Java集合——数据结构

https://blog.csdn.net/bj_chengrong/article/details/108667887

https://binhao.blog.csdn.net/article/details/113279914

https://www.cnblogs.com/paddix/p/5539326.html

1.集合简介

Java中集合类是Java编程中使用最频繁、最方便的类。集合类作为容器类可以存储任何类型的数据，当然也可以结合泛型存储指定的类型（不过泛型仅仅在编译期有效，运行时是会被擦除的）。集合类中存储的仅仅是对象的引用(堆地址，而非实际对象本身)，并不存储对象本身。集合类的容量可以在运行期间进行动态扩展，并且还提供很多很方便的方法，如求集合的并集、交集等。

注意：集合中不能添加基本数据类型，只能包含引用类型；部分基恩数据类型在添加过程中会自动装箱包装成类，再添加到集合中。

2.集合类结构

Java中的集合包含多种数据结构，如链表、队列、哈希表等。从类的继承结构来说，可以分为两大类：

一类是继承自Collection接口，这类集合包含List、Set和Queue等集合类。

一类是继承自Map接口，这主要包含了哈希表相关的集合类。

2.1 Collection接口

（图中的绿色的虚线代表实现，绿色实线代表接口之间的继承，蓝色实线代表类之间的继承。）

Collection是根接口（接口要通过具体的类来实现，不能new接口）——代表一组任意类型的对象

List接口：有序、有下标、元素可重复Set接口：无序、无下标、元素不能重复 2.2.1 List接口

List接口继承了Collection，因此其包含Collection中的所有方法。

**特点：**有序、有下标、元素可以重复

方法：

void add (int index,Object o) //在index位置插入对象oboolean addAll (int index, Collection c) //将另一个集合中的所有元素插入到该集合的index位置Object get (int index) //返回该集合中指定位置的元素List subList (int fromIndex, int toIndex) //返回fromIndex和toIndex之间的集合元素构成的子集合实现类:

ArrayList【重点】

数组结构，查询快、增删慢；（底层通过数组实现）JDK1.2版本，运行效率快、线程不安全。

Vector

数组结构，查询快、增删慢；JDK1.0版本，运行效率较快、线程安全Stack类是继承的Vector类

linkdedList

链表结构，增删快、查询慢（底层通过链表实现）

对比：

ArrayList是最常用的List实现类，内部是通过数组实现的，它允许对元素进行快速随机访问。数组的缺点是每个元素之间不能有间隔，当数组大小不满足时需要增加存储能力，就要讲已经有数组的数据复制到新的存储空间中。当从ArrayList的中间位置插入或者删除元素时，需要对数组进行复制、移动、代价比较高。因此，它适合随机查找和遍历，不适合插入和删除。Vector与ArrayList一样，也是通过数组实现的，不同的是它支持线程的同步，即某一时刻只有一个线程能够写Vector，避免多线程同时写而引起的不一致性，但实现同步需要很高的花费，因此，访问它比访问ArrayList慢。linkedList是用链表结构存储数据的，很适合数据的动态插入和删除，随机访问和遍历速度比较慢。另外，他还提供了List接口中没有定义的方法，专门用于操作表头和表尾元素，可以当作堆栈、队列和双向队列使用。Vector是线程（Thread）同步（Synchronized）的，所以它也是线程安全的，而Arraylist是线程异步（ASynchronized）的，是不安全的。如果不考虑到线程的安全因素，一般用Arraylist效率比较高。如果集合中的元素的数目大于目前集合数组的长度时，vector增长率为目前数组长度的100%,而arraylist增长率为目前数组长度
的50%。如过在集合中使用数据量比较大的数据，使用Vector有一定的优势;若集合中数据量不大，使用ArrayList就有利于节约内存空间。

注意各类集合的初始大小、载入因子等

不同结构的实现方式：

ArrayList：数组结构

必须开辟连续的空间查询快，增删慢 linkedList：双向链表

无需开辟连续的空间查询慢，增删快

（1）ArrayList

ArrayList是List接口最常用的一个实现类，支持List接口的一些列操作。

package com.song.demo02;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.ListIterator;

//ArrayList的使用
//存储结构：数组-->查找遍历速度快，增删慢
public class Demo03 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合
        
