.
        //使用无参构造器创建ArrayList对象
        //ArrayList list = new ArrayList();
        ArrayList list = new ArrayList(8);
        //使用for给list集合添加 1-10数据
        for (int i = 1; i <= 10; i++) {
            list.add(i);
        }
        //使用for给list集合添加 11-15数据
        for (int i = 11; i <= 15; i++) {
            list.add(i);
        }
        list.add(100);
        list.add(200);
        list.add(null);

    }
}

在这里插入图片描述

14.6 Vector 底层结构和源码剖析

14.6.1 Vector 的基本介绍

Vector类的定义说明

在这里插入图片描述

Vector底层也是一个对象数组，protected Object[] elementData;
Vector是线程同步的，即线程安全，Vector类的操作方法带有synchronized

在这里插入图片描述

在开发中，需要线程同步安全时，考虑使用Vector

14.6.3 Vector 的底层操作机制源码分析(重点，难点)

@SuppressWarnings({"all"})
public class Vector_ {
    public static void main(String[] args) {
        //无参构造器
        //有参数的构造
        Vector vector = new Vector(8);
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            vector.add(i);
        }
        vector.add(100);
        System.out.println("vector=" + vector);
        //解读源码
        //1. new Vector() 底层
        /*
            public Vector() {
                this(10);
            }
         补充：如果是  Vector vector = new Vector(8);
            走的方法:
            public Vector(int initialCapacity) {
                this(initialCapacity, 0);
            }
         2. vector.add(i)
         2.1  //下面这个方法就添加数据到vector集合
            public synchronized boolean add(E e) {
                modCount++;
                ensureCapacityHelper(elementCount + 1);
                elementData[elementCount++] = e;
                return true;
            }
          2.2  //确定是否需要扩容 条件 ： minCapacity - elementData.length>0
            private void ensureCapacityHelper(int minCapacity) {
                // overflow-conscious code
                if (minCapacity - elementData.length > 0)
                    grow(minCapacity);
            }
          2.3 //如果 需要的数组大小 不够用，就扩容 , 扩容的算法
              //newCapacity = oldCapacity + ((capacityIncrement > 0) ?
              //                             capacityIncrement : oldCapacity);
              //就是扩容两倍.
            private void grow(int minCapacity) {
                // overflow-conscious code
                int oldCapacity = elementData.length;
                int newCapacity = oldCapacity + ((capacityIncrement > 0) ?
                                                 capacityIncrement : oldCapacity);
                if (newCapacity - minCapacity < 0)
                    newCapacity = minCapacity;
                if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
                    newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
                elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
            }
         */

    }
}

14.6.3 Vector 和 ArrayList 的比较

在这里插入图片描述

14.7 LinkedList 底层结构

14.7.1 LinkedList 的全面说明

LinkedList底层实现了双向链表和双端队列的特点
可以添加任意元素（元素可以重复），包括null
线程不安全，没有实现同步

14.7.2 LinkedList 的底层操作机制（双向链表）

LinkedList底层维护了一个双向链表
LinkedList中维护了两个属性first和last分别指向首节点和尾节点
每个节点（Node对象），里面又维护了prev、next、item三个属性，其中通过prev指向前一个，通过next指向后一个节点，最终实现双向链表
所以LinkedList的元素的添加和删除，不是通过数组完成的，而是通过链表实现的，相对来说效率较高
模拟一个简单的双向链表【走以下代码】

在这里插入图片描述

//定义一个Node 类，Node 对象 表示双向链表的一个结点
class Node {
    public Object item; //真正存放数据
    public Node next; //指向后一个结点
    public Node pre; //指向前一个结点
    public Node(Object name) {
        this.item = name;
    }
    public String toString() {
        return "Node name=" + item;
    }
}

public class LinkedList01 {
    public static void main(String[] args) {
        //模拟一个简单的双向链表

        Node jack = new Node("jack");
        Node tom = new Node("tom");
        Node hsp = new Node("涛涛");

        //连接三个结点，形成双向链表
        //jack -> tom -> hsp
        jack.next = tom;
        tom.next = hsp;
        //hsp -> tom -> jack
        hsp.pre = tom;
        tom.pre = jack;

        Node first = jack;//让first引用指向jack,就是双向链表的头结点
        Node last = hsp; //让last引用指向hsp,就是双向链表的尾结点


        //演示，从头到尾进行遍历
        System.out.println("===从头到尾进行遍历===");
        while (true) {
            if(first == null) {
                break;
            }
            //输出first 信息
            System.out.println(first);
            first = first.next;
        }

        //演示，从尾到头的遍历
        System.out.println("====从尾到头的遍历====");
        while (true) {
            if(last == null) {
                break;
            }
            //输出last 信息
            System.out.println(last);
            last = last.pre;
        }

        //演示链表的添加对象/数据，是多么的方便
        //要求，是在 tom --------- 涛涛直接，插入一个对象 smith

        //1. 先创建一个 Node 结点，name 就是 smith
        Node smith = new Node("smith");
        //下面就把 smith 加入到双向链表了
        smith.next = hsp;
        smith.pre = tom;
        hsp.pre = smith;
        tom.next = smith;

        //让first 再次指向jack
        first = jack;//让first引用指向jack,就是双向链表的头结点

        System.out.println("===添加smith后 从头到尾进行遍历===");
        while (true) {
            if(first == null) {
                break;
            }
            //输出first 信息
            System.out.println(first);
            first = first.next;
        }

        last = hsp; //让last 重新指向最后一个结点
        //演示，从尾到头的遍历
        System.out.println("====添加smith后 从尾到头的遍历====");
        while (true) {
            if(last == null) {
                break;
            }
            //输出last 信息
            System.out.println(last);
            last = last.pre;
        }
    }
}

在这里插入图片描述

14.7.3 LinkedList 的增删改（解读源码）

add增加操作:

        LinkedList linkedList = new LinkedList();
        linkedList.add(1);
        linkedList.add(2);
        System.out.println("linkedList = " + linkedList);

        //add方法的源码解读：
        /*
            1.LinkedList linkedList = new LinkedList();
                对应的源码：public LinkedList() {}
            2. 这时 linkeList 的属性 first = null  last = null
            3. 执行add方法 源码：
                public boolean add(E e) { // e = 1
                    linkLast(e);
                    return true;
                }
            4. 将新的节点，加入到双向链表的最后
                void linkLast(E e) { // e = 1
                    final Node<E> l = last; // last = null
                    final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
                    last = newNode;
                    if (l == null)
                        first = newNode;
                    else
                        l.next = newNode;
                    size++;
                    modCount++;
                }
                补充Node结点的构造方法：
                Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
                    this.item = element;
                    this.next = next;
                    this.prev = prev;
                }
                
         */

添加第二个元素“2”时的图解分析：在这里插入图片描述

remove删除操作：

        LinkedList linkedList = new LinkedList();
        linkedList.add(1);
        linkedList.add(2);
        linkedList.add(3);

        //演示一个删除结点的
        linkedList.remove(); // 这里默认删除的是第一个结点
        //linkedList.remove(2);

        System.out.println("linkedList=" + linkedList);

        /*
          读源码 linkedList.remove(); // 这里默认删除的是第一个结点
          1. 执行 removeFirst
            public E remove() {
                return removeFirst();
            }
         2. 执行
            public E removeFirst() {
                final Node<E> f = first;
                if (f == null)
                    throw new NoSuchElementException();
                return unlinkFirst(f);
            }
          3. 执行 unlinkFirst, 将 f 指向的双向链表的第一个结点删除（示意图如下）
            private E unlinkFirst(Node<E> f) {
                // assert f == first && f != null;
                final E element = f.item;
                final Node<E> next = f.next;
                f.item = null;
                f.next = null; // help GC
                first = next;
                if (next == null)
                    last = null;
                else
                    next.prev = null;
                size--;
                modCount++;
                return element;//返回删除的元素
            }
         */

