集合框架概述
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）数组在存储多个数据方面的特点：
- 一旦初始化以后，其长度就确定了。
- 数组一旦定义好，其元素的类型也就确定了。我们也就只能操作指定类型的数据了。（比如：String[] arr;int[] arr1;Object[] arr2;）
数组在存储多个数据方面的缺点：
- 一旦初始化以后，其长度就不可修改。
- 数组中提供的方法非常有限，对于添加、删除、插入数据等操作，非常不便，同时效率不高。
- 获取数组中实际元素的个数的需求，数组没有现成的属性或方法可用
- 数组存储数据的特点：有序、可重复。对于无序、不可重复的需求，不能满足。
集合框架
Collection接口
常用方法
add(Object e)：将元素e添加到集合coll中Collection coll = new ArrayList();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());//4addAll(Collection coll1)：将coll1集合中的元素添加到当前的集合中 ```java 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
```java
coll.clear();
isEmpty()：判断当前集合是否为空System.out.println(coll.isEmpty());contains(Object obj)：判断当前集合中是否包含objcontainsAll(Collection coll1)：判断形参coll1中的所有元素是否都存在于当前集合中。
注：向Collection接口的实现类的对象中添加数据obj时，要求obj所在类要重写equals().（下边方法同）
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"))); //true
// 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));
remove(Object obj)：从当前集合中移除obj元素。 ```java 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);
- `removeAll(Collection coll1)`：差集，从当前集合中移除coll1中所有的元素。
```java
Collection coll1 = Arrays.asList(123,456);
coll.removeAll(coll1);
System.out.println(coll);
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);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。 ```java 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));
- `hashCode()`：返回当前对象的哈希值
```java
System.out.println(coll.hashCode());
toArray()：集合 —->数组
//拓展：数组 —->集合：调用Arrays类的静态方法asList() ```java ListObject[] arr = coll.toArray(); for(int i = 0;i < arr.length;i++){ System.out.println(arr[i]); }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
- `iterator()`：返回Iterator接口的实例，用于遍历集合元素。
```java
Collection coll = new ArrayList();
coll.add(123);
coll.add(456);
coll.add((new person("huang", 21)));
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());
// //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）：
while (iterator.hasNext()){
System.out.println(iterator.next());
}
错误方式：
Collection coll = new ArrayList();
coll.add(123);
coll.add(456);
coll.add((new person("huang", 21)));
coll.add(false);
Iterator iterator = coll.iterator();
//错误方式一：
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());
}
�
iterator接口-remove（)：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()。 ```java 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();
//删除集合中”Tom” while (iterator.hasNext()) { Object obj = iterator.next(); if(“Tom”.equals(obj)){ iterator.remove(); } }
//遍历集合 Iterator iterator1 = coll.iterator(); while (iterator1.hasNext()){ System.out.println(iterator1.next()); }
�
- `foreach`：循环遍历集合（数组）元素。
底层还是调用Iterator完成操作。
```java
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);
}
int[] arr = new int[]{1, 2, 3, 4, 5};
for (int i : arr) {
System.out.println(i);
}
🌟子接口：List
- 鉴于Java中数组用来存储数据的局限性，我们通常使用List替代数组。
- List集合类中元素有序、且可重复，集合中的每个元素都有其对应的顺序索引。
- 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接口的实现类常用的有：ArrayList、LinkedList和Vector
List实现类
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。
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
本质上，ArrayList是对象引用的一个”变长”数组。