        ArrayList arrayList = new ArrayList<>();
        //1.添加元素
        Student s1 = new Student("zhangsan", 20);
        Student s2 = new Student("lisi", 22);
        Student s3 = new Student("wangwu", 18);
        arrayList.add(s1);
        arrayList.add(s2);
        arrayList.add(s3);
        arrayList.add(s2);
        System.out.println("元素个数：" + arrayList.size());
        System.out.println(arrayList.toString());

        //2.删除元素
        

        //3.遍历元素【重点】
        //3.1增强for
        //3.2使用for
        //3.3迭代器
        Iterator it = arrayList.iterator();
        while (it.hasNext()) {
            Student s = (Student) it.next();
            System.out.println(s.toString());
        }
        //3.4使用列表迭代器
        System.out.println("------------从前往后------");
        ListIterator lit = arrayList.listIterator();
        while (lit.hasNext()) {
            Student s = (Student) lit.next();
            System.out.println(s.toString());
        }
        System.out.println("------------从后往前------");
        while (lit.hasPrevious()) {
            Student s = (Student) lit.previous();
            System.out.println(s.toString());
        }

        //4.判断
        System.out.println("元素是否存在：" + arrayList.contains(new Student("wangwu", 18)));//equals重写后可以根据对象值判断是否存在
        System.out.println("集合是否为空：" + arrayList.isEmpty());

        //5.查找元素位置
        System.out.println(arrayList.indexOf(new Student("wangwu", 18)));//equals重写后可以根据对象值查找位置
    }
}

（2）Vector

package com.song.demo02;

import java.util.Enumeration;
import java.util.Vector;

//Vector的使用
//存储结构：数组
public class Demo04 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合
        Vector vector = new Vector<>();
        //1.添加元素
        vector.add("草莓");
        vector.add("芒果");
        vector.add("西瓜");
        System.out.println("元素个数:" + vector.size());
        System.out.println(vector.toString());
        //2.删除
        
        //3.遍历
        //3.1for
        //3.2增强for
        //3.3迭代器
        //3.4枚举器
        Enumeration en = vector.elements();
        while (en.hasMoreElements()) {
            String o = (String) en.nextElement();
            System.out.println(o);
        }

        //4.判断
        System.out.println("判断是否包含元素：" + vector.contains("西瓜"));
        System.out.println("判断是否为空：" + vector.isEmpty());

        //其他方法
        System.out.println("第一个位置的元素" + vector.firstElement());
        System.out.println("最后一个位置的元素" + vector.lastElement());
        System.out.println("获取指定位置的元素" + vector.elementAt(1));

    }
}

（3）linkList

linkedList由一个头节点，一个尾节点和一个默认为0的size构成，可见其是双向链表。

linkedList中Node源码如下，由当前值item，和指向上一个节点prev和指向下个节点next的指针组成。并且只含有一个构造方法，按照(prev, item, next)这样的参数顺序构造。

package com.song.demo02;

import java.util.Iterator;
import java.util.linkedList;
import java.util.ListIterator;

//linkedList的使用
//存储结构：双向链表
public class Demo05 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合
        linkedList list = new linkedList<>();
        //1.添加元素
        Student s1 = new Student("张三", 21);
        Student s2 = new Student("李四", 24);
        Student s3 = new Student("王五", 20);
        list.add(s1);
        list.add(s2);
        list.add(s3);
        list.add(s2);//可以重复
        System.out.println("元素个数：" + list.size());
        System.out.println(list.toString());

        //2.删除
        

        //3.遍历
        //3.1for遍历
        System.out.println("-----------------for遍历-----------------");
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            Student stu = (Student) list.get(i);
            System.out.println(stu.toString());
        }
        //3.2增强for
        System.out.println("-----------------增强for-----------------");
        for (Object obj : list) {
            Student stu = (Student) obj;
            System.out.println(stu.toString());
        }
        //3.3迭代器Iterator
        System.out.println("-----------------迭代器Iterator-----------------");
        Iterator it = list.iterator();
        while (it.hasNext()) {
            Student stu = (Student) it.next();
            System.out.println(stu.toString());
        }
        //3.4列表迭代器ListIterator
        System.out.println("-----------------列表迭代器ListIterator-----------------");
        ListIterator lit = list.listIterator();
        while (lit.hasNext()) {
            Student stu = (Student) lit.next();
            System.out.println(stu.toString());
        }