在这里插入图片描述

set修改操作和 get查找操作：

        //修改某个结点对象
        linkedList.set(1, 999);
        System.out.println("linkedList=" + linkedList);

        //得到某个结点对象
        //get(1) 是得到双向链表的第二个对象
        Object o = linkedList.get(1);
        System.out.println(o);//999

LinkedList 遍历方式三种：

        //因为LinkedList 是 实现了List接口, 遍历方式
        System.out.println("===LinkeList遍历迭代器====");
        Iterator iterator = linkedList.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            Object next =  iterator.next();
            System.out.println("next=" + next);

        }

        System.out.println("===LinkeList遍历增强for====");
        for (Object o1 : linkedList) {
            System.out.println("o1=" + o1);
        }

        System.out.println("===LinkeList遍历普通for====");
        for (int i = 0; i < linkedList.size(); i++) {
            System.out.println(linkedList.get(i));
        }

14.8 ArrayList 和 LinkedList 比较

在这里插入图片描述

如何选择ArrayList 和 LinkedList：

如果我们改查的操作多，选择ArrayList
如果我们增删的操作多，选择LinkedList
一般来说，在程序中，80%~90%都是查询操作，因此大部分情况下会选择ArrayList
在一个项目中，根据业务灵活选择，也可能这样，一个模块使用的是ArrayList，另一个模块是LinkedList，也就是说，要根据业务来进行选择，并且这两个都是线程不安全的！

14.9 Set 接口和常用方法

14.9.1 Set 接口基本介绍

无序（添加和取出的顺序不一致），没有索引，所以不能用索引获得元素
不允许重复元素，所以最多包含一个null
JDK API 中Set接口的实现类（手册有）

14.9.2 Set 接口的常用方法

和 List 接口一样, Set 接口也是 Collection 的子接口，因此，常用方法和 Collection 接口一样

14.9.3 Set 接口的遍历方式

同Collection的遍历方式一样，因为Set接口是Collection接口的子接口。

可以使用迭代器
增强for
没有普通for循环，不能使用索引的方式来获取，因为其没有get方法！

常用方法和遍历方式的代码实现

        //解读
        //1. 以Set 接口的实现类 HashSet 来讲解Set 接口的方法
        //2. set 接口的实现类的对象(Set接口对象), 不能存放重复的元素, 可以添加一个null
        //3. set 接口对象存放数据是无序(即添加的顺序和取出的顺序不一致)
        //4. 注意：取出的顺序的顺序虽然不是添加的顺序，但是他的固定（分析源码会详讲）
        Set set = new HashSet();
        set.add("john");
        set.add("lucy");
        set.add("john");//重复
        set.add("jack");
        set.add("hsp");
        set.add("mary");
        set.add(null);//
        set.add(null);//再次添加null
        for(int i = 0; i <10;i ++) {//可以验证是否取出是固定的
            System.out.println("set=" + set);
        }

        //遍历
        //方式1： 使用迭代器
        System.out.println("=====使用迭代器====");
        Iterator iterator = set.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            Object obj =  iterator.next();
            System.out.println("obj=" + obj);

        }

        set.remove(null);

        //方式2: 增强for
        System.out.println("=====增强for====");

        for (Object o : set) {
            System.out.println("o=" + o);
        }

        //set 接口对象，不能通过索引来获取

14.10 Set 接口实现类-HashSet

14.10.1 HashSet 的全面说明

HastSet实现了Set接口
HashSet实际上是HashMap，看下源码

在这里插入图片描述

可以存放null值，但是只能有一个null（不重复）
HashSet不保证元素是有序的，取决于hash后，再确定索引的结果（即：不保证存放元素的顺序和取出顺序一致）
不能有重复元素/对象，在前面Set接口使用已经讲过

14.10.2 HashSet 案例说明

实现操作由简到繁，深入理解上面所说的第5小点的真正含义（不能有重复元素/对象）

        HashSet set = new HashSet();

        //说明
        //1. 在执行add方法后，会返回一个boolean值
        //2. 如果添加成功，返回 true, 否则返回false
        //3. 可以通过 remove 指定删除哪个对象
        System.out.println(set.add("john"));//T
        System.out.println(set.add("lucy"));//T
        System.out.println(set.add("john"));//F
        System.out.println(set.add("jack"));//T
        System.out.println(set.add("Rose"));//T


        set.remove("john");
        System.out.println("set=" + set);//3个

在这里插入图片描述

        set  = new HashSet();
        System.out.println("set=" + set);//0
        //4 Hashset 不能添加相同的元素/数据?
        set.add("lucy");//添加成功
        set.add("lucy");//加入不了
        set.add(new Dog("tom"));//OK
        set.add(new Dog("tom"));//Ok
        System.out.println("set=" + set);

        //在加深一下. 非常经典的面试题.
        //看源码，做分析， 先给小伙伴留一个坑，下面讲完源码，你就了然
        //去看他的源码，即 add 到底发生了什么?=> 底层机制.
        //为什么和上面new Dog的方式输出结果不一样呢？下面就进行揭晓
        set.add(new String("hsp"));//ok
        set.add(new String("hsp"));//加入不了.（因为String类内部重写了hashCode和equals方法）
        System.out.println("set=" + set);

Dog类：
class Dog { //定义了Dog类
    private String name;

    public Dog(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Dog{" +
                "name='" + name + '\'' +
                '}';
    }
}

14.10.3 HashSet 底层机制说明

下面就进行揭晓上面所遗留的疑问！

分析HashSet底层是HashMap，HashMap底层是（数组+链表【单向链表】+红黑树）

【为了让大家真正理解，现模拟简单的数组+链表的结构，其特点就是效率高！】
在这里插入图片描述

2.再使用这个节点，用debug 分析源码，进一步分析
public class HashSetStructure {
    public static void main(String[] args) {
        //模拟一个HashSet的底层 (HashMap 的底层结构)

        //1. 创建一个数组，数组的类型是 Node[]
        //2. 有些人，直接把 Node[] 数组称为 表
        Node[] table = new Node[16];

        //3. 创建结点
        Node john = new Node("john", null);

        table[2] = john; // 将对象存放在数组下标为2的位置
        Node jack = new Node("jack", null);
        john.next = jack;// 将jack 结点挂载到john
        Node rose = new Node("Rose", null);
        jack.next = rose;// 将rose 结点挂载到jack

        Node lucy = new Node("lucy", null);
        table[3] = lucy; // 把lucy 放到 table表的索引为3的位置.
        System.out.println("table=" + table);
    }
}

1.先创建一个节点类
class Node { //结点, 存储数据, 可以指向下一个结点，从而形成链表
    Object item; //存放数据
    Node next; // 指向下一个结点

    public Node(Object item, Node next) {
        this.item = item;
        this.next = next;
    }
}

在这里插入图片描述

分析HashSet的添加元素底层是如何实现【hashCode() + equals()】

【先说结论，再Debug源码 + 图解（前方高能，非战斗人员，做好撤退准备）】

HashSet底层是HashMap
添加一个元素时，先得到hash值 — 会转成 —> 索引值
找到存储数据表table，看这个索引位置是否已经存放的有元素
如果没有，直接加入
如果有，调用equals比较，如果相同，就放弃添加，如果不相同，则添加到最后【先比较hash值，再比较equals方法】
在Java8中，如果一条链表的元素个数到TREEIFY_THRESHOLD（默认是8），并且table的大小 >= MIN_TREEIFY_CAPACITY（默认为64），就会进行树化（红黑树）

public class HashSetSource {
    public static void main(String[] args) {

        HashSet hashSet = new HashSet();
        hashSet.add("java");//到此位置，第1次add分析完毕.
        hashSet.add("php");//到此位置，第2次add分析完毕
        hashSet.add("java");//重复 不加入
        System.out.println("set=" + hashSet);

