Java集合部分小结（含源码分析）

文章目录

• 集合：
• • • • 继承图：
      • Collection接口声明的常用方法：
      • 集合新特性foreach循环遍历集合或项目：
      • List接口：
      • • ArrayList源码分析 ：
        • LinkedList源码分析：
        • List接口中的常用方法：
      • set接口：
      • • HashSet：
        • LinkedHashSet:
        • TreeSet：
      • Map结构：
      • • Map结构的理解:
        • HashMap的底层实现原理（以jdk7为例）：
        • • jdk8相较于jdk7在底层实现方面的不同：
        • Map中的常用方法：
        • TreeMap:
        • Properties：
      • Collections工具类的常用方法：

集合： 继承图：

Collection接口声明的常用方法：

• boolean add(E e)：将元素添加到集合中，如果是基本数据类型会自动装箱，在集合中的都是object对象

• boolean addAll((Collection c)：将其他集合实现类对象包含的元素添加到当前对象中

• void clear()：清空当前集合实现类对象包含的元素

• boolean isEmpty()：判断集合是否为空

• boolean contains(object o)：判断当前集合实现类对象是否包含指定对象o，会调用该对象类的equals()方法，如果没有重写equals()方法，则比较的是地址值，来判断是否包含

• boolean containsAll(Collection c)：判断形参中的所有元素是否都存在于当前集合实现类对象中

• boolean equals(object o)：判断当前集合实现类对象与指定的集合实现类对象是否相等（包含的元素一样且元素位置相同，相对于有序序列而言），同样会调用equals()方法

• int hashCode()：返回当前对象的哈希值

• Iterator iteator()：返回Iterator接口的实例，用于遍历集合元素

集合实现类对象调用Iterator()方法，返回实现Iterator接口的实现类对象，可以遍历该集合实现类对象的元素
调用接口实现类对象的next()方法，指针默认在集合第一个元素的前一个位置，每调用一次后，指针下移，（超出集合实现类对象元素个数会报错)，返回该位置的元素

//遍历方式一:for(int i = 0,i < 集合对象.size(); i++)
				集合对象.next()
//遍历方式二：while(集合对象.hasNext()) //boolean hasNext()
				集合对象.next()

​ Iterator接口的remove()方法（不同于集合中的remove()）：删除此时指针所在位置的对象，如果还未调用next方法时调用remove()会报错（此时指针还未指向元素）或者是在上一次调用remove()方法没有调用next方法，再次调用remove()方法，那么也会报错（因为此时该指针位置上的元素已被删除）

• default Stream：

• Boolean remove(object o)：移除当前集合实现类对象中所包含的指定元素，会调用该对象类的equals()方法，如果没有重写equals()方法，则比较的是地址值

• default boolean removeIF(predicate filter)

• boolean retainAll(collection c)**：在当前集合实现类对象中删去与指定集合实现类对象不一样的元素，保留一样的，同样调用equals()方法，自定义类对象要重写

• boolean removeAll(collection c)：**从当前集合实现类对象中移除指定集合实现类所包含的所有元素

• int size()：**获取集合中元素的数量

• default Stream stream()：

• default Spliterator spliterator()

• object[] toArray()：**将集合转换为数组

  将数组转换为集合：调用Arrays类的静态方法asList()方法

  List list = Arrays.asList(new String[]{"aa","bb","cc"})
  List list = Arrays.asList(new int[]{123,456})//这样写会被集合当成一个元素
  List list = Arrays.asList(123,456)//两个元素
  List list = Arrays.asList(new Integer[]{123,456})//两个元素
  

• T[] toArray(T[] a)：

集合新特性foreach循环遍历集合或项目：

内部调用的还是迭代器

for(集合对象的类型 局部变量 ： 集合对象){}
例如：for(Object obj : coll){}
     for(int i : arr){}

List接口： ArrayList源码分析 ：

jdk7:

ArrayList list = new ArrayList()； //底层创建了长度为10的Object[]数组elementDate

使用add()方法添加元素时，如果默认容量不足，则扩容，默认情况下，扩容为原来容量的1.5倍，同时将原数组中元素赋值到新的数组中

在开发中，尽量使用带参的构造器，指定构造器的初始容量
ArrayList list = new ArrayList(int capacity)；

jdk8的变化：

ArrayList list = new ArrayList()； //底层Object[]数组elementDate初始化为{}，并没有创建长度为10 的数组，而是在调用add()方法时创建

小结：

jdk7中ArrayList的创建类似单例的饿汉式，而jdk8中ArrayList的创建类似单例的懒汉式，延迟了数组的创建，节省内存。Vector构造器创建对象时底层都创建长度为10的数组。Vector的扩容为原来容量的2倍

LinkedList源码分析：

LinkedList list = new LinkedList();内部声明了Node（内部类）类型的first和last属性，默认值为null.

private static class Node{
	E item;
	Node next;
	Node prev;
	
	Node(Node,E element, Node next){
		this.item = item;
		this.next = next;
		this.prev = prev;
	}
}

List接口中的常用方法：

• void add( int index, Object ele )：在index位置插入ele元素，如果放入的形参是集合，那么加入当前集合的该集合会被当成一个元素
• 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位置上的元素
• int indexOf( Object obj )：返回obj在集合首次出现的位置，元素不存在返回 -1
• int lastIndexOf( Object obj )：返回obj在集合末次出现的位置 ，元素不存在返回 -1
• Object remove( int index )：移除指定index位置的元素，并返回此元素