ArrayList的源码分析：
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)jdk 8中ArrayList的变化 ```java 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。
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。
2. **ArrayList常用方法：**
- 增：`add(Object obj)`
- 删：`remove(int index)` /`remove(Object obj)`
- 改：`set(int index, Object ele)`
- 查：`get(int index)`
- 插：`add(int index, Object ele)`
- 长度：`size()`
- 遍历：
① Iterator迭代器方式
```java
Iterator iterator = list.iterator();
while (iterator.hasNext()){
System.out.println(iterator.next());
}
② 增强for循环
for(Object obj:list){
System.out.println(obj);
}
③ 普通的循环
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
System.out.println(list.get(i));
}
LinkedList
- 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的定义体现了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
几乎已弃用。
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。Vector是线程安全的。
子接口：Set
- Set接口是Collection的子接口，set接口没有提供额外的方法。
- Set 集合不允许包含相同的元素，如果试把两个相同的元素加入同一个Set 集合中，则添加操作失败。
- Set 判断两个对象是否相同不是使用 == 运算符，而是根据 equals() 方法
Set实现类
Set接口：存储无序的、不可重复的数据 —>高中讲的“集合”
HashSet：作为Set接口的主要实现类；线程不安全的；可以存储null值。LinkedHashSet：作为HashSet的子类；遍历其内部数据时，可以按照添加的顺序遍历；对于频繁的遍历操作，LinkedHashSet效率高于HashSet。
-
HashSet
一、Set：存储无序的、不可重复的数据
以HashSet为例说明： 无序性：不等于随机性。存储的数据在底层数组中并非按照数组索引的顺序添加，而是根据数据的哈希值决定的。
- 不可重复性：保证添加的元素按照equals()判断时，不能返回true（相同的元素只能添加一个）。
二、添加元素的过程：
HashSet底层：数组+链表的结构。以HashSet为例：
我们向HashSet中添加元素a，首先调用元素a所在类的hashCode()方法，计算元素a的哈希值，此哈希值接着通过某种算法计算出在HashSet底层数组中的存放位置（即为：索引位置），判断数组此位置上是否已经有元素：
- 如果此位置上没有其他元素，则元素a添加成功。 —->情况1
- 如果此位置上有其他元素b(或以链表形式存在的多个元素），则比较元素a与元素b的hash值：
- 如果hash值不相同，则元素a添加成功。—->情况2
- 如果hash值相同，进而需要调用元素a所在类的equals()方法：
- equals()返回true，元素a添加失败。
- equals()返回false，则元素a添加成功。—->情况3
对于添加成功的情况2和情况3而言：元素a 与已经存在指定索引位置上数据以链表的方式存储。
jdk 7 ：元素a放到数组中，指向原来的元素；jdk 8 ：原来的元素在数组中，指向元素a（总结：七上八下）。
⚠️要求：
向Set(主要指：HashSet、LinkedHashSet)中添加的数据，其所在的类一定要重写hashCode()和equals()。
重写的hashCode()和equals()尽可能保持一致性：相等的对象必须具有相等的散列码。
重写两个方法的小技巧：对象中用作 equals() 方法比较的 Field，都应该用来计算 hashCode 值。（所以可以使用idea自动生成，哈哈哈哈）�
子类：LinkedHashSet
LinkedHashSet作为HashSet的子类，在添加数据的同时，每个数据还维护了两个引用，记录此数据前一个数据和后一个数据，所以遍历的时候可以按照添加的顺序输出，但存储仍是无序的。
优点：对于频繁的遍历操作，LinkedHashSet效率高于HashSet。
TreeSet
- 可以按照添加对象的指定属性，进行排序。向TreeSet中添加的数据，要求是相同类的对象。
- 两种排序方式：自然排序（实现Comparable接口） 和 定制排序（Comparator）。
- 自然排序中，比较两个对象是否相同的标准为：compareTo()返回0，不再是equals().
在自定义类中引用Comparable接口，并重写compareTo方法。然后TreeSet用迭代器遍历即可按照自定义顺序输出。（如果没有重写compareTo方法直接遍历，会报错）
//按照姓名从大到小排列,年龄从小到大排列
@Override
public int compareTo(Object o) {
if(o instanceof User){
User user = (User)o;
// return -this.name.compareTo(user.name);
int compare = -this.name.compareTo(user.name);
if(compare != 0){
return compare;
}else{
return Integer.compare(this.age,user.age);
}
}else{
throw new RuntimeException("输入的类型不匹配");
}
}
然后再普通遍历输出即可。
- 定制排序中，比较两个对象是否相同的标准为：compare()返回0.不再是equals()。
```java
Comparator comparator = new Comparator() {
//按照年龄从小到大排列
@Override
public int compare(Object o1, Object o2) {
if (o1 instanceof User && o2 instanceof User) {
}else {User u1 = (User) o1; User u2 = (User) o2; return Integer.compare(u1.getAge(), u2.getAge());
} } };throw new RuntimeException("输入数据类型不匹配！");
