集合框架。

目录

集合框架体系图

集合的理解和好处

Collection接口和常用方法

Coollection接口实现类的特点

Collection接口和常用方法

Collection接口遍历元素方式

Collection接口遍历元素方式1-使用Iterator（迭代器）

Collection接口遍历元素方式2-For循环增强

Collection接口遍历元素方式3-普通for循环

List接口

List接口基本介绍

List接口的常用方法

ArrayList的注意事项

ArrayList的底层操作机制源码分析

Vector底层结构和源码刨析

LinkedList底层结构

ArrayList 和 LinkedList比较

如何选择ArrayList 和 LinkedList：

Set接口和常用方法

Set接口基本介绍

Set接口的常用方法

Set接口的遍历方式

Set接口实现类-HashSet

HashSet底层机制说明

HashSet快速入门案例

LinkedHashSet

LinkedHashSet的全面说明

LinkedHashSet底层源码刨析

Map接口

Map体系的继承图

Map接口实现类的特点【很实用】

HashMap的key和Value源码刨析

Map接口的常用方法

Map接口遍历方法

HashMap小结

HashMap底层机制及源码刨析

扩容机制[和HashSet相同]

Hashtable 和 HashMap对比

Map接口实现类-Properties

总结-开发中如何选择集合实现类

Collections工具类

分析HashSet和TreeSet 分别如何实现去重的

集合框架体系图

单例集合

双例集合

集合的理解和好处

前面我们保存多个数据使用的是数组，那么数组有不足的地方，我们分析一下。

• 数组

1. 长度开始时必须指定，而且一旦指定，不能更改
2. 保存的必须为同一类型的元素

• 集合

1. 可以动态保存任意多个对象，使用比较方便！
2. 提供一系列方便的操作对象的方法：add，remove，set，get等

Collection接口和常用方法

Coollection接口实现类的特点

public interface Collection extends Iterable

1. collection实现子类可以存放多个元素，每个元素可以是Object
2. 有些Collection的实现类，有些是有序的（List），有些是无序的（Set）
3. 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接口和常用方法

Collection接口常用方法，以实现子类Array'List来演示

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
10. 说明： 以ArrayList来演示

package com.hspedu.collection_;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

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.

    }
}

Collection接口遍历元素方式

Collection接口遍历元素方式1-使用Iterator（迭代器）

基本介绍

1. Iterator对象称为迭代器，主要用于遍历Collection 集合中的元素
2. 所有实现了Collection接口的集合类都有一个iterator（）方法，用以返回一个实现了Iterator接口的对象，即可以返回一个迭代器。
3. 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应用案例

package com.hspedu.collection_;


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


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);
        //现在老师希望能够遍历 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 +
                '}';
    }
}

Collection接口遍历元素方式2-For循环增强

介绍

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。

语法

for（元素类型 元素名 ：集合名或数组名）{

访问元素

}

Collection接口遍历元素方式3-普通for循环

• 语法

for（int i=0；i

Object object=list.get(i);

System.out.println(object);

}

List接口

List接口基本介绍

• List接口是 Collection 接口的子接口

1. 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。
2. List集合中的每个元素都有其对应的顺序索引，即支持索引。
3. 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。
4. Jdk API中List接口的实现类常用的有：ArrayList， LinkedList和Vector。

package com.hspedu.list_;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class List_ {
    @SuppressWarnings({"all"})
    public static void main(String[] args) {
        //1. 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 [案例]
        List list = new ArrayList();
        list.add("jack");
        list.add("tom");
        list.add("mary");
        list.add("hsp");
        list.add("tom");
        System.out.println("list=" + list);
        //2. 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
        //3.
    }
}

List接口的常用方法

• List集合里添加了一些根据索引来操作集合元素的方法

package com.hspedu.list_;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;


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, "韩顺平");
        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("韩顺平");
        System.out.println("list=" + list);
        System.out.println(list.lastIndexOf("韩顺平"));
//        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
        List returnlist = list.subList(0, 2);
        System.out.println("returnlist=" + returnlist);
b
    }
}

ArrayList的注意事项

1. permits all elements，including null，ArrayList 可以加入null，并且多个
2. ArrayList 是由数组来实现数据存储的
3. ArrayList 基本等同于Vector，除了ArrayList是线程不安全（执行效率高）看源码。在多线程情况下，不建议使用ArrayList

