JAVA集合笔记回顾总结（二）

  List集合支持对元素的增、删、改、查。    1.添加(增)：        add(index, element)：在指定的索引位插入元素。        addAll(index, collection)：在指定的索引位插入一堆元素。    2.删除(删)：        remove(index)：删除指定索引位的元素。 返回被删的元素。    3.获取(查)：        element get(index)：通过索引获取指定元素。        int indexOf(element)：获取指定元素第一次出现的索引位，如果该元素不存在返回—1；所以，通过—1，可以判断一个元素是否存在。        int lastIndexOf(element) ：反向索引指定元素的位置。        List subList(start,end) ：获取子列表。    4.修改(改)：        element set(index, newElement)：对指定索引位进行元素的修改。 5.获取所有元素：    ListIterator listIterator()：list集合特有的迭代器。    在进行list列表元素迭代的时候，如果想要在迭代过程中，想要对元素进行操作的时候，比如满足条件添加新元素。会发生ConcurrentModificationException并发修改异常。    导致的原因是：集合引用和迭代器引用在同时操作元素，通过集合获取到对应的迭代器后，在迭代中，进行集合引用的元素添加，迭代器并不知道，所以会出现异常情况。ArrayList<E>类    接下来先讨论List接口的第一个重要子类：java.util.ArrayList<E>类，我这里先抛开泛型不说，本篇后面有专门阐述。但要注意，由于还没有使用泛型，利用Iterator的next()方法取出的元素必须向下转型，才可使用子类特有方法。针对ArrayList类，我们最需要注意的是，ArrayList的contains方法底层使用的equals方法判别的，所以自定义元素类型中必须复写Object的equals方法。LinkedList<E>类    java.util.LinkedList<E>类是List接口的链表实现，可以利用LinkedList实现堆栈、队列结构。它的特有方法有如下这些：        addFirst();    addLast();    在jdk1.6以后：    offerFirst();    offerLast();    getFirst()：获取链表中的第一个元素。如果链表为空，抛出NoSuchElementException;    getLast();    在jdk1.6以后：    peekFirst();获取链表中的第一个元素。如果链表为空，返回null。    peekLast();    removeFirst()：获取链表中的第一个元素，但是会删除链表中的第一个元素。如果链表为空，抛出NoSuchElementException    removeLast();    在jdk1.6以后：    pollFirst();获取链表中的第一个元素，但是会删除链表中的第一个元素。如果链表
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为空，返回null。    pollLast();Set<E>接口     java.util.Set<E>接口，一个不包含重复元素的 collection。更确切地讲，set 不包含满足e1.equals(e2) 的元素对e1 和e2，并且最多包含一个 null 元素。    Set：不允许重复元素。和Collection的方法相同。Set集合取出方法只有一个：迭代器。        |--HashSet：底层数据结构是哈希表(散列表)。无序，比数组查询的效率高。线程不同步的。                 -->根据哈希冲突的特点，为了保证哈希表中元素的唯一性，                      该容器中存储元素所属类应该复写Object类的hashCode、equals方法。                |--LinkedhashSet：有序，HashSet的子类。        |--TreeSet：底层数据结构是二叉树。可以对Set集合的元素按照指定规则进行排序。线程不同步的。                -->add方法新添加元素必须可以同容器已有元素进行比较，                     所以元素所属类应该实现Comparable接口的compareTo方法，以完成排序。             或者添加Comparator比较器，实现compare方法HashSet<E>类    java.util.HashSet<E>类实现Set 接口，由哈希表（实际上是一个HashMap 实例）支持。它不保证 set 的迭代顺序；特别是它不保证该顺序恒久不变。此类允许使用null 元素。    堆内存的底层实现就是一种哈希表结构，需要通过哈希算法来计算对象在该结构中存储的地址。这个方法每个对象都具备，叫做hashCode()方法，隶属于java.lang.Objecct类。hashCode本身调用的是wondows系统本地的算法，也可以自己定义。    哈希表的原理：    1.对对象元素中的关键字(对象中的特有数据)，进行哈希算法的运算，并得出一个具体的算法值，这个值称为哈希值。    2.哈希值就是这个元素的位置。    3.如果哈希值出现冲突，再次判断这个关键字对应的对象是否相同。       如果对象相同，就不存储，因为元素重复。如果对象不同，就存储，在原来对象的哈希值基础 +1顺延。    4.存储哈希值的结构，我们称为哈希表。    5.既然哈希表是根据哈希值存储的，为了提高效率，最好保证对象的关键字是唯一的。       这样可以尽量少的判断关键字对应的对象是否相同，提高了哈希表的操作效率。    哈希表的特点：    1.