集合框架-（Collection/Map）

1.单列集合

1.1基础概要

集合中存储的是对象的地址信息，想要输出对象的信息，需要在具体的类中重写toString（）方法
Collection代表单列集合，每个元素数据只包含一个值
在这里插入图片描述
List集合：添加的元素可以是有序、可重复、有索引ArrayList,LinkedList,有序可重复，有索引
Set集合：添加的元素无序，不重复，无索引
HashSet,无序不重复，无索引。
LinkedHashSet,有序不重复，无索引
TreeSet:按照大小默认升序，不重复，无索引
Collection<E>接口的方法能被所有单列集合所调用，详细信息参考java开发文档

Collection<String> list=new ArrayList<>();//多态
Object[] list=list.toArray();将数组集合转为对象数组
#如果想要转换为其他类型的数组
//将数组集合转换为字符串数组，前提是集合里面都是字符串数据
list.toArray(new String[list.size()]);

1.2 Collection的遍历方式

迭代器
Collection集合获取迭代器的方法
Iterator<E> iterator(),返回集合中的迭代器对象，迭代器对象默认指向当前集合的第一个元素

#iterator()
//获取迭代器对象
Collection<String> list=new ArrayList<>();
Iterator<String>=list.iterator();//迭代器对象会存储和集合一样的数据类型
//迭代器遍历集合
#boolean hasNext(),该方法用于返回迭代器中是否还有下一位，用于判断取元素越界
#E next()获取当前位置的元素，同时将迭代器指向下一位元素
while(list.hasNext)
{
 System.out.print(list.next());
}

实现思路，集合调用iterator()方法获取迭代器对象，然后通过迭代器内置方法，遍历数据

增强for

//可以遍历数组，也可以遍历集合
Collection<String> list=new ArrayList<>();
for(String s:list)
{
System.out.print(s)
}

lambda表达式

Collection<String> list=new ArrayList<>();
list.forEach(s->{System.out.print(s)})

1.3 List集合

特点及方法

`List<String> list=new ArrayList<>();`
`List<String> list=new LinkedList<>();`

在这里插入图片描述
遍历
1.for循环
2.迭代器
3.增强for循环
4.Lambda表达式

ArrayList
基于数组实现
特点：

  • 通过索引查询数据，查询速度较快
  • 删除效率较低，删除某个数据时，需要将数据整体前移
  • 添加效率低，在某个索引位置添加时，需要将数据整体后移，或者需要对数组扩容
  • 利用无参构造创建集合，底层会默认创建一个容量为10的数组用作数组集合，当数据存满10个时，会扩容1.5倍

LinkedList
特点：

  • 链表中的节点是独立的对象，在内存中是不连续的

  • 查询较慢，需要从头开始查找

  • 链表增删相对较快，不需要移动元素位置

  • LinkedList基于双链表实现的，双向链表即分别存储前节点和后节点，对于首尾元素增删改查的速度极快
    双链表的方法
    在这里插入图片描述
    LinkedList的使用场景
    1.设计队列
    队列频繁操作对头和队尾元素，且队列是有序的

    LinkedList<String> queue=new LinkedList<>();
#进队，队尾进队
queue.addLast("一号");
queue.addLast("二号");
queue.addLast("三号");
#出队，对头出队
queue.removeFirst();
queue.removeFirst();

    2.设计栈

    LinkedList<String> stack=new LinkedList<>();
//进栈
stack.addFirst("第一颗");
stack.addFirst("第二颗");
stack.addFirst("第三颗");
//出栈
stack.removeFirst();

1.4 Set集合

在这里插入图片描述

hashset
特点：无序，不重复，无索引
哈希值：一个int类型的数值，java中的每个对象都有一个哈希值
哈希值的获取 public int hashCode();返回值就是哈希码，该方法由Objeact类提供
同一个对象调用hashcode方法，获取的哈希值是一样的
不同对象，哈希值一般不同，也有可能相同int数值类型表示的范围-21亿~~+21亿

hashset集合是基于哈希表实现的，哈希表是一种增删改查数据，性能都较好的数据结构

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
实现原理：
1.创建一个长度默认为16的数组，默认加载因子0.75
即当哈希表存储到16*0.75=12时，就需要进行扩容
jdk8之后，当链表的长度>8，数组长度>=64,自动将链表转为红黑树
红黑树
在这里插入图片描述

2.获取具体对象的哈希值
3.对哈希值按数组长度进行取余操作
4.在取余操作后，在数组下标等于余数位进行存值5.如果多个对象在同一个下标位置，则当前下标位存储方式改为链表存储，在存储前，需要对元素逐个进行判断，一样的就不保存

LinkedSet
特点：有序、不重复、无索引

  • 有序的实现是通过使用双链表机制
  • 无序：从下标0开始找，如果某个下标中有链表元素，则就必须先将该链表元素找完后，再找其他下标的元素
  • 引入双链表后，Linkedset集合为有序
    在这里插入图片描述

