黑马程序员-----java集合框架

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集合框架：

作用：用于存储数据的容器

一．特点：

1：对象封装数据，对象多了也需要存储。集合用于存储对象。
2：对象的个数确定可以使用数组，但是不确定怎么办？可以用集合。因为集合是可变长度的。

二．集合和数组的区别：

1：数组是固定长度的；集合可变长度的。
2：数组可以存储基本数据类型，也可以存储引用数据类型；集合只能存储引用数据类型。
3：数组存储的元素必须是同一个数据类型；集合存储的对象可以是不同数据类型。

三．数据结构：就是容器中存储数据的方式。

1.对于集合容器，有很多种。因为每一个容器的自身特点不同，其实原理在于每个容器的内部数据结构不同。
2.集合容器在不断向上抽取过程中，出现了集合体系。
3.在使用一个体系时，原则：参阅顶层内容。建立底层对象。

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< java.util >– Collection接口：

Collection下面包含以下两个接口

List：有序(元素存入集合的顺序和取出的顺序一致)，元素都有索引。元素可以重复。
Set：无序(存入和取出顺序有可能不一致)，不可以存储重复元素。必须保证元素唯一性。

< java.util >– Iterator接口：

迭代器：是一个接口。作用：用于取集合中的元素。

方法： boolean hasNext() 如果仍有元素可以迭代，则返回 true。

方法：next() 返回迭代的下一个元素。

方法：void remove() 从迭代器指向的 collection 中移除迭代器返回的最后一个元素（可选操作）。

总结：每一个集合都有自己的数据结构，都有特定的取出自己内部元素的方式。为了便于操作所有的容器，取出元素。将容器内部的取出方式按照一个统一的规则向外提供，这个规则就是Iterator接口。 也就说，只要通过该接口就可以取出Collection集合中的元素，至于每一个具体的容器依据自己的数据结构，如何实现的具体取出细节，这个不用关心，这样就降低了取出元素和具体集合的耦合性。

public static void main(String[] args) {        Collection coll = new ArrayList();        coll.add("abc0");        coll.add("abc1");        coll.add("abc2");        //--------------方式1----------------------        Iterator it = coll.iterator();        while(it.hasNext()){            System.out.println(it.next());        }        //---------------方式2用此种----------------------        for(Iterator it = coll.iterator();it.hasNext(); ){            System.out.println(it.next());        }    }

总结：通过代码我们发现Iterator it = coll.iterator();//可以获取容器中的迭代器对象，至于这个对象是是什么不重要。这对象肯定符合一个规则Iterator接口。

< java.util >– List接口：

List本身是Collection接口的子接口，具备了Collection的所有方法。现在学习List体系特有的共性方法，查阅方法发现List的特有方法都有索引，这是该集合最大的特点。

Lis的特点：有序(元素存入集合的顺序和取出的顺序一致)，元素都有索引，List集合支持对元素的增、删、改、查，元素可以重复，它下面包含3个实现类。
1. ArrayList：底层的数据结构是数组,线程不同步，ArrayList替代了Vector，查询元素的速度非常快。
2. LinkedList：底层的数据结构是链表，线程不同步，增删元素的速度非常快。
3.Vector：底层的数据结构就是数组，线程同步的，Vector无论查询和增删都巨慢。

List的常用方法如下：

添加：

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。

删除：

remove(index) ：删除指定索引位的元素。 返回被删的元素。

获取：

Object get(index) ：通过索引获取指定元素。int indexOf(obj) ：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(Object o) ：反向索引指定元素的位置。List subList(start,end) ：获取子列表。

修改：

Object set(index,element) ：对指定索引位进行元素的修改。

获取所有元素：
ListIterator listIterator()：list集合特有的迭代器。

示例：下面我们用代码定义一个List集合，然后对它进行相应操作。

import java.util.*;class ListDemo {    public static void sop(Object obj)    {        System.out.println(obj);    }    public static void method()    {        ArrayList al = new ArrayList();        //添加元素        al.add("java01");        al.add("java02");        al.add("java03");        sop("原集合是："+al);        //在指定位置添加元素。        al.add(1,"java09");        //删除指定位置的元素。        //al.remove(2);        //修改元素。        //al.set(2,"java007");        //通过角标获取元素。        sop("get(1):"+al.get(1));        sop(al);        //获取所有元素。        for(int x=0; x<al.size(); x++)        {            System.out.println("al("+x+")="+al.get(x));        }        Iterator it = al.iterator();        while(it.hasNext())        {            sop("next:"+it.next());        }        //通过indexOf获取对象的位置。        sop("index="+al.indexOf("java02"));        List sub = al.subList(1,3);        sop("sub="+sub);    }    public static void main(String[] args)     {        //演示列表迭代器。        List al = new List();        //添加元素        al.add("java01");        al.add("java01");        al.add("java03");        sop(al);        ListIterator li = al.listIterator();        //sop("hasPrevious():"+li.hasPrevious());        while(li.hasNext())        {            Object obj = li.next();            if(obj.equals("java02"))                //li.add("java009");                li.set("java006");        }        while(li.hasPrevious())        {            sop("pre::"+li.previous());        }        //sop("hasNext():"+li.hasNext());        //sop("hasPrevious():"+li.hasPrevious());        sop(al);        /*        //在迭代过程中，准备添加或者删除元素。        Iterator it = al.iterator();        while(it.hasNext())        {            Object obj = it.next();            if(obj.equals("java02"))                //al.add("java008");                it.remove();//将java02的引用从集合中删除了。            sop("obj="+obj);        }        sop(al);        */    }}