        //4.判断
        System.out.println("判断元素是否存在" + list.contains(s1));
        System.out.println("判断是否为空" + list.isEmpty());
        //5.获取
        System.out.println(list.indexOf(s2));//获取元素位置

    }
}

（4）Stack

Stack也是List接口的实现类之一，和Vector一样，因为性能原因，更主要在开发过程中很少用到栈这种数据结构，不过栈在计算机底层是一种非常重要的数据结构。

Stack继承于Vector，其也是List接口的实现类。之前提到过Vector是线程安全的，因为其方法都是synchronized修饰的，故此处Stack从父类Vector继承而来的操作也是线程安全的。

栈主要操作为push入栈和pop出栈，而栈最大的特点就是LIFO（Last In First Out，先入后出）。

Stack strings = new Stack<>();
strings.push("aaa");
strings.push("bbb");
strings.push("ccc");
System.err.println(strings.pop());

2.2.2 Set接口

Set与List的主要区别是Set是不允许元素重复的，而List则可以允许元素重复的。判断元素的重复需要根据对象的hash方法和equals方法来决定。这也是我们通常要为集合中的元素类重写hashCode方法和equals方法的原因。

实现类:

HashSet【重点】

存储结构：Hash表

基于HashCode计算元素存放位置

当存入元素的哈希码相同时，会调用equals()进行确认，如果认为值true，则拒绝后者存入；如果为false，则形成链表添加到该位置。

TreeSet

存储结构：红黑树基于排列顺序实现元素不重复实现了SortedSet接口，对集合元素自动排序元素对象的类型必须实现Comparable接口，指定排序规则。通过CompareTo方法确定是否为重复元素。（1）HashSet

存储过程：

根据hashCode计算保存的位置（数组），如果位置为空，则直接保存，如果不为空则执行第二步再执行equals方法，如果equals方法位true，则认为是重复,无需再次增加；否则形成链表，添加到该位置。

既有数组又有链表

实例一：

package com.song.demo04;

import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;

//HashSet的使用
//存储结构：哈希表（数组+链表+红黑树）
public class Demo02 {
    public static void main(String[] args) {
        //新建集合
        HashSet hashSet = new HashSet();
        //1.添加元素
        hashSet.add("张三");
        hashSet.add("李四");
        hashSet.add("王五");
        hashSet.add("宋六");
        System.out.println("元素个数：" + hashSet.size());
        System.out.println(hashSet.toString());

        //2.删除元素
        

        //3.遍历
        //3.1增强for
        System.out.println("-------------------增强for------------");
        for (String str : hashSet) {
            System.out.println(str);
        }
        //3.2迭代器
        System.out.println("-------------------迭代器------------");
        Iterator it = hashSet.iterator();
        while (it.hasNext()) {
            System.out.println(it.next());
        }

        //4.判断
        System.out.println("判断元素是否存在：" + hashSet.contains("李四"));
        System.out.println("判断集合是否为空：" + hashSet.isEmpty());
        
    }
}

实例二：

package com.song.demo04;

import java.util.Objects;

public class Person {
    private String name;
    private int age;

    public Person(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 "Person{" +
                "name='" + name + ''' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }

    
    //Alt+Insert 中有快速重写equals和hashCode的方法


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

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

package com.song.demo04;

import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;

//HashSet的使用
//存储结构：哈希表（数组+链表+红黑树）


public class Demo03 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合
        HashSet person = new HashSet<>();
        //1.添加元素
        Person p1 = new Person("张三", 18);
        Person p2 = new Person("李四", 26);
        Person p3 = new Person("王五", 28);
        Person p4 = new Person("宋六", 20);
        person.add(p1);
        person.add(p2);
        person.add(p3);
        person.add(p4);
        //person.add(p4);//重复，不能再添加
        person.add(new Person("宋六", 20));//可以添加，new了一个新的对象，地址不同，计算出的hashCode不同，可以直接存储
        