        /*
        对HashSet 的源码解读
        1. 执行 HashSet()
            public HashSet() {
                map = new HashMap<>();
            }
        2. 执行 add()
           public boolean add(E e) {//e = "java"
                return map.put(e, PRESENT)==null;//(static) PRESENT = new Object();
           }
         3.执行 put() , 该方法会执行 hash(key) 得到key对应的hash值 算法h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16)
             public V put(K key, V value) {//key = "java" value = PRESENT 共享，不改变的
                return putVal(hash(key), key, value, false, true);
            }
         4.执行 putVal
         final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
                   boolean evict) {
                Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i; //定义了辅助变量
                //table 就是 HashMap 的一个数组，类型是 Node[]
                //if 语句表示如果当前table 是null, 或者 大小=0
                //就是第一次扩容，到16个空间.
                if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
                    n = (tab = resize()).length;

                //(1)根据key，得到hash 去计算该key应该存放到table表的哪个索引位置
                //并把这个位置的对象，赋给 p
                //(2)判断p 是否为null
                //(2.1) 如果p 为null, 表示还没有存放元素, 就创建一个Node (key="java",value=PRESENT)
                //(2.2) 就放在该位置 tab[i] = newNode(hash, key, value, null)

                if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
                    tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
                else {
                    //一个开发技巧提示： 在需要局部变量(辅助变量)时候，在创建
                    Node<K,V> e; K k; //
                    //如果当前索引位置对应的链表的第一个元素和准备添加的key的hash值一样
                    //并且满足 下面两个条件之一:
                    //(1) 准备加入的key 和 p 指向的Node 结点的 key 是同一个对象
                    //(2)  p 指向的Node 结点的 key 的equals() 和准备加入的key比较后相同
                    //就不能加入
                    if (p.hash == hash &&
                        ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        e = p;
                    //再判断 p 是不是一颗红黑树,
                    //如果是一颗红黑树，就调用 putTreeVal , 来进行添加
                    else if (p instanceof TreeNode)
                        e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
                    else {//如果table对应索引位置，已经是一个链表, 就使用for循环比较
                          //(1) 依次和该链表的每一个元素比较后，都不相同, 则加入到该链表的最后
                          //    注意在把元素添加到链表后，立即判断 该链表是否已经达到8个结点
                          //    , 就调用 treeifyBin() 对当前这个链表进行树化(转成红黑树)
                          //    注意，在转成红黑树时，要进行判断, 判断条件
                          //    if (tab == null || (n = tab.length) < MIN_TREEIFY_CAPACITY(64))
                          //            resize();
                          //    如果上面条件成立，先table扩容.
                          //    只有上面条件不成立时，才进行转成红黑树
                          //(2) 依次和该链表的每一个元素比较过程中，如果有相同情况,就直接break

                        for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                            if ((e = p.next) == null) {
                                p.next = newNode(hash, key, value, null);
                                if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD(8) - 1) // -1 for 1st
                                    treeifyBin(tab, hash);
                                break;
                            }
                            if (e.hash == hash &&
                                ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                                break;
                            p = e;
                        }
                    }
                    if (e != null) { // existing mapping for key
                        V oldValue = e.value;
                        if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                            e.value = value;
                        afterNodeAccess(e);
                        return oldValue;
                    }
                }
                ++modCount;
                //size 就是我们每加入一个结点Node(k,v,h,next), size++
                if (++size > threshold)
                    resize();//扩容
                afterNodeInsertion(evict);
                return null;
            }
         */
    }
}

再次过一遍流程：
（1）先获取元素的哈希值（hashCode方法）
（2）对哈希值进行运算，得出一个索引值即为要存放在哈希表中的位置号
（3）如果该位置上没有其他元素，则直接存放；如果该位置上已经有其他元素，则需要进行equals判断【注意equals方法是程序员自己决定（即重写方法）】，若equals相等，则不再添加，若不相等，则以链表的方式添加

分析HashSet的扩容和转成红黑树机制

【先说结论，后代码演示，并补充说明threshold（临界值）】

HashSet底层是HashMap, 第一次添加时，table 数组扩容到 16，临界值(threshold)是 16*加载因子(loadFactor)是0.75 = 12
如果table 数组使用到了临界值 12,就会扩容到 16 * 2 = 32，新的临界值就是 32*0.75 = 24，依次类推【即：扩容后大小 16（临界值：12）—>32（64）—>64（48）—>128（96）】
在Java8中，如果一条链表的元素个数到达 TREEIFY_THRESHOLD(默认是 8 )，并且table的大小 >= MIN_TREEIFY_CAPACITY(默认64),就会进行树化(红黑树)，否则仍然采用数组扩容机制
threshold（临界值）：当我们向hashSet增加一个元素，-> Node -> 加入table , 就算是增加了一个size++（而不是必需加满到下标为11时（以第一次举例）才进行扩容，也就是说增加一个元素，size就加1）

巩固练习

1. HashSet最佳实践

定义一个Employee类，该类包含：private成员属性name,age 要求: 创建3个Employee 对象放入 HashSet中，当 name和age的值相同时，认为是相同员工, 不能添加到HashSet集合中

@SuppressWarnings({"all"})
public class HashSetExercise {
    public static void main(String[] args) {
        /**
         定义一个Employee类，该类包含：private成员属性name,age 要求:
         创建3个Employee 对象放入 HashSet中
         当 name和age的值相同时，认为是相同员工, 不能添加到HashSet集合中
         */
        HashSet hashSet = new HashSet();
        hashSet.add(new Employee("John", 18));
        hashSet.add(new Employee("Mark",20));
        hashSet.add(new Employee("John",18));

        //如果没有重写equals和hashCode方法,加入了几个? 3个
        System.out.println("hashSet=" + hashSet);
    }
}
class Employee{
    private String name;
    private int age;

    public Employee(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Employee{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }

    //如果name 和 age 值相同，则返回相同的hash值
    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        Employee employee = (Employee) o;
        return age == employee.age && Objects.equals(name, employee.name);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(name, age);
    }
}

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

运行结果：

14.11 Set 接口实现类-LinkedHashSet

14.11.1 LinkedHashSet 的全面说明

LinkedHashSet是HashSet的子类

在这里插入图片描述

LinkedHashSet底层是一个LinkedHashMap，底层维护了一个 数组 + 双向链表
LinkedHashSet 根据元素的hashCode值来决定元素的存储位置，同时使用链表维护元素的次序（如下图），这使得元素看起来是以插入顺序保存的

在这里插入图片描述

LinkedHashSet不允许添加重复元素

14.11.2 LinkedHashSet的底层机制

在LinkedHashSet中维护了一个hash表（数组）和双向链表【LinkedHashSet有head 和 tail】
每一个节点有before 和 after属性，这样可以形成双向链表
在添加一个元素时，先求hash值，再求索引，确定该元素在table的位置，然后将添加的元素加入到双向链表（如果已经存在，不添加【原则和hashSet一样】）

tail.next = newElement;//示意代码
newElement.pre = tail;
tail = newElement;

这样的话，我们遍历LinkedHashSet也能确保插入顺序和遍历顺序一致

@SuppressWarnings({"all"})
public class LinkedHashSetSource {
    public static void main(String[] args) {
        //分析一下LinkedHashSet的底层机制
        Set set = new LinkedHashSet();
        set.add(new String("AA"));
        set.add(456);
        set.add(456);
        set.add(new Customer("刘", 1001));
        set.add(123);
        set.add("HSP");