TreeSet set = new TreeSet(comparator); set.add(new User(“Tom”, 12)); set.add(new User(“Jerry”, 32)); set.add(new User(“Jim”, 2)); set.add(new User(“Mike”, 65)); set.add(new User(“Jack”, 33)); set.add(new User(“Jack”, 56));
Iterator iterator = set.iterator(); while (iterator.hasNext()) { System.out.println(iterator.next()); }
---
<a name="UmHFi"></a>
# 🌟Map接口
<a name="NoTuG"></a>
## 
**Map的实现类的结构**
- `Map`：双列数据，存储key-value对的数据 ---类似于高中的函数：y = f(x)。
- `HashMap`：作为Map的主要实现类；线程不安全的，效率高；存储null的key和value。
底层：数组+链表 （jdk7及之前）；数组+链表+红黑树 （jdk 8）
- `LinkedHashMap`：保证在遍历map元素时，可以按照添加的顺序实现遍历。<br />原因：在原有的HashMap底层结构基础上，添加了一对指针，指向前一个和后一个元素。对于频繁的遍历操作，此类执行效率高于HashMap。
- `TreeMap`：保证按照添加的key-value对进行排序，实现排序遍历。此时考虑key的自然排序或定制排序（底层使用红黑树）。
- `Hashtable`：作为古老的实现类；线程安全的，效率低；不能存储null的key和value。
- `Properties`：常用来处理配置文件。key和value都是String类型。
**Map结构的理解**
1. Map中的key：无序的、不可重复的，使用Set存储所有的key ---> key所在的类要重写equals()和hashCode() （以HashMap为例）。
1. Map中的value：无序的、可重复的，使用Collection存储所有的value --->value所在的类要重写equals()。
1. 一个键值对：key-value构成了一个Entry对象。（Map中的entry：无序的、不可重复的，使用Set存储所有的entry）
**Map中的常用方法**
- 添加：`put(Object key,Object value)`
```java
Map map = new HashMap();
//添加
map.put("AA",123);
map.put(45,123);
map.put("BB",56);
- 删除：
remove(Object key)```java //remove(Object key) Object value = map.remove(“CC”); System.out.println(value); System.out.println(map);
//clear() map.clear();//与map = null操作不同 System.out.println(map.size()); System.out.println(map);
- 修改：`put(Object key,Object value)`
```java
//修改
map.put("AA",87);
System.out.println(map);
Map map1 = new HashMap();
map1.put("CC",123);
map1.put("DD",123);
map.putAll(map1);
System.out.println(map);
- 查询：
get(Object key)```java Map map = new HashMap(); map.put(“AA”,123); map.put(45,123); map.put(“BB”,56); // Object get(Object key) System.out.println(map.get(45)); //containsKey(Object key) boolean isExist = map.containsKey(“BB”); System.out.println(isExist);
isExist = map.containsValue(123); System.out.println(isExist);
map.clear();
System.out.println(map.isEmpty());
- 长度：`size()`
- 遍历：`keySet() / values() / entrySet()`
```java
Map map = new HashMap();
map.put("AA",123);
map.put(45,1234);
map.put("BB",56);
//遍历所有的key集：keySet()
Set set = map.keySet();
Iterator iterator = set.iterator();
while(iterator.hasNext()){
System.out.println(iterator.next());
}
System.out.println();
//遍历所有的value集：values()
Collection values = map.values();
for(Object obj : values){
System.out.println(obj);
}
System.out.println();
//遍历所有的key-value
//方式一：entrySet()
Set entrySet = map.entrySet();
Iterator iterator1 = entrySet.iterator();
while (iterator1.hasNext()){
Object obj = iterator1.next();
//entrySet集合中的元素都是entry
Map.Entry entry = (Map.Entry) obj;
System.out.println(entry.getKey() + "---->" + entry.getValue());
}
System.out.println();
//方式二：
Set keySet = map.keySet();
Iterator iterator2 = keySet.iterator();
while(iterator2.hasNext()){
Object key = iterator2.next();
Object value = map.get(key);
System.out.println (key + "=====" + value);
}
🌟实现类：HashMap
底层实现原理
jdk7：HashMap map = new HashMap()
在实例化以后，底层创建了长度是16的一维数组Entry[] table。
map.put(key1,value1)//可能已经执行过多次put.