ArrayList的底层操作机制源码分析

1. ArrayList中维护了一个Obejct类型的数组elementData. transient Obect[] elementData; //trnsient表示瞬间，短暂的，表示该属性不会被序列化
2. 当创建对象时，如果使用的是无参构造器，则初始elementData容量为0（Jdk7是10）
3. 当添加元素时：先判断是否需要扩容，如果需要扩容，则调用grow方法，否则直接添加元素到合适位置
4. 如果使用的是无参构造器，如果第一次添加，需要扩容的话，则扩容elementData为10，如果需要再次扩容的话，则扩容elementData为1.5倍。
5. 如果使用的是指定容量capacity的构造器，则初始elementData容量为capacity
6. 如果使用的是指定容量capacity的构造器，如果需要扩容，则直接扩容elementData为1.5倍。

Vector底层结构和源码刨析

Vector的基本介绍

1. Vector类的定义说明

1. Vector底层也是一个对象数组 ， protected Object[] elementData;
2. Vector 是线程同步的，即线程安全，Vectot类的操作方法带有synchronized
3. 在开发中，需要线程同步安全时，考虑使用Vector

package com.hspedu.list_;

import java.util.Vector;


@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);
      
        //1. new Vector() 底层
        

    }
}

Vector和ArrayList的比较

LinkedList底层结构

LinkedList的全面说明

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

LinkedList的底层操作机制

1. LinkedList底层维护了一个双向链表
2. LinkedList中维护了两个属性first和last分别指向 首节点和尾节点
3. 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
4. 所以LinkedList的元素添加和删除，不是通过数组完成的，相对来说效率较高。
5. 模拟一个简单的双向链表

package com.hspedu.list_;

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("老韩");

        //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 --------- 老韩直接，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("===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("====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;
        }


    }
}

//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;
    }
}

LinkedList增删改查案例

package com.hspedu.list_;

import java.util.Iterator;
import java.util.LinkedList;

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

        LinkedList linkedList = new LinkedList();
        linkedList.add(1);
        linkedList.add(2);
        linkedList.add(3);
        System.out.println("linkedList=" + linkedList);

        //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);

        //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

        //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));
        }


        //老韩源码阅读.
        

        
    }
}

ArrayList 和 LinkedList比较

如何选择ArrayList 和 LinkedList：

1. 如果我们改查的操作多，选择ArrayList
2. 如果我们增删的操作多，选择LinkedList
3. 一般来说，在程序中，80%-90%都是查询，因此大部分情况下会选择ArrayList
4. 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，另外一个模块是LinkedList。

Set接口和常用方法

Set接口基本介绍

1. 无序（添加和取出的顺序不一致），没有索引
2. 不允许重复元素，所以做多包含一个null
3. 注意：取出的顺序的顺序虽然不是添加的顺序，但是他是固定的

Set接口的常用方法

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

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。

1. 可以使用迭代器
2. 增强for
3. 不能使用普通for循环来遍历

Set接口实现类-HashSet

1. HashSet实现了Set接口
2. HashSet实际上是HashMap，看下源码。

public   HashSet(){
    map=new HashMap<>();
}

1. 可以存放null值，但是只能由一个null
2. HashSet不保证元素是有序的，取决于hash后，再确定索引的结郭。
3. 不能有重复元素/对象. 在前面Set 接口使用已经讲过

package com.hspedu.set_;

import java.util.HashSet;

@SuppressWarnings({"all"})
public class HashSet01 {
    public static void main(String[] args) {
        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

        //
        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，以后讲完源码，你就了然
        //去看他的源码，即 add 到底发生了什么?=> 底层机制.
        set.add(new String("hsp"));//ok
        set.add(new String("hsp"));//加入不了.
        System.out.println("set=" + set);


    }
}
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 + ''' +
                '}';
    }
}

HashSet底层机制说明

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

1. HashSet 底层是 HashMap
2. 添加一个元素时，先得到hash值 -会转成->索引值
3. 找到存储数据table，看到这个索引位置是否已经存放的有元素
4. 如果没有，直接加入
5. 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
6. 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)。

package com.hspedu.set_;

@SuppressWarnings({"all"})
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;
        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);


    }
}
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;
    }
}

HashSet快速入门案例

package com.hspedu.set_;

import java.util.HashSet;
import java.util.LinkedHashSet;
import java.util.Objects;
import java.util.Set;


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


        
        HashSet hashSet = new HashSet();
        hashSet.add(new Employee("milan", 18));//ok
        hashSet.add(new Employee("smith", 28));//ok
        hashSet.add(new Employee("milan", 18));//加入不成功.