        System.out.println("set=" + set);
        //解读
        //1. LinkedHashSet 加入顺序和取出元素/数据的顺序一致
        //2. LinkedHashSet 底层维护的是一个LinkedHashMap(是HashMap的子类)
        //3. LinkedHashSet 底层结构 (数组table+双向链表)
        //4. 添加第一次时，直接将 数组table 扩容到 16 ,存放的结点类型是 LinkedHashMap$Entry
        //5. 数组是 HashMap$Node[] 存放的元素/数据是 LinkedHashMap$Entry类型
        /*
                //继承关系是在内部类完成.
                static class Entry<K,V> extends HashMap.Node<K,V> {
                    Entry<K,V> before, after;
                    Entry(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {
                        super(hash, key, value, next);
                    }
                }
         */
    }
}
class Customer {
    private String name;
    private int no;

    public Customer(String name, int no) {
        this.name = name;
        this.no = no;
    }
}

在这里插入图片描述

巩固练习

Car 类(属性:name,price)，如果 name 和 price 一样，则认为是相同元素，就不能添加。
重写equals和hashCode方法

@SuppressWarnings({"all"})
public class LinkedHashSetExercise {
    public static void main(String[] args) {

        LinkedHashSet linkedHashSet = new LinkedHashSet();
        linkedHashSet.add(new Car("奥拓", 1000));//OK
        linkedHashSet.add(new Car("奥迪", 300000));//OK
        linkedHashSet.add(new Car("法拉利", 10000000));//OK
        linkedHashSet.add(new Car("奥迪", 300000));//加入不了
        linkedHashSet.add(new Car("保时捷", 70000000));//OK
        linkedHashSet.add(new Car("奥迪", 300000));//加入不了

        System.out.println("linkedHashSet=" + linkedHashSet);
    }
}

/**
 * Car 类(属性:name,price)，  如果 name 和 price 一样，
 * 则认为是相同元素，就不能添加。 
 */

class Car {
    private String name;
    private double price;

    public Car(String name, double price) {
        this.name = name;
        this.price = price;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public double getPrice() {
        return price;
    }

    public void setPrice(double price) {
        this.price = price;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "\nCar{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", price=" + price +
                '}';
    }

    //重写equals 方法 和 hashCode
    //当 name 和 price 相同时， 就返回相同的 hashCode 值, equals返回t

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        Car car = (Car) o;
        return Double.compare(car.price, price) == 0 &&
                Objects.equals(name, car.name);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(name, price);
    }
}

在这里插入图片描述

剩下最后一个TreeSet实现类没有讲解，和Set的其他实现类大同小异，之后会在TreeMap一起对比讲解。

14.12 Map 接口和常用方法

14.12.1 Map 接口实现类的特点 [很实用]

注意：这里讲的是JDK8的Map接口特点

Map与Collection并列存在（也就是两类接口）。用于保存具有映射关系的数据：Key-Value
Map中的key和value可以是任何引用类型的数据，会封装到HashMap$Node对象（链表）中
Map中的key不允许重复，原因和HashSet一样，前面分析过源码，但有一点要注意：当有相同的 key , 就会等价替换上一个key的value
Map中的value可以重复
Map的key可以为null，value也可以为null，注意key为null 只能有一个，value为null 可以多个
常用String类作为Map的key
key和value之间存在单向一对一关系，即通过指定的key总能找到对应的value

【key唯一，value可不唯一】

@SuppressWarnings({"all"})
public class Map_ {
    public static void main(String[] args) {
        //解读Map 接口实现类的特点, 使用实现类HashMap
        //1. Map与Collection并列存在。用于保存具有映射关系的数据:Key-Value(双列元素)
        //2. Map 中的 key 和  value 可以是任何引用类型的数据，会封装到HashMap$Node 对象中
        //3. Map 中的 key 不允许重复，原因和HashSet 一样，前面分析过源码.
        //4. Map 中的 value 可以重复
        //5. Map 的key 可以为 null, value 也可以为null ，注意 key 为null,
        //   只能有一个，value 为null ,可以多个
        //6. 常用String类作为Map的 key
        //7. key 和 value 之间存在单向一对一关系，即通过指定的 key 总能找到对应的 value
        Map map = new HashMap();
        map.put("no1", "TT");//k-v
        map.put("no2", "张无忌");//k-v
        map.put("no1", "爱摸鱼的TT~");//当有相同的k , 就等价于替换.
        map.put("no3", "张三丰");//k-v
        map.put(null, null); //k-v
        map.put(null, "abc"); //等价替换
        map.put("no4", null); //k-v
        map.put("no5", null); //k-v
        map.put(1, "赵敏");//k-v
        map.put(new Object(), "金毛狮王");//k-v
        // 通过get 方法，传入 key ,会返回对应的value
        System.out.println(map.get("no2"));//张无忌

        System.out.println("map=" + map);
    }
}

在这里插入图片描述

Map存放数据的key-value示意图，一对k-v是放在一个HashMap$Node中的，又因为Node实现了Entry接口，有些书上也说一对k-v就是一个Entry【其实这样说是不太对的，具体分析如下源码】

在这里插入图片描述

真正的key和value是存在放在HashMap $N o d e ，而 S e t 和 C o ll ec t i o n 的引用指向 H a s h M a p$ Node的Key和Value

public class MapSource_ {
    public static void main(String[] args) {
        Map map = new HashMap();
        map.put("no1", "爱摸鱼的TT~");//k-v
        map.put("no2", "张无忌");//k-v
        map.put(new Car1(), new Person());//k-v

        Set set = map.entrySet();
        System.out.println(set.getClass());// HashMap$EntrySet 即：set类型为EntrySet
        for (Object obj : set) {

            //System.out.println(obj.getClass()); //HashMap$Node
            //为了从 HashMap$Node 取出k-v
            //1. 先做一个向下转型
            Map.Entry entry = (Map.Entry) obj;
            System.out.println(entry.getKey() + "-" + entry.getValue() );//no2-张无忌 no1-爱摸鱼的TT~
        }
    }
}
class Car1 {

}

class Person{

}

在这里插入图片描述

14.12.2 Map 接口常用方法

put：添加
remove：根据键删除映射关系
get：根据键获取值
size：获取元素个数
isEmpty：判断个数是否为0
clear：清除
containsKey：查找键是否存在

public class MapMethod {
    public static void main(String[] args) {
        //演示map接口常用方法

        Map map = new HashMap();
        map.put("邓超", new Book1("", 100));//OK
        map.put("邓超", "孙俪");//替换-> 一会分析源码
        map.put("王宝强", "马蓉");//OK
        map.put("宋喆", "马蓉");//OK
        map.put("刘令博", null);//OK
        map.put(null, "刘亦菲");//OK
        map.put("鹿晗", "关晓彤");//OK
        map.put("hsp", "hsp的老婆");

        System.out.println("map=" + map);

//        remove:根据键删除映射关系
        map.remove(null);
        System.out.println("map=" + map);
//        get：根据键获取值
        Object val = map.get("鹿晗");
        System.out.println("val=" + val);
//        size:获取元素个数
        System.out.println("k-v=" + map.size());
//        isEmpty:判断个数是否为0
        System.out.println(map.isEmpty());//F
//        containsKey:查找键是否存在
        System.out.println("结果=" + map.containsKey("hsp"));//T
//        clear:清除k-v
        map.clear();
        System.out.println("map=" + map);
        
    }
}
class Book1 {
    private String name;
    private int num;

    public Book1(String name, int num) {
        this.name = name;
        this.num = num;
    }
}