        System.out.println("元素个数：" + person.size());
        System.out.println(person.toString());

        //2.删除元素
        person.remove(p1);
        person.remove(new Person("宋六", 20));//重写hashCode和equals后可以删除
        System.out.println("删除之后元素个数：" + person.size());
        System.out.println(person.toString());

        //3.遍历元素
        //3.1增强for
        for (Person p : person) {
            System.out.println(p.toString());
        }
        System.out.println("-------------");
        //3.2迭代器
        Iterator it = person.iterator();
        while (it.hasNext()) {
            System.out.println(it.next().toString());
        }

        //4.判断
        System.out.println("元素是否存在" + person.contains(p2));
        System.out.println("元素是否存在" + person.contains(new Person("李四", 26)));//重写hashCode和equals后可以根据值判断
        System.out.println("集合是否为空" + person.isEmpty());


    }
}

（2）TreeSet

存储结构：红黑树基于排列顺序实现元素不重复实现了SortedSet接口，对集合元素自动排序元素对象的类型必须实现Comparable接口，指定排序规则。通过CompareTo方法确定是否为重复元素。

红黑树是一个二叉查找树（每个节点最多只有2个子节点，且左节点小于右节点，涉及到比较）+颜色（保证左右平衡）

实例一：

package com.song.demo04;
//TreeSet的使用
//存储结构：红黑树

import java.util.Iterator;
import java.util.TreeSet;

public class Demo04 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合
        TreeSet treeset = new TreeSet<>();
        //1.添加元素
        treeset.add("xyz");
        treeset.add("abc");
        treeset.add("hello");
        treeset.add("song");
        treeset.add("xyz");//重复，未添加
        System.out.println("元素个数：" + treeset.size());
        System.out.println(treeset.toString());//打印出的是按照字母表顺序排列的

        //2.删除
        treeset.remove("xyz");
        System.out.println("元素个数：" + treeset.size());
        System.out.println(treeset.toString());

        //3.遍历
        //3.1增强for
        for (String str : treeset) {
            System.out.println(str);
        }
        System.out.println("-------------------------");
        //3.2迭代器
        Iterator it = treeset.iterator();
        while (it.hasNext()) {
            System.out.println(it.next());
        }

        //4.判断
        System.out.println("元素是否存在：" + treeset.contains("abc"));
        System.out.println("集合是否为空：" + treeset.isEmpty());


    }
}

实例二：

package com.song.demo04;

import java.util.Iterator;
import java.util.TreeSet;

//TreeSet的使用
//存储结构：红黑树



public class Demo05 {
    public static void main(String[] args) {
        //1.创建集合
        TreeSet person = new TreeSet<>();
        //1.添加元素
        Person p1 = new Person("zhangsan", 18);
        Person p2 = new Person("lisi", 26);
        Person p3 = new Person("wangwu", 28);
        Person p4 = new Person("lisi", 20);
        //直接添加不成功，不知道如何把比较（二叉查找树要求左节点<右节点）
        //需要实现Comparable接口，重写compareTo方法，告知比较规则
        person.add(p1);
        person.add(p2);
        person.add(p3);
        person.add(p4);
        System.out.println("元素个数：" + person.size());
        System.out.println(person.toString());//按照排序输出,先姓名后年龄，可自定义

        //2.删除
        
        //3.遍历
        //3.1使用增强for
        for (Person p : person) {
            System.out.println(p.toString());
        }
        System.out.println("---------------------");
        //3.2使用迭代器
        Iterator it = person.iterator();
        while (it.hasNext()) {
            System.out.println(it.next().toString());
        }

        //4.判断
        System.out.println(person.contains(p2));
        System.out.println(person.contains(new Person("lisi", 20)));//可以判断

    }
}

实例三：

package com.song.demo04;

import java.util.Comparator;
import java.util.TreeSet;