        //回答,加入了几个? 3个
        System.out.println("hashSet=" + hashSet);
    }
}

//创建Employee
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;
    }

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

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

LinkedHashSet

LinkedHashSet的全面说明

1. LinkedHashSet 是HashSet 的子类
2. LinkedHashSet 底层是一个 LinkedHashMap，底层维护了一个数组 +双向链表
3. 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（图），这使得元素看起来是以插入顺序保存的。
4. LinkedHashSet 不允许添加重复元素

LinkedHashSet底层源码刨析

package com.hspedu.set_;

import java.util.LinkedHashSet;
import java.util.Set;

@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);
        //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
        

    }
}
class Customer {
    private String name;
    private int no;

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

Map接口

Map体系的继承图

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

package com.hspedu.map_;

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

@SuppressWarnings({"all"})
public class Map_ {
    public static void main(String[] args) {
        //老韩解读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", "韩顺平");//k-v
        map.put("no2", "张无忌");//k-v
        map.put("no1", "张三丰");//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);



    }
}

HashMap的key和Value源码刨析

package com.hspedu.map_;

import java.util.Collection;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Set;

@SuppressWarnings({"all"})
public class MapSource_ {
    public static void main(String[] args) {
        Map map = new HashMap();
        map.put("no1", "韩顺平");//k-v
        map.put("no2", "张无忌");//k-v
        map.put(new Car(), new Person());//k-v

        //老韩解读
        //1. k-v 最后是 HashMap$Node node = newNode(hash, key, value, null)
        //2. k-v 为了方便程序员的遍历，还会 创建 EntrySet 集合 ，该集合存放的元素的类型 Entry, 而一个Entry
        //   对象就有k,v EntrySet> 即： transient Set> entrySet;
        //3. entrySet 中， 定义的类型是 Map.Entry ，但是实际上存放的还是 HashMap$Node
        //   这时因为 static class Node implements Map.Entry
        //4. 当把 HashMap$Node 对象 存放到 entrySet 就方便我们的遍历, 因为 Map.Entry 提供了重要方法
        //   K getKey(); V getValue();

        Set set = map.entrySet();
        System.out.println(set.getClass());// HashMap$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() );
        }

        Set set1 = map.keySet();
        System.out.println(set1.getClass());
        Collection values = map.values();
        System.out.println(values.getClass());


    }
}

class Car {

}

class Person{

}

Map接口的常用方法

1. put：添加
2. remove：根据键删除映射关系
3. get：革命家获取值
4. size：获取元素个数
5. isEmpty：判断个数是否为0
6. clear：清除
7. containsKey：查找键是否存在

package com.hspedu.map_;

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

@SuppressWarnings({"all"})
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 Book("", 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
//        clear:清除k-v
        //map.clear();
        System.out.println("map=" + map);
//        containsKey:查找键是否存在
        System.out.println("结果=" + map.containsKey("hsp"));//T


    }
}

class Book {
    private String name;
    private int num;

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

Map接口遍历方法

package com.hspedu.map_;

import java.util.*;

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

        Map map = new HashMap();
        map.put("邓超", "孙俪");
        map.put("王宝强", "马蓉");
        map.put("宋喆", "马蓉");
        map.put("刘令博", null);
        map.put(null, "刘亦菲");
        map.put("鹿晗", "关晓彤");

        //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("-----第一种方式-------");
        for (Object key : keyset) {
            System.out.println(key + "-" + map.get(key));
        }
        //(2) 迭代器
        System.out.println("----第二种方式--------");
        Iterator iterator = keyset.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            Object key =  iterator.next();
            System.out.println(key + "-" + map.get(key));
        }