在这里插入图片描述

14.12.3 Map 接口六大遍历方式

Map接口的遍历方式涉及到几个重要的方法：

containsKey：查找键是否存在
keySet：获取所有的键
entrySet：获取所有关系 k-v
values：获取所有的值

记住下面三种情况：
在这里插入图片描述

第一组: 先取出所有的Key , 通过Key 取出对应的Value

        Map map = new HashMap();
        map.put("涛涛", 18);
        map.put("丹丹", 20);
//第一组: 先取出 所有的Key , 通过Key 取出对应的Value
        Set keyset = map.keySet();
        //(1) 增强for
        System.out.println("-----第1种方式-------");
        for (Object key : keyset) {
            System.out.println(key + "-" + map.get(key));
        }
        //(2) 迭代器
        System.out.println("----第2种方式--------");
        Iterator iterator = keyset.iterator();// 只有实现Collection接口才能用迭代器遍历
        while (iterator.hasNext()) {
            Object key =  iterator.next();
            System.out.println(key + "-" + map.get(key));
        }
        //不能使用普通for，因为Set集合没有get方法

第二组: 把所有的values取出【简】

//第二组: 把所有的values取出
        Collection values = map.values();
        //这里可以使用所有的Collection使用的遍历方法
        //(1) 增强for
        System.out.println("---取出所有的value 增强for(第3种)----");
        for (Object value : values) {
            System.out.println(value);
        }
        //(2) 迭代器
        System.out.println("---取出所有的value 迭代器(第4种)----");
        Iterator iterator2 = values.iterator();
        while (iterator2.hasNext()) {
            Object value =  iterator2.next();
            System.out.println(value);
        }

第三组: 通过EntrySet 来获取 k-v

记得要向下转型！不然无法使用getKey() 和 getValue()方法~

//第三组: 通过EntrySet 来获取 k-v
        Set entrySet = map.entrySet();// EntrySet<Map.Entry<K,V>>
        //(1) 增强for
        System.out.println("----使用EntrySet 的 for增强(第5种)----");
        for (Object entry : entrySet) {
            //将entry 转成 Map.Entry，这样才能有两个重要方法
            Map.Entry m = (Map.Entry) entry;
            System.out.println(m.getKey() + "-" + m.getValue());
        }
        //(2) 迭代器
        System.out.println("----使用EntrySet 的 迭代器(第6种)----");
        Iterator iterator3 = entrySet.iterator();
        while (iterator3.hasNext()) {
            Object entry =  iterator3.next();
            System.out.println(entry.getClass());//运行类型 HashMap$Node -实现-> Map.Entry (getKey,getValue)
            //向下转型（大 -> 小） Map.Entry
            Map.Entry m = (Map.Entry) entry;
            System.out.println(m.getKey() + "-" + m.getValue());
        }

巩固练习

使用HashMap添加3个员工对象，要求

键：员工id
值：员工对象
并遍历显示工资>18000的员工(遍历方式最少两种)
员工类：姓名、工资、员工id

Emp类：

class Emp {
    private String name;
    private double sal;
    private int id;

    public Emp(String name, double sal, int id) {
        this.name = name;
        this.sal = sal;
        this.id = id;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public double getSal() {
        return sal;
    }

    public void setSal(double sal) {
        this.sal = sal;
    }

    public int getId() {
        return id;
    }

    public void setId(int id) {
        this.id = id;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Emp{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", sal=" + sal +
                ", id=" + id +
                '}';
    }
}

实现类：

public class MapExercise {
    public static void main(String[] args) {
        //完成代码
        Map hashMap = new HashMap();
        //添加对象
        hashMap.put(1, new Emp("jack", 300000, 1));
        hashMap.put(2, new Emp("tom", 21000, 2));
        hashMap.put(3, new Emp("milan", 12000, 3));


        //遍历2种方式
        //并遍历显示工资>18000的员工(遍历方式最少两种)
        //1. 使用keySet  -> 增强for
        Set keySet = hashMap.keySet();
        System.out.println("====第一种遍历方式====");
        for (Object key : keySet) {
            //先获取value
            Emp emp = (Emp) hashMap.get(key);
            if(emp.getSal() >18000) {
                System.out.println(emp);
            }
        }

        //2. 使用EntrySet -> 迭代器
        //   体现比较难的知识点(一层层被包裹)
        //   慢慢品，越品越有味道.
        Set entrySet = hashMap.entrySet();
        System.out.println("======迭代器======");
        Iterator iterator = entrySet.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            Map.Entry entry =  (Map.Entry)iterator.next();
            //System.out.println(entry.getClass());// 其本质的运行类型还是 HashMap$Node
            //通过entry 取得key 和 value
            Emp emp = (Emp) entry.getValue();
            if(emp.getSal() > 18000) {
                System.out.println(emp);
            }
        }

    }
}

在这里插入图片描述

14.13 Map 接口实现类-HashMap

14.13.1 HashMap 小结

Map接口的常用实现类：HashMap、Hashtable 和 Properties
HashMap是Map接口使用频率最高的实现类
HashMap是以key-val对的方式来存储数据（运行类型：HashMap$Node类型）
key不能重复，但是值可以重复，允许使用null键和null值
如果添加相同的key，则会覆盖原来的key-val，等同于修改（key不会替换，val会替换）
与HashSet一样，不保证映射的顺序，因为底层是以hash表的方式来存储的（jdk8的hashMap底层：数组+链表+红黑树）
HashMap没有实现同步，因此是线程不安全的，方法没有做同步互斥的操作，没有synchronized

14.13.2 HashMap 底层机制及源码剖析

1. HashMap底层机制

(k,v)是一个Node实现了Map.Entry<K,V>，查看HashMao的源码可以看到
jdk7.0的hashmap底层实现【数组 + 链表】，jdk8.0 底层【数组 + 链表 + 红黑树】

在这里插入图片描述

2. HashMap源码剖析

先说结论，再debug源码

扩容机制：【和HashSet相同】

HashMap底层维护了Node类型的数组table，默认为null
当创建对象时，将加载因子（loadfactor）初始化为0.75
当添加key-val时，通过key的哈希值得到在table的索引。然后判断该索引处是否有元素，如果没有元素直接添加；如果该索引处有元素，继续判断该元素的key和准备加入的key是否相等，若相等，则直接替换val，若不相等需要判断是树结构还是链表结构，做出相应处理。如果添加时发现容量不够，则需要扩容。
第1次添加，则需要扩容table容量为16，临界值（threshold）为12【16*0.75】
以后再扩容，则需要扩容table容量为原来的2倍（32），临界值为原来的2倍（24），以此类推
在Java8中，如果一条连败哦的元素个数超过TREEIFY_THRESHOLD（默认是8），并且table的大小 >= MIN_TREEIFY_CAPACITY（默认64），就会进行树化（红黑树）

        HashMap map = new HashMap();
        map.put("java", 10);//ok
        map.put("php", 10);//ok
        map.put("java", 20);//替换value

        System.out.println("map=" + map);