//TreeSet集合的使用
//Comparator接口：实现定制比较（比较器）
//Comparable：可比较的
public class Demo06 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合,并指定比较规则——采用匿名内部类的方式
        TreeSet person = new TreeSet<>(new Comparator() {
            @Override
            public int compare(Person o1, Person o2) {//拿两个对象定制比较规则
                int n1 = o1.getAge() - o2.getAge();
                int n2 = o1.getName().compareTo(o2.getName());
                return n1 == 0 ? n2 : n1;//先比较年龄再比较性别
            }
        });
        //1.添加元素
        Person p1 = new Person("zhangsan", 18);
        Person p2 = new Person("lisi", 26);
        Person p3 = new Person("wangwu", 28);
        Person p4 = new Person("lisi", 20);
        person.add(p1);
        person.add(p2);
        person.add(p3);
        person.add(p4);
        System.out.println("元素个数：" + person.size());
        System.out.println(person.toString());//按照排序输出,先姓名后年龄，可自定义


    }
}

实例四：

package com.song.demo04;

import java.util.Comparator;
import java.util.TreeSet;

//要求：使用TreeSet集合实现字符串按照长度进行排序(最短的在前面，长度一样再根据字母顺序比较）
//使用Comparatar接口定制比较
public class Demo07 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合
        TreeSet treeSet = new TreeSet<>(new Comparator() {
            @Override
            public int compare(String o1, String o2) {
                int n1 = o1.length() - o2.length();
                int n2 = o1.compareTo(o2);
                return n1 == 0 ? n2 : n1;
            }
        });
        //1.添加元素
        treeSet.add("hello world");
        treeSet.add("abc");
        treeSet.add("xyz");
        treeSet.add("Beijing");
        treeSet.add("zhangsang");
        treeSet.add("lisi");
        System.out.println(treeSet.size());
        System.out.println(treeSet.toString());

    }
}

2.2.3 Queue接口

Queue接口

正如数据结构中描述，queue是一种先进先出的数据结构，也就是first in first out。可以将queue看作一个只可以从某一段放元素进去的一个容器，取元素只能从另一端取，整个机制如下图所示，不过需要注意的是，队列并没有规定是从哪一端插入，从哪一段取出。

一般可以直接使用linkedList完成，从上述类图也可以看出，linkedList继承自Deque，所以linkedList具有双端队列的功能。PriorityQueue的特点是为每个元素提供一个优先级，优先级高的元素会优先出队列。

注意：Java中的队列明确有从尾部插入，头部取出，所以Java中queue的实现都是从头部取出

Deque接口

Deque英文全称是Double ended queue，也就是俗称的双端队列。就是说对于这个队列容器，既可以从头部插入也可以从尾部插入，既可以从头部获取，也可以从尾部获取，其机制如下图所示。

Queue，Deque的实现类：

Java中关于Queue的实现主要用的是双端队列，毕竟操作更加方便自由，Queue的实现有PriorityQueue，Deque在java.util中主要有ArrayDeque和linkedList两个实现类，两者一个是基于数组的实现，一个是基于链表的实现。在之前linkedList文章中也提到过其是一个双向链表，在此基础之上实现了Deque接口。

（1）PriorityQueue

PriorityQueue是Java中唯一一个Queue接口的直接实现，如其名字所示，优先队列，其内部支持按照一定的规则对内部元素进行排序。

先看下PriorityQueue的继承实现关系，可知其是Queue的实现类，主要使用方式是队列的基本操作，而之前讲到过Queue的基本原理，其核心是FIFO（First In First Out）原理。
Java中的PriorityQueue的实现也是符合队列的方式，不过又略有不同，区别就在于PriorityQueue的priority上，其是一个支持优先级的队列，当使用了其priority的特性的时候，则并非FIFO。

PriorityQueue queue = new PriorityQueue<>();
queue.add(20);queue.add(14);queue.add(21);queue.add(8);queue.add(9);
queue.add(11);queue.add(13);queue.add(10);queue.add(12);queue.add(15);
while (queue.size()>0){
    Integer poll = queue.poll();
    System.err.print(poll+"->");
}

上述代码做的事为往队列中放入10个int值，然后使用Queue的poll()方法依次取出，最后结果为每次取出来都是队列中最小的值，说明了PriorityQueue内部确实是有一定顺序规则的。

PriorityQueue的组成很简单，主要记住一个存放元素的数组，和一个Comparator比较器即可。

（2）ArrayDeque

ArrayDeque是Java中基于数组实现的双端队列.

