集合_基本用法详解

「爱情、让人受尽委屈。」 2024-03-31 13:49 88阅读 0赞

## 1、集合大纲 ##

!\[在这里插入图片描述\](https://img-blog.csdnimg.cn/553f176aba574366a1aa20e679e296f1.pn![8b1545de71c941eaa62f16f53f16acd7.png][]

## 2 集合的基础知识 ##

> HashMap：

创建对象：HashMap<Integer, String> Sites = new HashMap<Integer, String>();
    输出结果：{
        1=Google, 2=Runoob, 3=Taobao}
    eg：HashMap<String, String> map = new HashMap<String, String>();
        map.put("1","yff");
        map.put("2","yll");
        System.out.println(map);
     
    结果：{
        1=yff, 2=yll}

> ArrayList：  
> 创建对象：ArrayList sites = new ArrayList();  
> 输出结果：\[Google, Runoob, Taobao\]

> HashSet：  
> 创建对象：HashSet sites = new HashSet();  
> 输出结果：\[Google, Runoob, Zhihu, Taobao\]

## 3.集合和数组的区别： ##

![在这里插入图片描述][8050013519ca42b2969bcb27fcf5bf2d.png]

## 4.Collection集合的常用方法： ##

![在这里插入图片描述][6650adc9b930493bb24f489c786e938c.png]

> 备注：  
> collection和collections的区别Java中Collection和Collections的区别  
> Collection是一个集合接口。它提供了对集合对象进行基本操作的通用接口方法。Collection接口在Java类库中有很多具体的实现。Collection接口的意义是为各种具体的集合提供最大化的统一操作方式。

> Collections是一个jdk 的java.util包下的类（Arrays也是）。它包含各种有关集合操作的静态多态方法。服务于Java的Collection框架。  
> 排序(Sort)  
> 反转(Reverse)  
> 替换所有元素（Fill）  
> 拷贝（copy）  
> 返回Collections中最小元素(min)  
> 返回Collections中最小元素(max) 等等

## 5.常用集合的分类： ##

> Collection 接口的接口 对象的集合（单列集合）  
> ├——-List 接口：元素按进入先后有序保存，可重复  
> │—————-├ LinkedList 接口实现类， 链表， 插入删除， 没有同步， 线程不安全  
> │—————-├ ArrayList 接口实现类， 数组， 随机访问， 没有同步， 线程不安全  
> │—————-└ Vector 接口实现类 数组， 同步， 线程安全  
> │ ———————-└ Stack 是Vector类的实现类（Stack就是栈，底层也是数组，它具有先进后出的特点。java官方不建议使用）  
> └——-Set 接口： 仅接收一次，不可重复，并做内部排序  
> ├—————-└HashSet 使用hash表（数组）存储元素  
> │————————└ LinkedHashSet 链表维护元素的插入次序  
> └ —————-TreeSet 底层实现为二叉树，元素排好序

> Map 接口 键值对的集合 （双列集合）  
> ├———Hashtable 接口实现类， 同步， 线程安全  
> ├———HashMap 接口实现类 ，没有同步， 线程不安全-  
> │—————–├ LinkedHashMap 双向链表和哈希表实现  
> │—————–└ WeakHashMap  
> ├ ——–TreeMap 红黑树对所有的key进行排序  
> └———IdentifyHashMap

## 6、List和Set集合详解： ##

> list和set的区别：  
> ![在这里插入图片描述][99f16c879f0d4da69a0f8b3bdb3f593b.png]

## 7.List详解 ##

> （1）ArrayList：底层数据结构是数组，查询修改快，增删慢，线程不安全，效率高，可以存储重复元素  
> （2）LinkedList 底层数据结构是链表，查询修改慢，增删快，线程不安全，效率高，可以存储重复元素  
> （3）Vector:底层数据结构是数组，查询修改快，增删慢，线程安全，效率低，可以存储重复元素

![在这里插入图片描述][1d4a3da4b9864cf1940d69c631893851.png]