源码分析：

      /*解读HashMap的源码+图解
        1. 执行构造器 new HashMap()
           初始化加载因子 loadfactor = 0.75
           HashMap$Node[] table = null
        2. 执行put 调用 hash方法，计算 key的 hash值【算法：】 (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16)
            public V put(K key, V value) {//K = "java" value = 10
                return putVal(hash(key), key, value, false, true);
            }
         3. 执行 putVal
         final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
                   boolean evict) {
                Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;//辅助变量
                //如果底层的table 数组为null, 或者 length =0 , 就扩容到16
                if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
                    n = (tab = resize()).length;
                //取出hash值对应的table的索引位置的Node, 如果p为null, 就直接把加入的k-v
                //, 创建成一个 Node ,加入该位置即可
                if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
                    tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
                else {
                    Node<K,V> e; K k;//辅助变量
                // 如果table的索引位置的key的hash相同和新的key的hash值相同，
                 // 并 满足(table现有的结点的key和准备添加的key是同一个对象  || equals返回真)
                 // 就认为不能加入新的k-v
                    if (p.hash == hash &&
                        ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        e = p;
                    else if (p instanceof TreeNode)//如果当前的table的已有的Node 是红黑树，就按照红黑树的方式处理
                        e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
                    else {
                        //如果找到的结点，后面是链表，就循环比较
                        for (int binCount = 0; ; ++binCount) {//死循环
                            if ((e = p.next) == null) {//如果整个链表，没有和他相同,就加到该链表的最后
                                p.next = newNode(hash, key, value, null);
                                //加入后，判断当前链表的个数，是否已经到8个，到8个，后
                                //就调用 treeifyBin 方法进行红黑树的转换
                                if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                                    treeifyBin(tab, hash);//具体实现在第5小点
                                break;
                            }
                            if (e.hash == hash && //如果在循环比较过程中，发现有相同,就break,就只是替换value
                                ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                                break;
                            p = e;
                        }
                    }
                    if (e != null) { // existing mapping for key
                        V oldValue = e.value;
                        if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                            e.value = value; //替换，key对应value
                        afterNodeAccess(e);
                        return oldValue;
                    }
                }
                ++modCount;//每增加一个Node ,就size++
                if (++size > threshold[12-24-48])//如size > 临界值，就扩容
                    resize();
                afterNodeInsertion(evict);
                return null;
            }

              5. 关于树化(转成红黑树)，不是直接就树化的，以下条件 有说明
              //如果table 为null ,或者大小还没有到 64，暂时不树化，而是进行扩容.
              //否则才会真正的树化 -> 剪枝
              final void treeifyBin(Node<K,V>[] tab, int hash) {
                int n, index; Node<K,V> e;
                if (tab == null || (n = tab.length) < MIN_TREEIFY_CAPACITY)
                    resize();

            }
         */

示意图：在这里插入图片描述

模拟HashMap触发扩容、树化情况，并Debug验证

自己去Debug验证，直接按Step over键就行，看下拉框分析情况。

public class HashMapSource2 {
    public static void main(String[] args) {
        
        HashMap hashMap = new HashMap();
        for(int i = 1; i <= 12; i++) {
            hashMap.put(i, "hello");
        }

        hashMap.put("aaa", "bbb");

        System.out.println("hashMap=" + hashMap);//12个 k-v

        //布置一个任务，自己设计代码去验证，table 的扩容
        //0 -> 16(12) -> 32(24) -> 64(64*0.75=48)-> 128 (96) ->
        //自己设计程序，验证-》 增强自己阅读源码能力. 看别人代码.
    }
}

14.14 Map 接口实现类-Hashtable

14.14.1 Hashtable 的基本介绍

存放的元素是键值对，即K-V
Hashtable的键和值都不能为null。否则会抛出NullPointerException
Hashtable使用方法基本上和HashMap一样
Hashtable是线程安全的（synchronized），HashMap是线程不安全的
简单看下底层结构

public class HashTableExercise {
    public static void main(String[] args) {
        Hashtable table = new Hashtable();//ok
        table.put("john", 100); //ok
        //table.put(null, 100); //异常 NullPointerException
        //table.put("john", null);//异常 NullPointerException
        table.put("lucy", 100);//ok
        table.put("lic", 100);//ok
        table.put("lic", 88);//替换
        table.put("hello1", 1);
        table.put("hello2", 1);
        table.put("hello3", 1);
        table.put("hello4", 1);
        table.put("hello5", 1);
        table.put("hello6", 1);
        System.out.println(table);

        //简单说明一下Hashtable的底层
        //1. 底层有数组 Hashtable$Entry[] 初始化大小为 11
        //2. 临界值 threshold 8 = 11 * 0.75
        //3. 扩容: 按照自己的扩容机制来进行即可.
        //4. 执行 方法 addEntry(hash, key, value, index); 添加K-V 封装到Entry
        //5. 当 if (count >= threshold) 满足时，就进行扩容
        //   按照 int newCapacity = (oldCapacity << 1) + 1; 的大小扩容.

    }
}

14.14.2 Hashtable 和 HashMap 对比

在这里插入图片描述

14.15 Map 接口实现类-Properties

14.15.1 基本介绍

Properties类继承自Hashtable类，并且实现了Map接口，也是使用一种键值对的形式来保存数据
他的使用特点和Hashtable类似
Properties还可以用于xxx.properties文件中，加载数据到Properties类对象，并进行读取和修改操作
说明：工作后xxx.properties文件通常作为配置文件，这个知识点在IO流举例讲解

14.15.2 基本方法使用

CRUD操作：

        //解读
        //1. Properties 继承  Hashtable
        //2. 可以通过 k-v 存放数据，当然key 和 value 不能为 null
        //增加
        Properties properties = new Properties();
        //properties.put(null, "abc");//抛出 空指针异常
        //properties.put("abc", null); //抛出 空指针异常
        properties.put("john", 100);//k-v
        properties.put("lucy", 100);
        properties.put("lic", 100);
        properties.put("lic", 88);//如果有相同的key ， value被替换
        System.out.println("properties=" + properties);

        //删除
        properties.remove("lic");
        System.out.println("properties=" + properties);
        //修改
        properties.put("john", "约翰");
        System.out.println("properties=" + properties);
        //查找 通过k 获取对应值
        System.out.println(properties.get("lic"));//88
        System.out.println(properties.getProperty("john"));

在这里插入图片描述

14.16 TreeSet 和 TreeMap

TreeSet源码解读

理解下面内容后，可以跳转到【巩固练习的第5小题】

//        TreeSet treeSet = new TreeSet();
        TreeSet treeSet = new TreeSet(new Comparator() {
            @Override
            public int compare(Object o1, Object o2) {
                //下面 调用String的 compareTo方法进行字符串大小比较
                //return ((String) o2).compareTo((String) o1);//从大到小
                //如果要求加入的元素，按照长度大小排序
                return ((String) o1).length() - ((String) o2).length();//从小到大
            }
        });
        //添加数据.
        treeSet.add("jack");
        treeSet.add("tom");//3
        treeSet.add("sp");
        treeSet.add("a");
        treeSet.add("abc");//3 不会加入（因为比较长度）

        System.out.println("treeSet=" + treeSet);

在这里插入图片描述

源码解读：（说白了就是比较器的事）

//解读
        //1. 当我们使用无参构造器，创建TreeSet时，仍然是无序的
        //2. 希望添加的元素，按照字符串大小来排序，那怎么办呢？
        //     使用TreeSet 提供的一个构造器，可以传入一个比较器(匿名内部类)并指定排序规则
        //3. 简单看看源码
        /*
        1. 构造器把传入的比较器对象，赋给了 TreeSet的底层的 TreeMap的属性this.comparator

            public TreeMap(Comparator<? super K> comparator) {
                this.comparator = comparator;
            }
         2. 在 调用 treeSet.add("tom"), 在底层会执行到【自己去debug看看注解】

             if (cpr != null) {//cpr 就是我们的匿名内部类(对象)
                do {
                    parent = t;
                    //动态绑定到我们的匿名内部类(对象)compare
                    cmp = cpr.compare(key, t.key);
                    if (cmp < 0)
                        t = t.left;
                    else if (cmp > 0)
                        t = t.right;
                    else //如果相等，即返回0,这个Key就没有加入
                        return t.setValue(value);
                } while (t != null);
            }
            //debug完以上源码后，往后的源码可以看看TreeMap源码解读（即下方）
         */