不允许存储重复元素，因为会发生查找的不确定性。    2.不保证存入和取出的顺序一致，即不保证有序。    3.比数组查询的效率高。    哈希冲突：    当哈希算法算出的两个元素的值相同时，称为哈希冲突。冲突后，需要对元素进行进一步的判断。判断的是元素的内容，equals。如果不同，还要继续计算新的位置，比如地址链接法，相当于挂一个链表扩展下来。    如何保证哈希表中元素的唯一性？    元素必须覆盖hashCode和equals方法。    覆盖hashCode方法是为了根据元素自身的特点确定哈希值。    覆盖equals方法，是为了解决哈希值的冲突。  ArrayList存储元素依赖的是equals方法。比如remove、contains底层判断用的都是equals方法。    HashSet判断元素是否相同：依据的是hashCode和equals方法。如果哈希冲突(哈希值相同)，再判断元素的equals方法。如果equals方法返回true，不存；返回false，存储！TreeSet<E>类    java.util.Set<E>类基于TreeMap的NavigableSet实现。使用元素的自然顺序(Comparable的compareTo方法)对元素进行排序，或者根据创建 set 时提供的自定义比较器(Comparator的compare方法)进行排序，具体取决于使用的构造方法。此实现为基本操作（add、remove和contains）提供受保证的 log(n) 时间开销。    TreeSet：可以对元素排序。    有序：存入和取出的顺序一致。--> ListTreeSet排序方式：    需要元素自身具备比较功能。所以元素需要实现Comparable接口。覆盖compareTo方法。如果元素不具备比较性，在运行时会发生ClassCastException异常。    TreeSet能够进行排序。但是自定义的Person类并没有给出排序的规则。即普通的自定义类不具备排序的功能，所以要实现Comparable接口，强制让元素具备比较性，复写compareTo方法。TreeSet第一种排序方式：需要元素具备比较功能。所以元素需要实现Comparable接口。覆盖compareTo方法。    需求中也有这样一种情况，元素具备的比较功能不是所需要的，也就是说不想按照自然排序的方式，而是按照自定义的排序方式，对元素进行排序。而且，存储到TreeSet中的元素万一没有比较功能，该如何排序呢？    这时，就只能使用第二种排序方式--是让集合具备比较功能，定义一个比较器。联想到集合的构造函数，去查API。    TreeSet第二种排序方式：需要集合具备比较功能，定义一个比较器。所以要实现java.util.Comparator<T>接口，覆盖compare方法。将Comparator接口的对象，作为参数传递给TreeSet集合的构造函数。TreeSet集合排序有两种方式，Comparable和Comparator区别：    1.让元素自身具备比较性，需要元素对象实现Comparable接口，覆盖compareTo方法。    2.让集合自身具备比较性，需要定义一个实现了Comparator接口的比较器，并覆盖compare方法，并将该类对象作为实际参数传递给TreeSet集合的构造函数。    3.容器使用Comparator比较器接口对元素进行排序，只要实现比较器对象就可以。            -->降低了比较方式和集合之间的耦合性-->自定义比较器的方式更为灵活。       元素自身可以具备比较功能            -->自然排序通常都作为元素的默认排序。    4.Comparable接口的compareTo方法，一个参数；Comparator接口的compare方法，两个参数。    List是数组或者链表结构，允许重复元素。    HashSet是哈希表结构，查询速度快。    TreeSet是二叉树数据结构。二叉树结构可以实现排序，一堆数据只要存入二叉树，自动完成排序。ArrayList：数组结构。看到数组，就知道查询快，看到List，就知道可以重复。可以增删改查。    LinkedList：链表结构，增删快。xxxFirst、xxxLast方法，xxx：add、get、remove    HashSet：哈希表，查询速度更快，就要想到唯一性、元素必须覆盖hashCode、equals。不保证有序。看到Set，就知道不可以重复。    LinkedHashSet：链表+哈希表。可以实现有序，因为有链表。但保证元素唯一性。    TreeSet：二叉树，可以排序。就要想到两种比较方式(两个接口)：一种是自然排序Comparable，一种是比较器Comparator。Map<K, V>接口    java.util.Map<K,V>接口，将键映射到值的对象。一个映射不能包含重复的键；每个键最多只能映射到一个值。要保证键的唯一性-->Set。值可以重复-->Collection。    Map：双列集合，一次存一对，键值对。        |--Hashtable：底层是哈希表数据结构，是线程同步的，不允许存储null键，null值。               |--Properties：用来存储键值对型的配置文件的信息，可以和IO技术相结合。        |--HashMap：底层是哈希表数据结构，是线程不同步的，允许存储null键，null值。替代了Hashtable。        |--TreeMap：底层是二叉树结构，线程不同步的。可以对map集合中的键进行指定顺序的排序。    揭秘：HashSet、TreeSet的底层是用HashMap、TreeMap实现的，只操作键，就是Set集合。    Map集合存储和Collection有着很大不同：    Collection一次存一个元素；Map一次存一对元素。    Collection是单列集合；Map是双列集合。    Map中的存储的一对元素：一个是键，一个是值，键与值之间有对应(映射)关系。    