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java集合类详解

news 来源：原创 2024/7/4 11:03:07

1、数组导入：

2、单列集合

List接口

1、ArrayList：数组列表

ArrayList类中的方法

2、LinkedList：链表列表

3、Vector：数组列表

4、list集合的遍历

1、for循环遍历

2、增强for循环

3、迭代器遍历

Set接口

1、HashSet

编辑

2、TreeSet

3、双列集合

map接口

1、HashMap

HashMap的底层结构：

HashMap的遍历

2、HashTable

3、TreeMap

1、数组导入：

容器---->数组：

一组数据类型相同的元素集合
创建数组时，必须给定长度，而且一旦创建长度不能变。
一旦数组装满元素，需要创建一个新的数组，将元素复制过去。

缺点：
如果我们从数组中间删除了一个元素或者添加一个元素，需要移动后面的元素。
如果数组装满了，超过了数组的最大长度，会创建新的数组将旧数组复制到新数组上。

java中为了解决数据存储单一的情况，提供了许多不同结构的集合类。让我们可以根据不同的场景进行数据存储选择。

提供了数组实现的集合,链表实现的集合,哈希结构,树结构... 让iava程序员使用起来就非常方便。

2、单列集合

单例集合指的是：一次放进去一个值（对象）。集合实现Collection接口，定义了单例集合共有的方法。

List接口

特点：List类中可以有重复元素

1、ArrayList：数组列表

底层有一个数组，可以动态扩展数组的长度，并提供一个一系列方法操作。

特点：查询快，中间增加、删除慢。

ArrayList类中的方法

arrayList.add()--->添加
arrayList.remove()---->删除
arrayList.get()----->获取指定位置上的元素
arrayList.indexOf()----->查找给定元素第一次出现的位置
arrayList.lastIndexOf()---->从后往前查找指定元素第一次出现的位置
arrayList.set(int index,E element)---->将指定位置上的元素替换并返回原来的值arrayList.clear()----->清空
arrayList.isEmpty()----->判断是否为空
arrayList.contains()----->判断是否包含指定元素
arrayList.size()----->返回集合中元素的个数


public class Demo3 {public static void main(String[] args) {ArrayList arrayList = new ArrayList();arrayList.add("a");arrayList.add("b");arrayList.add("c");arrayList.add("d");arrayList.add("e");System.out.println(arrayList.remove("b"));//boolean类型，根据内容删除匹配的第一个元素,删除成功返网true,否则返回falseSystem.out.println(arrayList.remove(1));//删除并返回指定位置的值System.out.println(arrayList.get(1));//获取指定位置上的元素System.out.println(arrayList.indexOf("d"));//查找第一次出现的位置System.out.println(arrayList.lastIndexOf("d"));//从后查找，第一次出现的位置System.out.println(arrayList.set(1, "v"));//将指定位置上的元素替换并返回原来的值arrayList.clear();System.out.println(arrayList.isEmpty());System.out.println(arrayList.contains("c"));//判断是否包含指定元素System.out.println(arrayList.size());//返回集合中元素的个数for (int i = 0; i < arrayList.size(); i++) {System.out.println(arrayList.get(i));}}
}

2、LinkedList：链表列表

底层是一个链表结构。

特点：查询慢，增加、删除快

linkedList.add("a")---->向链表末尾添加元素
linkedList.add(2, "y")---->向链表指定的位置插入元素
linkedList.get(2)----->获取指定位置上的元素
linkedList.remove("y")----->删除
linkedList.remove(1)------>删除并返回指定元素的值
linkedList.removeFirst())----->删除第一个元素并返回其值
linkedList.pop()----->出栈
linkedList.clear()------>清空
linkedList.contains()----->判断是否包含指定元素
linkedList.isEmpty()----->判断是否为空
linkedList.size()----->返回集合中元素的个数

3、Vector：数组列表

特点：相对于ArrayList是线程安全的。其他与arraylist相似。、

4、list集合的遍历

1、for循环遍历

允许操作（删除）元素的.