        //第二组: 把所有的values取出
        Collection values = map.values();
        //这里可以使用所有的Collections使用的遍历方法
        //(1) 增强for
        System.out.println("---取出所有的value 增强for----");
        for (Object value : values) {
            System.out.println(value);
        }
        //(2) 迭代器
        System.out.println("---取出所有的value 迭代器----");
        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
        Set entrySet = map.entrySet();// EntrySet>
        //(1) 增强for
        System.out.println("----使用EntrySet 的 for增强(第3种)----");
        for (Object entry : entrySet) {
            //将entry 转成 Map.Entry
            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4种)----");
        Iterator iterator3 = entrySet.iterator();
        while (iterator3.hasNext()) {
            Object entry =  iterator3.next();
            //System.out.println(next.getClass());//HashMap$Node -实现-> Map.Entry (getKey,getValue)
            //向下转型 Map.Entry
            Map.Entry m = (Map.Entry) entry;
            System.out.println(m.getKey() + "-" + m.getValue());
        }


    }
}

HashMap小结

1. Map接口的常用实现类：HashMap, Hashtable和Properties。
2. HashMap 是Map 接口使用频率最高的实现类
3. HashMap 是key-val 对的方式来存储数据
4. Key 不能重复 但是值可以重复，允许使用null和null值。
5. 如果添加相同的key，则会覆盖原理的key-val，等同于修改（key不会替换，val会替换）
6. 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
7. HashMap没有实现同步，因此线程不安全的。

HashMap底层机制及源码刨析

扩容机制[和HashSet相同]

1. HashMap底层维护了Node类型的数组table，默认为null
2. 当创建对象时，将加载因子（loadfactor）初始化为0.75
3. 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，继续判断元素的key是否准备加入的key相等，如果相等，则直接替换val；如果不相等需要哦按段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。
4. 第1次添加，则需要扩容table容量为16，临界值（threshold）为12
5. 以后再扩容，则需要扩容table容量为原来的2倍，临界值为原来的2倍，即24，依次类推
6. 在Java8中，如果一条链表的元素个数超过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）。

package com.hspedu.map_;

import java.util.HashMap;


@SuppressWarnings({"all"})
public class HashMapSource1 {
    public static void main(String[] args) {
        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);//

        


    }
}

Map接口实现类- Hashtable

HashTable的基本介绍

1. 存放的元素是键值对：即K-V
2. hashtable的键和值都不能为null
3. hashTable 使用方法基本上和HashMap一样
4. hashtable 是线程安全的，hashMap 是线程不安全的

package com.hspedu.map_;

import java.util.Hashtable;


@SuppressWarnings({"all"})
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
        //5. 按照 int newCapacity = (oldCapacity << 1) + 1; 的大小扩容.

    }
}

Hashtable 和 HashMap对比

Map接口实现类-Properties

基本介绍

1. 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
2. 他的使用特点和Hashtable类似
3. Properties 还可以用于 从 xxx.properties 文件中，加载数据到Properties类对象，并进行读取和修改
4. 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。

package com.hspedu.map_;

import java.util.Properties;

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

        //老韩解读
        //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);

        //通过k 获取对应值
        System.out.println(properties.get("lic"));//88

        //删除
        properties.remove("lic");
        System.out.println("properties=" + properties);

        //修改
        properties.put("john", "约翰");
        System.out.println("properties=" + properties);

        


    }
}

总结-开发中如何选择集合实现类

在开发中，选择什么集合实现类，注意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：

1. 先判断存储的类型（一组对象【单列】或一组键值对【双列】）
2. 一组对象：Collection接口

允许重复：List

增删多：LinkedList[底层维护了一个双向链表]

改查多：ArrayList[底层维护 Object类型的可变数组]

不允许重复：Set

无序： HashSet [底层是HashMap，维护了一个哈希表 即（数组+链表+红黑树）]

排序：TreeSet

插入和取出顺序一致：LinkedHashSet ，维护数组+双向链表

1. 一组键值对： Map

键无序： HashMap[底层是：哈希表 jdk7：数组+链表，jdk8：数组+链表+红黑树]

键排序： TreeMap

键插入和取出顺序一致：LinkedHashMap

读取文件 Properties

Collections工具类

package com.hspedu.collections_;

import java.util.*;


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

        //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

        //比如
        Collections.swap(list, 0, 1);
        System.out.println("交换后的情况");
        System.out.println("list=" + list);

        //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);
    }
}

分析HashSet和TreeSet 分别如何实现去重的