ArrayDeque deque = new ArrayDeque<>();
deque.offer("aaa");
deque.offer("bbb");
deque.offer("ccc");
deque.offer("ddd");
//peek方法只获取不移除
System.err.println(deque.peekFirst());
System.err.println(deque.peekLast());

ArrayDeque deque = new ArrayDeque<>();
deque.offerFirst("aaa");
deque.offerLast("bbb");
deque.offerFirst("ccc");
deque.offerLast("ddd");
String a;
while((a = deque.pollLast())!=null){
    System.err.print(a+"->");
}

2.2 Map接口

**特点：**存储一对数据（Key-Value），无序、无下标，键不可重复，值可以重复。

键不允许重复（唯一），无序，无下标，不允许重复值允许重复，无序，无下标实现类

HashMap【重点】

JDK1.2版本，线程不安全（只能单线程下使用），运行效率快；允许用null作为key或者value。

HashTable

JDK1.0版本，线程安全，运行效率慢；不允许null作为key或者value

Properties：

HashTable的子类，要求key和value都是String。通常用于配置文件的读取。

TreeMap

实现了SortedMap接口（是Map的子接口），可以对key自动排序。（1）HashMap

HashSet与HashMap的区别：

HashSet里面本质用的就是HashMap

实例：

package com.song.demo05;

import java.util.Objects;

public class Student {
    private String name;
    private int stuNo;

    public Student() {
    }

    public Student(String name, int stuNo) {
        this.name = name;
        this.stuNo = stuNo;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

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

    public int getStuNo() {
        return stuNo;
    }

    public void setStuNo(int stuNo) {
        this.stuNo = stuNo;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + ''' +
                ", stuNo=" + stuNo +
                '}';
    }

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

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

package com.song.demo05;


import java.util.HashMap;
import java.util.Map;


public class Demo02 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合
        HashMap hashmap = new HashMap();

        //1.增加元素
        Student s1 = new Student("张三", 213);
        Student s2 = new Student("李四", 104);
        Student s3 = new Student("王五", 890);
        Student s4 = new Student("六六", 432);
        hashmap.put(s1, "北京");
        hashmap.put(s2, "上海");
        hashmap.put(s3, "南京");
        hashmap.put(s4, "青岛");
        //hashmap.put(s4, "大同");//不允许key重复，不能添加新的键值对，只会覆盖原来的value
        hashmap.put(new Student("李四", 104), "杭州");//可以添加新的键值对，比较的是地址，认为key不同，故新增
        //当重写hashcode和equals 方法后，比较的是值认为key重复，不能新增键值对，会覆盖原来的value
        System.out.println("元素个数：" + hashmap.size());
        System.out.println(hashmap.toString());

        //2.删除元素
        hashmap.remove(s1);
        System.out.println("删除之后元素个数：" + hashmap.size());
        System.out.println(hashmap.toString());

        //3.遍历
        //3.1使用keySet
        for (Student stu : hashmap.keySet()) {
            System.out.println(stu.toString() + "----->" + hashmap.get(stu));
        }
        System.out.println("------------------------");
        //3.2使用entrySet
        for (Map.Entry entry : hashmap.entrySet()) {
            System.out.println(entry.getKey() + "------" + entry.getValue());
        }

        //4.判断
        System.out.println("Key是否存在：" + hashmap.containsKey(s2));
        System.out.println("value是否存在：" + hashmap.containsValue("杭州"));
    }
}

（2）TreeMap

TreeSet与TreeMap的区别：

TreeSet本质就是通过TreeMap实现的。

实例：

package com.song.demo05;

import java.util.Objects;

public class Student implements Comparable {

    private String name;
    private int stuNo;

    public Student() {
    }

    public Student(String name, int stuNo) {
        this.name = name;
        this.stuNo = stuNo;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

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

    public int getStuNo() {
        return stuNo;
    }

    public void setStuNo(int stuNo) {
        this.stuNo = stuNo;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + ''' +
                ", stuNo=" + stuNo +
                '}';
    }

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

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

    @Override
    public int compareTo(Student o) {
        int n2 = this.stuNo - o.stuNo;
        return n2;//直接比较学号
    }
}