（注意索引的变化与元素位置的移动）


public class List1 {public static void main(String[] args) {ArrayList<String> arrayList = new ArrayList<String>();arrayList.add("a");arrayList.add("b");arrayList.add("r");System.out.println(arrayList);/*List 接口实现类/List集合遍历方式1、for循环遍历，允许操作（删除）元素的.注意索引的变化与元素位置的移动*/for (int i = 0; i < arrayList.size(); i++) {if ("a".equals(arrayList.get(i))) {arrayList.remove("a");i--;}}System.out.println(arrayList);}
}

2、增强for循环

增强for循环遍历元素时, 不允许修改集合元素(删除,添加)


public class List2 {/*List接口实现类/List集合遍历方式2:增强for循环增强for循环遍历元素时,  不允许修改集合元素(删除,添加)*/public static void main(String[] args) {ArrayList<String> arrayList=new ArrayList<>();arrayList.add("a");arrayList.add("b");arrayList.add("r");for(String s:arrayList){//arrayList.remove("a");ConcurrentModificationException报错System.out.println(arrayList);}System.out.println(arrayList);}
}

3、迭代器遍历

迭代器只能对list接口下的实现类遍历


public class List3 {public static void main(String[] args) {ArrayList<String> arrayList = new ArrayList<String>();arrayList.add("a");arrayList.add("b");arrayList.add("r");/*List接口实现类/List集合遍历方式3:使用迭代器遍历获得集合对象的选代器对象*/Iterator<String> it = arrayList.iterator();while (it.hasNext()) {//判断数组是否遍历完成  0！=3，next,3==3,false结束String s = it.next();//获取到下一个元素if (s.equals("a")) {it.remove();//使用迭代器对象删除元素}System.out.println(arrayList);}}
}


//迭代器2
public class List4 {public static void main(String[] args) {ArrayList<String> arrayList=new ArrayList<>();arrayList.add("a");arrayList.add("b");arrayList.add("f");arrayList.add("b");arrayList.add("g");System.out.println(arrayList);System.out.println("从指定位置往后遍历");ListIterator<String> listIterator=arrayList.listIterator(2);//while(listIterator.hasNext()){System.out.println(listIterator.next());}System.out.println("从（最后）后往前遍历");ListIterator<String> listIterator1=arrayList.listIterator(arrayList.size());//while (listIterator.hasPrevious()){System.out.println(listIterator.previous());}}
}

Set接口

特点：Set类中不能有重复元素

1、HashSet

无序的，通过hashCode和equals方法判断元素是否有序。

在添加元素时，是如何判断元素重复的：（当我们向集合中添加一个元素时,如果每次都使用equals()比较内容是否相等效率会很低）
因此该如何比较呢？先判断hashcode()值是否相等，如果相等，不一定内容相同，即此情况下会出现哈希冲突，再用equals()比较内容。在底层会先调用hashcode()-- 0bject中的hashcode()返回的是对象的地址(但是我们不调用这个) 我们需要：调用类中重写的Hashcode(),返回的是根据内容计算的哈希值遍历时,会用哈希值先比较是否相等,会提高比较的效率，但是哈希值会存在问题。内容不同,哈希相同此种情况下,再调用equals()比较内容，这样设计既提高判断效率,又保证安全。

   public static void main(String[] args) {HashSet<String> set=new HashSet<>();set.add(new String("asdfgdfgdfgsa"));set.add("bgbgbgghjdnbu");set.add("通话");set.add("重地");for(String s:set){System.out.println(set);}}

2、TreeSet

有序的，可以给Set集合中的元素进行指定方式的排序。存储的对象必须实现Comparable接口。

 可以给Set集合中的元素进行指定方式的排序。存储的对象必须实现Comparable接口。
特点: 
1、有序的
2、不能存储重复元素的
3、存储时可以根据值进行排序，底层使用了树形结构，树结构本身即是有序的
向树形结构中添加元素时，如何判断元素大小以及元素是否重复？向TreeSet中添加的元素类型，必须实现Comparable接口，重写compareTo方法每次添加元素时，调用compareTo()方法进行比较大小（第一个为根节点，比他大的在右边，比它小的在左边）