面试小题：List list = new ArrayList(1,2,3);
		list.remove(2); //删除的是数据3
删除2  ：list.remove(new Integer(2))
区分于Collection接口中的remove(Object obj)

• Object set( int index, Object ele )：设置指定index位置的元素ele
• List subList( int fromIndex, int toIndex )：**返回从fromIndex到toIndex位置的子集合

set接口： HashSet：

无序性：

不等于随机性，根据Hashcode进行散列确定在底层数组的存储位置，可以通过迭代器遍历

不可重复性：

如果存在哈希冲突，使用分离链表法，比较元素的hash值，如果hash值相同(虚拟地址相同)，再调用元素所在类的equlas()（根据需求考虑是否重写），equals()方法返回true，添加失败，false，添加成功

set散列分离链表法：

jdk7：新元素放入数组中，指向原来的元素
jdk8：原来的元素在数组中，指向新的元素

set接口中没有额外定义新的方法，使用都是Collection中声明过的方法

要求：

向Set中添加的数据，其所在类一定要重写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

LinkedHashSet:

LinkedHashSet作为HashSet子类，在添加数据的同时，每个数据还维护了两个引用，记录此数据的前一个和后一个元素的位置，对于频繁的遍历操作，有较高的效率

TreeSet：

底层采用红黑树的存储结构

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（自定义类实现comparable接口） and 定制排序（自定义类实现comparator接口）

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()（定制排序也一样），且添加的元素不能重复，若想添加同一个类有个别属性相同，总体不同的对象，在自然排序时，使用嵌套比较该属性

若要对TreeSet对象使用自然排序，则自定义类实现comparable接口即可（非自定义类不用），若要对TreeSet对象使用定制排序，则创建comparator接口的实现类对象，作为TreeSet构造器的参数。

Map结构： Map结构的理解:

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）

Map中的value：无序的、可重复的，使用Collection存储所有的value

一个键值对：key-value构成一个Entry对象

Map中的entry：无序的、不可重复的，使用set存储所有的entry

HashMap的底层实现原理（以jdk7为例）：

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(key, value):

首先调用key所在的类的hashCode(),计算key的哈希值，经过某种算法计算后，得到在Entry数组中的存放位置。如果该位置上为空，则添加成功。若不为空，此时该位置上的元素以链表的形式存在，将key依次与该位置上的元素比较，比较方式是调用key所在类的hashCode()方法，若与该位置上的所有元素都比较后哈希值均不同，则添加成功，若相同，则继续比较：调用value所在类的equals()方法，若与所有key哈希值相同的元素比较equals()后都不同，则添加成功，若出现相同则使用新添加的key对应的value替换原来key对应的value

在不断的添加过程中，会涉及到扩容问题，当超出底层数组临界值，且要存放的位置非空时，扩容，扩容后重新对集合中的所有元素计算扩容后在数组中的位置

默认的扩容方式：扩容为原来容量的2倍，并将原有的数据赋值过来

jdk8相较于jdk7在底层实现方面的不同：

1. new HashMap()：底层没有创建长度为16的数组

2. jdk8底层的数组是：node[] ,而不是Entry[]

3. 首次使用put()方法时，底层创建长度为16的数组

4. jdk7底层结构只有：数组+链表。 jdk8底层结构：数组+链表+红黑树

   当数组的某一个索引位置上的元素以链表形式存在的数据个数 > 8,且当前数组的长度 > 64时，此时该索引位置上的所有数据改为使用红黑树存储

HashMap的默认容量：16

HashMap的默认加载因子：0.75

Bucket中链表长度大于默认值转化红黑树：8

桶中的Node被树化时最小的hash表容量：64

Map中的常用方法：

​元素修改和删除方法：

• Object put() ：将指定键值对添加到（或修改）key-value当前map对象中

• void putAll(Map m) ：将指定的map对象中的元素存放到当前map中

• Object remove（Object key）：移除指定的key的key-value对，并返回该key对应的value，如果该key不存在，返回null

• void clear（）：清空当前map中的所有值

元素查询方法：

• Object get（Object key）：获取指定key对应的value

• boolean containsKey（Object key）: 当前map对象是否包含指定的key

• boolean containsValue（Object value）：当前map对象是否包含指定的value

• int size（）：

• boolean isEmpty（）：

• boolean equals（Object obj）：判断当前map与指定的map对象是否相等

  原视图操作的方法：不能用iteator遍历map

• Set keySet（）：返回所有key构成的Set集合

• Collection values（）：返回所有value构成的Collection集合

• Set entrySet（）：返回所有key-value对构成的Set集合

Map.Entry是一个内部接口
Set entrySet = map.entrySet();
Iterator iterator = entrySet.iterator();
while(iterator.hasNext()){
	Object obj = iterator.next();
	Map.Entry entry = (Map.Entry) obj;
	//map.Entry接口中定义的有getKey()和getValue()方法
	Systen.out.println(entry.getKey() + entry.getValue())
}

TreeMap:

使用与TreeSet一致（包括自然排序与定制排序的使用）。

Properties：

常用来处理配置文件。key和value都是String类型的

Collections工具类的常用方法：