TreeMap源码解读

        //TreeMap treeMap = new TreeMap();
        TreeMap treeMap = new TreeMap(new Comparator() {
            @Override
            public int compare(Object o1, Object o2) {
                //按照传入的 k(String) 的大小进行排序
                //return ((String) o2).compareTo((String) o1);
                //按照K(String) 的长度大小排序
                return ((String) o2).length() - ((String) o1).length();//从大到小
            }
        });
        treeMap.put("jack", "杰克");
        treeMap.put("tom", "汤姆");
        treeMap.put("kristina", "克瑞斯提诺");
        treeMap.put("smith", "斯密斯");
        treeMap.put("hsp", "爱摸鱼的TT~");//加入不了，只改变value值

        System.out.println("treemap=" + treeMap);

在这里插入图片描述

源码解读：

   //使用默认的构造器，创建TreeMap, 是无序的(也没有排序)
        /*
            要求：按照传入的 k(String) 的大小进行排序
            
            解读源码：
            1. 构造器. 把传入的实现了 Comparator接口的匿名内部类(对象)，传给给TreeMap的comparator
             public TreeMap(Comparator<? super K> comparator) {
                this.comparator = comparator;
            }
            2. 调用put方法
            2.1 第一次添加, 把k-v 封装到 Entry对象，放入root
            Entry<K,V> t = root;
            if (t == null) {
                compare(key, key); // type (and possibly null) check

                root = new Entry<>(key, value, null);
                size = 1;
                modCount++;
                return null;
            }
            2.2 以后添加
            Comparator<? super K> cpr = comparator;
            if (cpr != null) {
                do { //遍历所有的key , 给当前key找到适当位置
                    parent = t;
                    cmp = cpr.compare(key, t.key);//动态绑定到我们的匿名内部类的compare
                    if (cmp < 0)
                        t = t.left;
                    else if (cmp > 0)
                        t = t.right;
                    else  //如果遍历过程中，发现准备添加Key 和当前已有的Key 相等，就不添加，只改变value值
                        return t.setValue(value);
                } while (t != null);
            }
         */

14.17 Collections 工具类

14.17.1 Collections 工具类介绍

Collections是一个操作Set、List和Map等集合的工具类
Collections中提供了一系列静态的方法对集合元素进行排序、查询和修改等操作

14.17.2 排序操作（均为 static 方法)

reverse(List)：反转List中元素的顺序
shuffle(List)：对List集合元素进行随机排序
sort(List)：根据元素的自然顺序对指定List集合元素按升序排序
sort(List , Comparator)：根据指定的Comparator产生的顺序对List集合元素进行排序
swap(List, int, int)：将指定list集合中的i处元素和j处元素进行交换

//创建ArrayList 集合，用于测试.
        List list = new ArrayList();
        list.add("tom");
        list.add("smith");
        list.add("king");
        list.add("milan");
        list.add("tom");

//        reverse(List)：反转 List 中元素的顺序
        Collections.reverse(list);
        System.out.println("list=" + list);

//        shuffle(List)：对 List 集合元素进行随机排序
//        for (int i = 0; i < 5; i++) {
//            Collections.shuffle(list);
//            System.out.println("list=" + list);
//        }

//        sort(List)：根据元素的自然顺序对指定 List 集合元素按升序排序
        Collections.sort(list);
        System.out.println("自然排序后");
        System.out.println("list=" + list);

//        sort(List，Comparator)：根据指定的 Comparator 产生的顺序对 List 集合元素进行排序
        //我们希望按照 字符串的长度大小排序
        Collections.sort(list, new Comparator() {
            @Override
            public int compare(Object o1, Object o2) {
                //可以加入校验代码.
                return ((String) o2).length() - ((String) o1).length();
            }
        });
        System.out.println("字符串长度大小排序=" + list);

//        swap(List，int， int)：将指定 list 集合中的 i 处元素和 j 处元素进行交换
        Collections.swap(list, 0, 1);
        System.out.println("交换后的情况");
        System.out.println("list=" + list);

14.7.3 查找、替换

Object max(Collection)：根据元素的自然顺序，返回给定集合中的最大元素
Object max(Collection，Comparator)：根据 Comparator 指定的顺序，返回给定集合中的最大元素
Object min(Collection)
Object min(Collection，Comparator)
int frequency(Collection，Object)：返回指定集合中指定元素的出现次数
void copy(List dest,List src)：将src中的内容复制到dest中
boolean replaceAll(List list，Object oldVal，Object newVal)：使用新值替换 List 对象的所有旧值

        //Object max(Collection)：根据元素的自然顺序，返回给定集合中的最大元素
        System.out.println("自然顺序最大元素=" + Collections.max(list));
        //Object max(Collection，Comparator)：根据 Comparator 指定的顺序，返回给定集合中的最大元素
        //比如，我们要返回长度最大的元素
        Object maxObject = Collections.max(list, new Comparator() {
            @Override
            public int compare(Object o1, Object o2) {
                return ((String)o1).length() - ((String)o2).length();
            }
        });
        System.out.println("长度最大的元素=" + maxObject);


        //Object min(Collection)
        //Object min(Collection，Comparator)
        //上面的两个方法，参考max即可

        //int frequency(Collection，Object)：返回指定集合中指定元素的出现次数
        System.out.println("tom出现的次数=" + Collections.frequency(list, "tom"));

        //void copy(List dest,List src)：将src中的内容复制到dest中

        ArrayList dest = new ArrayList();
        //为了完成一个完整拷贝，我们需要先给dest 赋值，大小和list.size()一样
        for(int i = 0; i < list.size(); i++) {
            dest.add("");
        }
        //拷贝
        Collections.copy(dest, list);
        System.out.println("dest=" + dest);

        //boolean replaceAll(List list，Object oldVal，Object newVal)：使用新值替换 List 对象的所有旧值
        //如果list中，有tom 就替换成 汤姆
        Collections.replaceAll(list, "tom", "汤姆");
        System.out.println("list替换后=" + list);

14.18 总结-开发中如何选择集合实现类(记住!!!)

在开发中，选择什么集合实现类，主要取决于业务操作特点，然后根据集合实现类特性进行选择，分析如下：

先判断存储的类型（一组对象【单列】或一组键值对【双列】）
一组对象【单列】：Collection接口
1. 允许重复：List
  1. 增删多：LinkedList【底层维护了一个双向链表】
  2. 改查多：ArrayList【底层维护Object类型的可变数组】
2. 不允许重复：Set
  1. 无序：HashSet【底层是HashMap，维护了一个哈希表即（数组 + 链表 + 红黑树）】
  2. 排序：TreeSet【底层是TreeMap】
  3. 插入和取出顺序一致：LinkedHashSet【底层LinkedHashMap，最底层是HashMap，维护（数组 + 双向链表）】
一组键值对【双列】：Map
1. 键无序：HashMap【底层是哈希表，jdk7：数组 + 链表， jdk8：数组 + 链表 + 红黑树】
2. 键排序：TreeMap
3. 键插入和取出顺序一致：LinkedHashMap
4. 读取文件：Properties

巩固练习

按要求实现：

(1) 封装一个新闻类，包含标题和内容属性，提供get、set方法，重写toString方法，打印对象时只打印标题；
(2) 只提供一个带参数的构造器，实例化对象时，只初始化标题；并且实例化两个对象：