1）实现Comparable接口实现比较

package com.song.demo05;

import java.util.Map;
import java.util.TreeMap;


public class Demo03 {
    public static void main(String[] args) {
        //新建集合
        TreeMap treemap = new TreeMap<>();
        //1.增加元素
        Student s1 = new Student("张三", 213);
        Student s2 = new Student("李四", 104);
        Student s3 = new Student("王五", 890);
        Student s4 = new Student("六六", 432);
        treemap.put(s1, "北京");
        treemap.put(s2, "上海");
        treemap.put(s3, "南京");
        treemap.put(s4, "青岛");
        //直接添加出现类型转换异常,不能Comparable，不能比较左右节点
        //要求Student实现一个Comparable接口，指定比较规则，实现可比较，才能添加
        treemap.put(new Student("六六", 432), "深圳");//不能添加，实现Comparable接口后制定了按照学号比较，此时学号一样，则认为key重复，故value会覆盖原来的值
        System.out.println("元素个数：" + treemap.size());
        System.out.println(treemap.toString());

        //2.删除
        treemap.remove(s3);
        treemap.remove(new Student("六六", 432));//按照学号比较，可以删除
        System.out.println("元素个数：" + treemap.size());
        System.out.println(treemap.toString());

        //3.遍历
        //3.1使用keySet
        for (Student stu : treemap.keySet()) {
            System.out.println(stu.toString() + "----" + treemap.get(stu));
        }
        System.out.println("----------------------------------");
        //3.2使用entrySet
        for (Map.Entry entry : treemap.entrySet()) {
            System.out.println(entry.getKey() + "-----" + entry.getKey());
        }

        //4.判断
        System.out.println(treemap.containsKey(s2));
        System.out.println(treemap.containsValue(213));


    }
}

2）通过Comparator实现定制比较

        //新建集合
        TreeMap treemap = new TreeMap(new Comparator() {
            @Override
            public int compare(Student o1, Student o2) {
                int n1 = o1.getStuNo() - o2.getStuNo();
                return n1;//只根据学号比较
            }
        });

3.Collections工具类

概念：集合工具类，定义除了存取以外的集合常用方法。(相比Collection，多了一个s)方法：

实例：

package com.song.demo05;

import java.util.*;


public class Demo05 {
    public static void main(String[] args) {
        List list = new ArrayList<>();
        list.add(20);
        list.add(25);
        list.add(39);
        list.add(11);
        list.add(22);
        list.add(40);
        list.add(18);
        System.out.println("排序之前" + list.toString());
        //sort排序方法
        Collections.sort(list);//从小到大
        System.out.println("排序之后" + list.toString());

        //binarySearch二分查找
        int i = Collections.binarySearch(list, 39);//返回值是int类型，能找到则返回位置，未找到则返回值小于0
        System.out.println(i);

        //copy复制
        List dest = new ArrayList<>();
        //Collections.copy(dest, list);//直接copy有问题，要求dest的大小与list相同
        for (int i1 = 0; i1 < list.size(); i1++) {
            dest.add(0);
        }
        Collections.copy(dest, list);//可以先给dest赋值0，使两个列表size一致，再赋值
        System.out.println(dest.toString());

        //reverse反转
        Collections.reverse(list);
        System.out.println(list.toString());

        //shuffle打乱
        Collections.shuffle(list);
        System.out.println(list.toString());

        //补充：list转成数组
        System.out.println("list转成数组");
        Integer[] array = list.toArray(new Integer[0]);//返回值是数组；构造时new的Interger长度无所谓，只是为了指明一种类型
        System.out.println(array.length);
        System.out.println(Arrays.toString(array));

        //补充：数组转成集合
        System.out.println("数组转成集合");
        String[] name = {"张三", "李四", "王五", "刘六"};
        List list2 = Arrays.asList(name);
        //数组转出来的集合是受限集合，不能添加和删除元素，不能add和remove
        System.out.println(list2.size());
        System.out.println(list2.toString());

        //把基本类型的数组转成集合是，需要修改为包装类型（引用类型）
        Integer[] nums = {12, 4, 2, 1, 44, 456, 34};
        List list3 = Arrays.asList(nums);
        System.out.println(list3.size());