TreeSet
特点：排序(默认升序)，不重复，无索引
排序是基于红黑树实现的

  • 对于Integer\Double类型，默认按照数值本身排序
  • 对于字符串，默认按照首字符的编号排序
  • 对于自定义对象，需要自定义排序，方法如下
    在这里插入图片描述
    总结
  • 有序、有索引、可重复，且频繁的根据索引查找数据—ArrayList，底层基于数组实现
  • 有序、可重复、有索引，且增删首位数据频率较多—LinkedList，底层基于双链表实现
  • 无序、不重复、无索引，增删改查都快—HashSet，底层基于哈希表实现
  • 有序、不重复、无索引，—LinkedHashSet，底层基于双链表实现
  • 排序、不重复、无索引，—TreeSet,底层基于红黑树实现

遍历删除时，发生异常
在这里插入图片描述

#集合遍历，根据条件删除，没有完全删除的解决方案
//for循环
public static void test5()
    {
        List<Person> people=new ArrayList<>();//多态
        people.add(0,new Person("赵立秋",24,"男"));
        people.add(1,new Person("张立秋",22,"男"));
        people.add(2,new Person("赵立春",18,"男"));
        for (int i = people.size()-1; i>=0 ; i--) 
        {
            Person person = people.get(i);
            if (person.getName().contains("秋"))
            {
                people.remove(person);
            }
        }
        System.out.println(people);
    }
//迭代器遍历
 Iterator<Person> iterator = people.iterator();
        while (iterator.hasNext())
        {
            Person next = iterator.next();
            if (next.getName().contains("秋"))
            {
                iterator.remove(); //底层的逻辑就是i--
            }
        }
        System.out.println(people);
    }

1.5 Collectoion的其他知识

可变参数
即可选择传参也可选择不传参
特点：
1.一个形参列表中，只能有一个可变参数
2.可变参数必须放在形参列表的最后
3.可变参数在方法内部就是一个数组

public static void test(int age,int...nums)//...nums就是可变形参

Collections
不是Collection集合，而是一种操作集合的工具类
在这里插入图片描述
使用上述中的sort方法，如果参数中的集合是类对象，想要进行排序就必须在该类实现Comparable接口，指定比较规则
在这里插入图片描述

2.双列集合

map代表双列集合，每个元素包含两个值，键值对
map集合中，键不能重复，值可以
应用场景：一 一对应
在这里插入图片描述
Map集合的特点

  • HashMap:无序、不重复（键相同时，后者覆盖前者）、无索引
  • LinkedHashMap:有序（键决定）、不重复、无索引
  • TreeMap:按照大小默认升序排序(键决定)，无索引，不重复

map集合的遍历方式
1.entryset的方式，进行遍历

//双列转单列集合，将键值对转换成一个整体对象，通过增强for遍历
Map<String,String> map=new HashMap<>();
Set<Map.Entry<String,String>> entry=map.entrySet();
for(Map.Entry<String,String> en:entry)
{
en.getKey();
en.getValue();
}

2.Lambda表达式遍历map集合（jdk8版本后可用）

map.forEach((k,v)->
{
System.out.print(k+"--->"+v);
}
);

Map集合遍历案例

#Map集合，模拟投票
 public static void test2()
    {
        List<String> list=new ArrayList<>();
        String [] str={"A风景区","B田园","C公园","D王府井","E万达广场"};
        Random random=new Random();
        for (int i =1; i <=35; i++) {
            int index = random.nextInt(5);
            list.add(str[index]);
        }
        Map<String,Integer> scenery=new HashMap<>();
        for (String i:list) {
            if (scenery.containsKey(i))
            {
                scenery.put(i,scenery.get(i)+1);
            }
            else
            {
                scenery.put(i,1);
            }
        }
        System.out.println(scenery);
    }

HashMap底层原理

  • HashMap和HashSet的底层原理一样，都是基于哈希表完成的
  • JDK8之前，哈希表=数组+链表
  • JDK8之后，哈希表=数组+链表+红黑树
  • 哈希表是一个增删改查数据，性能都比较好的数据结构
  • HashMap的存储原理，是用键的哈希值取余，确定存储位置的

HashMap实现键值唯一：

  • 如果键不是一个自定义类，则函数发现键值重复的时候，后者会覆盖前者
  • 如果键是一个自定义的类，那么就需要在该类中重写equals和hashcode的方法
    在这里插入图片描述

LinkedHashMap底层原理

  • 底层是基于哈希表实现的吗，每个键值对元素采用双链表机制存储
  • 有序、不重复、无索引

TreeMap

  • 排序，不重复，无索引
  • 根据键值排序，如果键值是一个类
    1.通过在该类中实现Comparable接口，重写compareTo()方法
    在这里插入图片描述
    2.在TreeMap的构造方法中，创建比较器
    在这里插入图片描述

集合嵌套

    public static void test4()
    {
        List<String> city=new ArrayList<>();
        Collections.addAll(city,"南充","成都","攀枝花","达州");
        Map<String,List<String>> map=new HashMap<>();
        map.put("四川",city);
        System.out.println(map);
        //{四川=[南充, 成都, 攀枝花, 达州]}

    }```

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