## 8.Set详解 ##

> (1) HashSet  
> 底层数据结构采用哈希表实现（无排序），元素无序且唯一，线程不安全，效率高，可以存储null元素，元素的唯一性是靠所存储元素类型是否重写hashCode()和equals()方法来保证的。

> hashCode()和equals()都是Object类的方法，hashCode()默认是通过地址来计算hash码，但是可能被重写过用内容来计算hash码，equals()默认通过地址判断两个对象是否相等，但是可能被重写用内容来比较两个对象

> 所以两个对象相等，他们的hashCode和equals一定相等，但是hashCode相等的两个对象未必相等，因为hashcode返回的是int类型，他的最多有2的32次方个，还是有可能会重复的。

> 为什么要同时重写equals方法和hashcode方法？  
> 了解目的之后，所以我们需要重写这俩个方法，那只重写其中的一个方法可行嘛？我们来分析一下：  
> 只重写equals方法：

> 比如在HashSet或HashMap中，key如果是String类型，String如果只重写了equals（）而没有重写hashcode（）的话，则两个equals()比较为true的key，因为hashcode不同导致两个key没有出现在一个索引上，就会出现map中存在两个相同的key。

> 只重写hashcode方法呢：在做对象之间的比较时，我们要知道：  
> 如果equals方法相等，则他们hsahcode的hash值必然相等，俩个对象必然相等  
> 如果equals方法不等，则他们hashcode的hash值不一定不等，俩个对象必然不等  
> 如果hashcode的hash值不等，则俩个对象必然不等  
> 如果hashcode的hash值相等，俩个对象不一定相等，要在判断equals是否相等来比较俩个对象是否相等。(为什么具有相同哈希码的两个对象不一定相等? 这很简单.哈希码是int整数，只有32位.现在以 Long 为例.由于它的长度为64位，其值比2 的32次方 多得多.但是依旧会有很多具有相同哈希码的值.)  
> 所以，需要同时重写equals方法和hashcode方法。

> 具体实现唯一性的比较过程：存储元素首先会使用hash()算法函数生成一个int类型hashCode散列值，  
> 然后已经的所存储的元素的hashCode值比较，如果hashCode不相等，则所存储的两个对象一定不相等，  
> 此时存储当前的新的hashCode值处的元素对象；如果hashCode相等，存储元素的对象还是不一定相等，  
> 此时会调用equals()方法判断两个对象的内容是否相等，如果内容相等，那么就是同一个对象，无需存储；  
> 如果比较的内容不相等，那么就是不同的对象，就该存储了，此时就要采用哈希的解决地址冲突算法，  
> 在当前hashCode值处类似一个新的链表， 在同一个hashCode值的后面存储存储不同的对象，  
> 这样就保证了元素的唯一性。

> Set的实现类的集合对象中不能够有重复元素，HashSet也一样他是使用了一种标识来确定元素的不重复  
> ，HashSet用一种算法来保证HashSet中的元素是不重复的，  
> HashSet采用哈希算法，底层用数组存储数据。默认初始化容量16，加载因子0.75。

> Object类中的hashCode()的方法是所有子类都会继承这个方法，这个方法会用Hash算法算出一个Hash  
> （哈希）码值返回，HashSet会用Hash码值去和数组长度取模，  
> 模（这个模就是对象要存放在数组中的位置）相同时才会判断数组中的元素和要加入的对象的内容是否相同，  
> 如果不同才会添加进去。  
> Hash算法是一种散列算法。  
> Set hs=new HashSet();  
> hs.add(o);  
> |  
> o.hashCode();  
> |  
> o%当前总容量 (0–15)  
> |  
> hashCode是否冲突（与原来的hashcode进行比较）？  
> 不发生冲突 —————– 直接存放  
> |  
> 发生冲突则再判断  
> |  
> o1.equals(o2)————假（不相等）——-找一个空位添加  
> ————是（相等） ——-不添加

> 覆盖hashCode()方法的原则：  
> 一定要让那些我们认为相同的对象返回相同的hashCode值  
> 尽量让那些我们认为不同的对象返回不同的hashCode值，否则，就会增加冲突的概率。  
> 尽量的让hashCode值散列开（两值用异或运算可使结果的范围更广）