    }
}

4.泛型和工具类

Java泛型是JKD1.5中引入的新特性，其本质是参数化类型，把类型作为参数传递。

常见形式有：

泛型类、泛型接口、泛型方法。

语法：

T称为类型占位符，表示一种引用类型。

好处：

提高代码的重用性—一个方法可以传递任何类型的数据防止类型转换异常，提高代码的安全性 4.1泛型类

package com.song.demo03;

public class TestGeneric {
    public static void main(String[] args) {
        //使用泛型类创建对象---
        
        //String类型
        MyGeneric myGeneric = new MyGeneric();
        myGeneric.t = "hello";
        myGeneric.show("大家好！");
        String str = myGeneric.getT();
        System.out.println(str);

        //Integer
        MyGeneric myGeneric1 = new MyGeneric<>();
        myGeneric1.t = 108;
        myGeneric1.show(200);
        Integer integer = myGeneric1.getT();
        System.out.println(integer);


    }
}

4.2泛型接口

接口：

package com.song.demo03;
//泛型接口
//语法：接口名
//注意：不能使用泛型创建静态常量
public interface MyInterface {
    String name="张三";

    T server(T t);
}

实现类一（实现接口时确定类型）：

package com.song.demo03;

//接口的实现类,指明了泛型的类型
public class MyInterfaceImpl implements MyInterface {
    @Override
    public String server(String s) {
        System.out.println(s);
        return s;
    }
}

实现类二（实现接口时不确定类型）：

package com.song.demo03;

//实现类实现接口时不确定类型，实现类的泛型就是接口的泛型
public class MyInterfaceImpl2 implements MyInterface {
    @Override
    public T server(T t) {
        System.out.println(t);
        return t;
    }
}

测试：

package com.song.demo03;

public class TestGeneric {
    public static void main(String[] args) {
        //泛型接口的两种实现方式
        //1.实现类中指定类型
        MyInterfaceImpl myInterface = new MyInterfaceImpl();
        myInterface.server("songsong");

        //2.把实现类变为泛型类，实例化时指定类型
        MyInterfaceImpl2 myInterfaceImpl2 = new MyInterfaceImpl2();
        myInterfaceImpl2.server(1000);


    }
}

4.3泛型方法

package com.song.demo03;

//泛型方法
//语法: 返回值类型 方法名(){}
public class MyGenericMethod {
    //泛型方法,该T只能在此方法中使用
    public  void show(T t) {
        T t2;//可以创建变量，但不能实例化（new）
        t2 = t;
        System.out.println("泛型方法：" + t);
    }

}

package com.song.demo03;

public class TestGeneric {
    public static void main(String[] args) {
        //泛型方法
        MyGenericMethod myGenericMethod = new MyGenericMethod();
        myGenericMethod.show("中国加油");//不需要指明类型，直接传递想要的参数，根据参数类型决定
        myGenericMethod.show(200);
        myGenericMethod.show(3.1415926);

    }
}

4.4泛型集合

概念：参数化类型、类型安全的集合，强制集合元素的类型必须一致。特点：

编译时即可检查，而非运行时抛出异常访问时，不必类型转换（拆箱）不同泛型之间不能相互赋值，泛型不存在多态。

package com.song.demo03;

import com.song.demo02.Student;
import com.sun.org.apache.xerces.internal.impl.xpath.XPath;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;

public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        

        //使用泛型集合可以避免类型转换异常
        ArrayList arrayList = new ArrayList();
        arrayList.add("wangwu");
        arrayList.add("zhangsan");
        //arrayList.add(20);//直接不能添加，报错,避免后面再出问题

        for (String str : arrayList) {
            System.out.println(str);
        }

        ArrayList arrayList1 = new ArrayList();
        Student s1 = new Student("张三", 21);
        Student s2 = new Student("李四", 24);
        Student s3 = new Student("王五", 20);
        arrayList1.add(s1);
        arrayList1.add(s2);
        arrayList1.add(s3);
        //arrayList1.add("zhangsan");//直接不能添加，报错,避免后面再出问题
        Iterator it = arrayList1.iterator();
        while (it.hasNext()) {
            Student stu = it.next();//少了一步强制类型转换
            System.out.println(stu.toString());
        }
    }
}

Java集合——数据结构

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