首先，调用key1所在类的hashCode()计算key1哈希值，此哈希值经过某种算法计算以后，得到在Entry数组中的存放位置。
- 如果此位置上的数据为空，此时的key1-value1添加成功。 ——情况1
- 如果此位置上的数据不为空，(意味着此位置上存在一个或多个数据(以链表形式存在))，比较key1和已经存在的一个或多个数据的哈希值：
- 如果key1的哈希值与已经存在的数据的哈希值都不相同，此时key1-value1添加成功。——情况2
- 如果key1的哈希值和已经存在的某一个数据(key2-value2)的哈希值相同，继续比较：调用key1所在类的equals(key2)方法，比较：
- 如果equals()返回false：此时key1-value1添加成功。——情况3
- 如果equals()返回true：使用value1替换value2。
补充：关于情况2和情况3：此时key1-value1和原来的数据以链表的方式存储。
在不断的添加过程中，会涉及到扩容问题，当超出临界值(且要存放的位置非空)时，扩容。默认的扩容方式：扩容为原来容量的2倍，并将原有的数据复制过来。
jdk8：
- new HashMap()：底层没有创建一个长度为16的数组。
- jdk 8底层的数组是：Node[]，而非Entry[]。
- 首次调用put()方法时，底层创建长度为16的数组。
- jdk7底层结构只有：数组+链表。jdk8中底层结构：数组+链表+红黑树。
自然排序
在自定义类中引用Comparable接口，并重写compareTo方法。然后TreeSet用迭代器遍历即可按照自定义顺序输出。（如果没有重写compareTo方法直接遍历，会报错）
//按照姓名从大到小排列,年龄从小到大排列
@Override
public int compareTo(Object o) {
if(o instanceof User){
User user = (User)o;
// return -this.name.compareTo(user.name);
int compare = -this.name.compareTo(user.name);
if(compare != 0){
return compare;
}else{
return Integer.compare(this.age,user.age);
}
}else{
throw new RuntimeException("输入的类型不匹配");
}
}
然后再普通遍历输出即可。
TreeMap map = new TreeMap();
User u1 = new User("Tom",23);
User u2 = new User("Jerry",32);
User u3 = new User("Jack",20);
User u4 = new User("Rose",18);
map.put(u1,98);
map.put(u2,89);
map.put(u3,76);
map.put(u4,100);
Set entrySet = map.entrySet();
Iterator iterator1 = entrySet.iterator();
while (iterator1.hasNext()){
Object obj = iterator1.next();
Map.Entry entry = (Map.Entry) obj;
System.out.println(entry.getKey() + "---->" + entry.getValue());
}
定制排序
TreeMap map = new TreeMap(new Comparator() {
@Override
public int compare(Object o1, Object o2) {
if(o1 instanceof User && o2 instanceof User){
User u1 = (User)o1;
User u2 = (User)o2;
return Integer.compare(u1.getAge(),u2.getAge());
}
throw new RuntimeException("输入的类型不匹配！");
}
});
User u1 = new User("Tom",23);
User u2 = new User("Jerry",32);
User u3 = new User("Jack",20);
User u4 = new User("Rose",18);
map.put(u1,98);
map.put(u2,89);
map.put(u3,76);
map.put(u4,100);
Set entrySet = map.entrySet();
Iterator iterator1 = entrySet.iterator();
while (iterator1.hasNext()){
Object obj = iterator1.next();
Map.Entry entry = (Map.Entry) obj;
System.out.println(entry.getKey() + "---->" + entry.getValue());
}
实现类：Hashtable-Properties
Properties：常用来处理配置文件（key和value都是String类型）。
- 新建Properties文件。
�
- Properties文件中的数据（顶格写不要用空格）。
Java文件中调用。
FileInputStream fis = null; try { Properties pros = new Properties(); fis = new FileInputStream("jdbc.properties"); pros.load(fis);//加载流对应的文件 String name = pros.getProperty("name"); String password = pros.getProperty("password"); System.out.println("name = " + name + ", password = " + password); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } finally { if(fis != null){ try { fis.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } }Collections工具类
Collections：操作Collection、Map的工具类。
常用方法
- �
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。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。 ```java //报异常：IndexOutOfBoundsException(“Source does not fit in dest”) // List dest = new ArrayList(); // Collections.copy(dest,list);
//正确的： List dest = Arrays.asList(new Object[list.size()]); System.out.println(dest.size());//list.size(); Collections.copy(dest,list);
- `boolean replaceAll(List list，Object oldVal，Object newVal)`：使用新值替换 List 对象的所有旧值。
- `多个 synchronizedXxx() 方法`，该方法可使将指定集合包装成线程同步的集合，从而可以解决多线程并发访问集合时的线程安全问题。
```java
//返回的list1即为线程安全的List
List list1 = Collections.synchronizedList(list);
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