package A_集合单例.Set.TreeSet;import java.util.Objects;public class Student implements Comparable<Student> {private String name;private int num;public Student(String name, int num) {this.name = name;this.num = num;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public int getNum() {return num;}public void setNum(int num) {this.num = num;}@Overridepublic boolean equals(Object o) {if (this == o) return true;if (!(o instanceof Student)) return false;Student student = (Student) o;return getNum() == student.getNum() &&Objects.equals(getName(), student.getName());}@Overridepublic int hashCode() {return Objects.hash(getName(), getNum());}@Overridepublic String toString() {return "Student{" +"name='" + name + '\'' +", num=" + num +'}';}@Overridepublic int compareTo(Student o) {return this.num - o.num;}
}package A_集合单例.Set.TreeSet;import java.util.TreeSet;public class StudentTest {public static void main(String[] args) {TreeSet<Student> treeSet=new TreeSet<>();Student s1=new Student("张三1",103);Student s2=new Student("张三2",101);Student s3=new Student("张三3",102);Student s4=new Student("张三4",104);treeSet.add(s1);treeSet.add(s2);treeSet.add(s3);treeSet.add(s4);System.out.println(treeSet);}}

3、双列集合

map接口

map接口：

数据存储是(键：值)键值对的形式存储。
键不能重复的，（重复了覆盖原键），值可以重复
通过键可以找到值
一个键只能映射到一个值

1、HashMap

键是无序的，可以存储键为空，值为空的值。

{public static void main(String[] args) {HashMap<String, String> map = new HashMap<>();map.put("a","ddd");map.put("b","eee");map.put("c","fff");map.put("e","ttt");map.put("a","dd");//向map中添加一组 键值对System.out.println(map.remove("b"));//删除指定的键值,返回对应的值map.clear();//清空键值对System.out.println(map.isEmpty());//判空System.out.println(map.containsKey("b"));System.out.println(map.containsValue("eee"));System.out.println(map.get("c"));System.out.println(map);}
}

HashMap的底层结构：

哈希表（数组）
链表
红黑树

对于HashMap详细的讲解可看，（讲解很清楚）：https://blog.csdn.net/Wooo_e/article/details/136974366?spm=1001.2014.3001.5501

HashMap的遍历

HashMap两种遍历方式：

1、根据键找值

2、利用map.Entry键值对的查找

package B_集合双列.hashmap;import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Set;public class Demo2 {/*1、用key计算哈希值static final int hash(Object key) {int h;return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);}2、public V put(K key, V value) {return putVal(hash(key), key, value, false, true);}*/public static void main(String[] args) {HashMap<String,String> map=new HashMap<>();map.put("a","aa");map.put("b","bb");map.put("c","ccc");map.put(null,null);System.out.println(map);//map遍历//方式1、先拿到所有的键  遍历键  根据键找值Set<String> keyset = map.keySet();for(String s: keyset) {System.out.println(s + ":" + map.get(s));}//方式2、推荐的遍历Set<Map.Entry<String, String>> entries = map.entrySet();for(Map.Entry entry:entries){System.out.println(entry.getKey()+":"+entry.getValue());}}
}

2、HashTable

HashTable的底层实现：
也是用到key的哈希值,计算位置,判断元素是否重复。
但是方法上都添加了synchronized锁
Hashtbale中不能存储为null的键和为null的值

package B_集合双列.hashtable;import java.util.Hashtable;public class Demo1 {
public static void main(String[] args) {Hashtable<String,String> hashtable=new Hashtable<>();hashtable.put("a","bb");hashtable.put("c","cc");hashtable.put("b","ff");hashtable.put("a","aa");//hashtable.put("d",null);//报错System.out.println(hashtable);
}
}

3、TreeMap

 TreeMap底层使用树形结构存储键值（红黑树）键可以排序键元素类型必须实现Comparable接口，重写compareTo()方法.
在TreeMap中，可以存储值为null，但是键不能为null。

package B_集合双列.TreeMap;import java.util.TreeMap;public class Demo1 {public static void main(String[] args) {TreeMap<Integer,String> treeMap=new TreeMap<>();treeMap.put(3,"aa");treeMap.put(2,"bb");treeMap.put(1,"ff");treeMap.put(4,"jj");treeMap.put(5,"oo");System.out.println(treeMap.get(3));System.out.println(treeMap.containsKey(2));System.out.println(treeMap.size());System.out.println(treeMap);}}

持续更新ing........