> HashSet 的实现比较简单，相关HashSet的操作，基本上都是直接调用底层HashMap的相关方法来完成，  
> 我们应该为保存到HashSet中的对象覆盖hashCode()和equals()，因为再将对象加入到HashSet中时，  
> 会首先调用hashCode方法计算出对象的hash值，接着根据此hash值调用HashMap中的hash方法，  
> 得到的值& (length-1)得到该对象在hashMap的transient Entry\[\] table中的保存位置的索引，  
> 接着找到数组中该索引位置保存的对象，并调用equals方法比较这两个对象是否相等，如果相等则不添加，  
> 注意：所以要存入HashSet的集合对象中的自定义类必须覆盖hashCode(),equals()两个方法，  
> 才能保证集合中元素不重复。在覆盖equals()和hashCode()方法时， 要使相同对象的hashCode()方法  
> 返回相同值，覆盖equals()方法再判断其内容。为了保证效率，所以在覆盖hashCode()方法时，  
> 也要尽量使不同对象尽量返回不同的Hash码值。

> 如果数组中的元素和要加入的对象的hashCode()返回了相同的Hash值（相同对象）,  
> 才会用equals()方法来判断两个对象的内容是否相同。

> (2) LinkedHashSet  
> 底层数据结构采用链表和哈希表共同实现（有排序），链表保证了元素的顺序与存储顺序一致，哈希表保证了元素的唯一性。线程不安全，效率高。

> (3) TreeSet  
> 底层数据结构采用二叉树来实现（保证插入遍历顺序一致），元素唯一且已经排好序；唯一性同样需要重写hashCode和equals()方法，二叉树结构保证了元素的有序性。  
> 根据构造方法不同，分为自然排序（无参构造）和比较器排序（有参构造）：

> 自然排序要求元素（实体类）必须实现Compareable接口，并重写里面的compareTo()方法，元素（实体类）通过比较返回的int值来判断排序序列，返回0说明两个对象相同，不需要存储；

> 比较器排需要在TreeSet初始化是时候传入一个实现Comparator接口的比较器对象，或者采用匿名内部类的方式new一个Comparator对象，重写里面的compare()方法；

> 在代码开发中会遇到，讲取到的数据list按照某个字段排序，可以直接使用Collections.sort()方法排序

//排序前，要确认list 是否为空，避免空指针异常
     List <ObejectEntity> list= new arrayList<>();
     Collections.sort(list, new Comparator<ObejectEntity>() {
        
                @Override
                public int compare(ObejectEntity o1, ObejectEntity o2) {
        
                //这里使用时间字段排序 如果要用其他字段直接从bean实体中取
                return o2.getPayTime().compareTo(o1.getPayTime());
                //上面使用的是降序排序，如果正序 直接使用o1-o2即可
                }
            });
     
     
    不过现在使用lambda表达式更简洁（推荐）
      //这里是上面的lambda变种方式
     Collections.sort(list, (o1, o2) -> o2.getPayTime().compareTo(o1.getPayTime()));
     //如果排序后，需要取前几条，可以直接使用sublist(startIndex , endIndex)
     List<ObejectEntity> orderList=list.subList(0,10);

> (4) 小结  
> Set 存入Set的每个元素都必须是唯一的，因为Set不保存重复元素。加入Set的元素必须定义equals()方法以确保对象的唯一性。Set和Collection有完全一样的接口。Set接口不保证维护元素的次序。

## 9.List和Set总结 ##

> （1）、List,Set都是继承自Collection接口，Map则不是  
> （2）、List特点：元素有放入顺序，元素可重复 ，Set特点：元素无放入顺序，元素不可重复，重复元素会覆盖掉，（注意：元素虽然无放入顺序，但是元素在set中的位置是有该元素的HashCode决定的，其位置其实是固定的，加入Set 的Object必须定义equals()方法 ，另外list支持for循环，也就是通过下标来遍历，也可以用迭代器，但是set只能用迭代，因为他无序，无法用下标来取得想要的值。）  
> （3）、Set和List对比：  
> Set：检索元素效率低下，删除和插入效率高，插入和删除不会引起元素位置改变。  
> List：和数组类似，List可以动态增长，查找元素效率高，插入删除元素效率低，因为会引起其他元素位置改变。  
> （4）、常用的类的区别