新闻一：新冠确诊病例超千万，数百万印度教信徒赴恒河“圣浴”引民众担忧
新闻二：男子突然想起2个月前钓的鱼还在网兜里，捞起一看赶紧放生

(3) 将新闻对象添加到ArrayList集合中，并且进行倒序遍历；
(4) 在遍历集合过程中，对新闻标题进行处理，超过15字的只保留前15个，然后在后边加“…”
(5) 在控制台打印遍历出经过处理的新闻标题；
新闻News类：


class News {
    private String title;
    private String content;

    public News(String title) {
        this.title = title;
    }

    public String getTitle() {
        return title;
    }

    public void setTitle(String title) {
        this.title = title;
    }

    public String getContent() {
        return content;
    }

    public void setContent(String content) {
        this.content = content;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "News{" +
                "title='" + title + '\'' +
                '}';
    }
}

测试类：

public class Homework01 {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList arrayList = new ArrayList();
        arrayList.add(new News("新冠确诊病例超千万，数百万印度教信徒赴恒河\"圣浴\"引民众担忧"));
        arrayList.add(new News("男子突然想起2个月前钓的鱼还在网兜里，捞起一看赶紧放生"));

        int size = arrayList.size();
        for (int i = size - 1; i >= 0; i--) {
            //System.out.println(arrayList.get(i));
            News news = (News)arrayList.get(i);
            System.out.println(processTitle(news.getTitle()));
        }
    }
    //专门写一个方法，处理新闻标题 process处理
    public static String processTitle(String title) {

        if(title == null) {
            return "";
        }

        if(title.length() > 15) {
            return title.substring(0, 15) + "..."; //[0,15)
        } else {
            return title;
        }
    }
}

在这里插入图片描述

使用ArrayList 完成对对象 Car {name, price} 的各种操作

1.add:添加单个元素
2.remove:删除指定元素
3.contains:查找元素是否存在
4.size:获取元素个数
5.isEmpty:判断是否为空
6.clear:清空
7.addAll:添加多个元素
8.containsAll:查找多个元素是否都存在
9.removeAll：删除多个元素
使用增强for和迭代器来遍历所有的car , 需要重写 Car 的toString方法

        ArrayList arrayList = new ArrayList();
        Car car = new Car("宝马", 400000);
        Car car2 = new Car("宾利",5000000);
        //1.add:添加单个元素
        arrayList.add(car);
        arrayList.add(car2);
        System.out.println(arrayList);
        //* 2.remove:删除指定元素
        arrayList.remove(car);
        System.out.println(arrayList);
        //* 3.contains:查找元素是否存在
        System.out.println(arrayList.contains(car));//F
        //* 4.size:获取元素个数
        System.out.println(arrayList.size());//1
        //* 5.isEmpty:判断是否为空
        System.out.println(arrayList.isEmpty());//F
        //* 6.clear:清空
        //System.out.println(arrayList.clear(););
        //* 7.addAll:添加多个元素
        System.out.println(arrayList);
        arrayList.addAll(arrayList);//2个宾利
        System.out.println(arrayList);
        //* 8.containsAll:查找多个元素是否都存在
        arrayList.containsAll(arrayList);//T
        //* 9.removeAll：删除多个元素
        //arrayList.removeAll(arrayList); //相当于清空
        //* 使用增强for和 迭代器来遍历所有的car , 需要重写 Car 的toString方法

        for (Object o : arrayList) {
            System.out.println(o);//
        }
        System.out.println("===迭代器===");
        Iterator iterator = arrayList.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            Object next =  iterator.next();
            System.out.println(next);

        }

按要求完成下列任务

1）使用HashMap类实例化一个Map类型的对象m，键（String）和值（int）分别用于存储员工的姓名和工资，
存入数据如下： jack—650元；tom—1200元；smith—2900元；
2）将jack的工资更改为2600元
3）为所有员工工资加薪100元；
4）遍历集合中所有的员工
5）遍历集合中所有的工资

public class Homework03 {
    public static void main(String[] args) {

        Map m = new HashMap();
        m.put("jack", 650);//int->Integer
        m.put("tom", 1200);//int->Integer
        m.put("smith", 2900);//int->Integer
        System.out.println(m);

        m.put("jack", 2600);//替换，更新
        System.out.println(m);

        //为所有员工工资加薪100元；
        //keySet
        Set keySet = m.keySet();
        for (Object key : keySet) {
            //更新
            m.put(key, (Integer)m.get(key) + 100);//为什么要Integer？因为经过get()方法类型是Object类！
        }
        System.out.println(m);

        System.out.println("========遍历所有员工=========");
        //遍历 EntrySet
        Set entrySet = m.entrySet();
        //迭代器
        Iterator iterator = entrySet.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            Map.Entry entry =  (Map.Entry)iterator.next();
            System.out.println(entry.getKey() + "-" + entry.getValue());
        }

        System.out.println("====遍历所有的工资====");
        Collection values = m.values();
        for (Object value : values) {
            System.out.println("工资=" + value);
        }
    }
}

简答题：分析HashSet和TreeSet分别如何实现去重？

（1）HashSet的去重机制：hashCode() + equals()，底层先通过存入对象，进行运算得到一个hash值，通过hash值得到对应的索引，如果发现table索引所在的位置，没有数据，就直接存放，若果有数据，就进行equals比较【遍历比较】，如果比较后，不相同，就加入，否则就不加入。
（2）TreeSet的去重机制：如果你传入了一个Comparator匿名对象，就使用实现的compare去重，如果方法返回0，就认为是相同的元素/数据，就不添加，如果你没有传入一个Comparator匿名对象，则以你添加的对象实现的Comparable接口的compareTo去重。【第一种直接传入Comparator匿名对象，第二种实现Comparable接口重写compareTo方法（二选一）】

**注意：**对于TreeSet来说，如果添加的值是字符串（String）类型，自己在编码时，可以不重写上面两种情况的其中一种，这是因为String类型内部已经实现重写Comparable接口的compareTo方法进行内容的比较！

下面代码运行会不会抛出异常？并从源码层面说明原因**【考查：读源码 + 接口编程 + 动态绑定】**

TreeSet treeSet = new TreeSet();
treeSet.add(new Person());

会报类型转换异常！
在这里插入图片描述

解读：

public class Homework05 {
    public static void main(String[] args) {
        TreeSet treeSet = new TreeSet();
        //分析源码
        //add 方法，因为 TreeSet() 构造器没有传入Comparator接口的匿名内部类
        //所以在底层 Comparable<? super K> k = (Comparable<? super K>) key;
        //即 把 Perosn1转成 Comparable类型（动态绑定）
        treeSet.add(new Person1());//ClassCastException.

        System.out.println(treeSet);

    }
}
class Person1 implements Comparable{
    @Override
    public int compareTo(Object o) {
        return 0;//自己确定规则，如果返回0，则上面无论添加多少次相同的内容，始终为1个添加成功
    }
}

下面的代码输出什么？

//提示：这道题很有意思，稍不注意就掉进陷阱【需要底层源码理解，难度还是有的】
已知：Person类按照id和name重写了hashCode和equals方法（换言之只要id和name都相同则添加失败），问下面代码输出什么？
在这里插入图片描述

public class Homework06 {
    public static void main(String[] args) {
        HashSet set = new HashSet();//ok
        Person p1 = new Person(1001,"AA");//ok
        Person p2 = new Person(1002,"BB");//ok
        set.add(p1);//ok
        set.add(p2);//ok
        p1.name = "CC";
        set.remove(p1);//删除失败
        System.out.println(set);//2对象
        set.add(new Person(1001,"CC"));//ok
        System.out.println(set);//3对象
        set.add(new Person(1001,"AA"));//ok
        set.add(new Person(1002,"BB"));//no：id和name相同
        System.out.println(set);//4对象
    }
}
class Person {
    public String name;
    public int id;

    public Person(int id, String name) {
        this.name = name;
        this.id = id;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        Person person = (Person) o;
        return id == person.id &&
                Objects.equals(name, person.name);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(name, id);
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", id=" + id +
                '}';
    }
}