特点：要保证map集合中键的唯一性。    Map接口中的共性功能：    1.添加：        v put(key, value)：当存储的键相同时，新的值会替换老的值，并将老值返回。如果键没有重复，返回null。        putAll(Map<k,v> map);    2.删除：        void clear()：清空        v remove(key)：删除指定键- -> 会改变集合长度！    3.判断：        boolean containsKey(Object key)：是否包含key        boolean containsValue(Object value)：是否包含value        boolean isEmpty();    4.取出：        v get(key)：通过指定键获取对应的值。如果返回null，可以判断该键不存在。                             当然有特殊情况，就是在hashmap集合中，是可以存储null键null值的。        int size()：返回长度。 5.想要获取Map中的所有元素：    原理：map中是没有迭代器的，collection具备迭代器，只要将map集合转成Set集合，可以使用迭代器了。之所以转成set，是因为map集合具备着键的唯一性，其实set集合就来自于map，set集合底层其实用的就是map的方法。把Map集合转成Set的方法：    方式1： Set keySet();    可以将map集合中的键都取出存放到set集合中。对set集合进行迭代。迭代完成，再通过get方法对获取到的键进行值的获取。


[java] view plain copySet keySet = map.keySet();  
Iterator it = keySet.iterator();  
while(it.hasNext()) {  
　　Object key = it.next();  
　　Object value = map.get(key);  
　　System.out.println(key+":"+value);  
} 
方式2： Set entrySet();      取的是键和值的映射关系。Map.Entry：其实就是一个Map接口中的内部接口。为什么要定义在map内部呢？entry是访问键值关系的入口，是map的入口，访问的是map中的键值对。


[java] view plain copySet entrySet = map.entrySet();  
Iterator it = entrySet.iterator();  
while(it.hasNext()) {  
　　Map.Entry  me = (Map.Entry)it.next();  
　　System.out.println(me.getKey()+"::::"+me.getValue());  
}  
Collections类    java.util.Collections类的出现给集合操作提供了更多的功能。这个类不需要创建对象，完全由在 collection 上进行操作或返回 collection 的静态方法组成。    1.对List排序：         sort(list);//具备泛型限定，保证安全。    2.逆序：         reverseOrder    3.最值：         max         min    4.二分查找：         binarySearch    5.将非同步集合转成同步集合：         synchronizedCollection         synchronizedList         SynchronizedSet         synchronizedMaCollection 和 Collections的区别：    Collections是个java.util下的类，是针对集合类的一个工具类,提供一系列静态方法,实现对集合的查找、排序、替换、线程安全化（将非同步的集合转换成同步的）等操作。    Collection是个java.util下的接口，它是各种集合结构的父接口，继承于它的接口主要有Set和List,提供了关于集合的一些操作,如插入、删除、判断一个元素是否其成员、遍历等。Arrays类    java.util.Arrays类是用来操作数组的工具类，里面的方法都是静态的。 Arrays类中有一个很重要的方法就是asList()方法，它返回一个受指定数组支持的固定大小的List列表。所以这里我就重点说一下，如何实现数组和集合之间的转换。    1.数组转成集合    Arrays.asList方法：将数组转换成list集合。 将数组转换成集合，有什么好处呢？    用aslist方法，将数组变成集合；可以通过list集合中的方法来操作数组中的元素：isEmpty()、contains、indexOf、set等方法。    注意（局限性）：    数组是固定长度，不可以使用集合对象增加或者删除等，会改变数组长度的功能方法。比如add、remove、clear。（会报不支持操作异常UnsupportedOperationException）。    如果数组中存储的引用数据类型，直接作为集合的元素可以直接用集合方法操作。    如果数组中存储的是基本数据类型，asList会将数组实体作为集合元素存在。 2.集合转成数组    用的是Collection接口中的方法：toArray()。    注意：    如果给toArray传递的指定类型的数据长度小于了集合的size，那么toArray方法，会自定再创建一个该类型的数据，长度为集合的size。    如果传递的指定的类型的数组的长度大于了集合的size，那么toArray方法，就不会创建新数组，直接使用该数组即可，并将集合中的元素存储到数组中，其他为存储元素的位置默认值null。    所以，在传递指定类型数组时，最好的方式就是指定的长度和size相等的数组。