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## 10、ArrayList与LinkedList的区别和适用场景 ##

> Arraylist：  
> 优点：ArrayList是实现了基于动态数组的数据结构,因为地址连续，一旦数据存储好了，  
> 查询操作效率会比较高（在内存里是连着放的）。  
> 缺点：因为地址连续， ArrayList要移动数据,所以插入和删除操作效率比较低。

> LinkedList：  
> 优点：LinkedList基于链表的数据结构,地址是任意的，所以在开辟内存空间的时候不需要等一个连续的  
> 地址，对于新增和删除操作add和remove，LinedList比较占优势。  
> LinkedList 适用于要头尾操作或插入指定位置的场景  
> 缺点：因为LinkedList要移动指针,所以查询操作性能比较低。

> 适用场景分析：  
> 当需要对数据进行对此访问的情况下选用ArrayList，当需要对数据进行多次增加删除修改时  
> 采用LinkedList。

## 11、ArrayList与Vector的区别和适用场景 ##

> ArrayList有三个构造方法：  
> public ArrayList(int initialCapacity)//构造一个具有指定初始容量的空列表。  
> public ArrayList() //默认构造一个初始容量为10的空列表。  
> public ArrayList(Collection<? extends E> c)//构造一个包含指定 collection 的元素的列表

> Vector有四个构造方法：  
> public Vector()//使用指定的初始容量和等于0的容量增量构造一个空向量。  
> public Vector(int initialCapacity)//构造一个空向量，使其内部数据数组的大小，其标准容量  
> 增量为零。  
> public Vector(Collection<? extends E> c)//构造一个包含指定 collection 中的元素的向量  
> public Vector(int initialCapacity,int capacityIncrement)//使用指定的初始容量和容量增量  
> 构造一个空的向量

> ArrayList和Vector都是用数组实现的，主要有这么三个区别：  
> （1）.Vector是多线程安全的，线程安全就是说多线程访问同一代码，不会产生不确定的结果。  
> 而ArrayList不是，这个可以从源码中看出，Vector类中的方法很多有synchronized进行修饰，  
> 这样就导致了Vector在效率上无法与ArrayList相比；  
> （2）两个都是采用的线性连续空间存储元素，但是当空间不足的时候，两个类的增加方式是不同。  
> （3）Vector可以设置增长因子，而ArrayList不可以。  
> （4）Vector是一种老的动态数组，是线程同步的，效率很低，一般不赞成使用。

> 适用场景分析：
> 
> 1.  Vector是线程同步的，所以它也是线程安全的，而ArrayList是线程异步的，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。
> 2.  如果集合中的元素的数目大于目前集合数组的长度时，在集合中使用数据量比较大的数据，  
>     用Vector有一定的优势。

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## 12、TreeSet 和HashSet区别： ##

> 1） TreeSet 是二差树（红黑树的树据结构）实现的,Treeset中的数据是自动排好序的，  
> 不允许放入null值  
> 2） HashSet 是哈希表实现的,HashSet中的数据是无序的，可以放入null，但只能放入一个null，  
> 两者中的值都不能重复，就如数据库中唯一约束  
> 3） HashSet要求放入的对象必须实现HashCode()方法，放入的对象，是以hashcode码作为标识的，  
> 而具有相同内容的String对象，hashcode是一样，所以放入的内容不能重复。  
> 但是同一个类的对象可以放入不同的实例  
> 4）适用场景分析:  
> HashSet是基于Hash算法实现的，其性能通常都优于TreeSet。为快速查找而设计的Set，  
> 我们通常都应该使用HashSet，在我们需要排序的功能时，我们才使用TreeSet。

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