总结：发现我通过List的那些方法，我们完全可以对它进行增，删，改，查，遍历等，这些方法丰富了List的可操作性，List里面的元素确实可以重复添加。

List集合因为角标有了自己的获取元素的方式： 遍历。
for(int x=0; x

ListIterator是List集合特有的迭代器。

ListIterator it = list.listIterator;//取代Iterator it = list.iterator;

方法摘要

1.void add(E e) 将指定的元素插入列表（可选操作）。

1. boolean hasNext() 以正向遍历列表时，如果列表迭代器有多个元素，则返回 true（换句话说，如果 next 返回一个元素而不是抛出异常，则返回 true）。
   3.boolean hasPrevious() 如果以逆向遍历列表，列表迭代器有多个元素，则返回 true。
   E
   next() 返回列表中的下一个元素。

   int nextIndex() 返回对 next 的后续调用所返回元素的索引。

   E
   previous() 返回列表中的前一个元素。

   int previousIndex() 返回对 previous 的后续调用所返回元素的索引。

   void remove() 从列表中移除由 next 或 previous 返回的最后一个元素（可选操作）。
   void set(E e) 用指定元素替换 next 或 previous 返回的最后一个元素（可选操作）。

可变长度数组的原理：
当元素超出数组长度，会产生一个新数组，将原数组的数据复制到新数组中，再将新的元素添加到新数组中。
ArrayList：是按照原数组的50%延长。构造一个初始容量为 10 的空列表。
Vector：是按照原数组的100%延长。

注意：对于list集合，底层判断元素是否相同，其实用的是元素自身的equals方法完成的。所以建议元素都要复写equals方法，建立元素对象自己的比较相同的条件依据。

LinkedList：的特有方法。
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。如果链表为空，返回null。
pollLast();

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< java.util >– Set接口：

Set接口中的方法和Collection中方法一致的。Set接口取出方式只有一种，迭代器。

    HashSet：底层数据结构是哈希表，线程是不同步的。无序，高效；    HashSet集合保证元素唯一性：通过元素的hashCode方法，和equals方法完成的。    当元素的hashCode值相同时，才继续判断元素的equals是否为true。    如果为true，那么视为相同元素，不存。如果为false，那么存储。    如果hashCode值不同，那么不判断equals，从而提高对象比较的速度。    LinkedHashSet：有序，hashset的子类。    TreeSet：对Set集合中的元素的进行指定顺序的排序。不同步。TreeSet底层的数据结构就是二叉树。

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示例:下面我们用代码创建一个HashSet

*/class HashSetDemo {    public static void sop(Object obj)    {        System.out.println(obj);    }    public static void main(String[] args)     {        HashSet hs = new HashSet();        sop(hs.add("java01"));        sop(hs.add("java01"));        hs.add("java02");        hs.add("java03");        hs.add("java03");        hs.add("java04");        Iterator it = hs.iterator();        while(it.hasNext())        {            sop(it.next());        }    }}

总结发现：HashSet:底层数据结构是哈希表。是线程不安全的。不同步。
是通过元素的两个方法，hashCode和equals来保证元素唯一性。
如果元素的HashCode值相同，才会判断equals是否为true
如果元素的hashcode值不同，不会调用equals。

        注意,对于判断元素是否存在，以及删除等操作，依赖的方法是元素的hashcode和equals方法。

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。

对于ArrayList集合，判断元素是否存在，或者删元素底层依据都是equals方法。
对于HashSet集合，判断元素是否存在，或者删除元素，底层依据的是hashCode方法和equals方法。

TreeSet:

• 用于对Set集合进行元素的指定顺序排序，排序需要依据元素自身具备的比较性。
• 如果元素不具备比较性，在运行时会发生ClassCastException异常。
  -所以需要元素实现Comparable接口，强制让元素具备比较性，复写compareTo方法。
• 依据compareTo方法的返回值，确定元素在TreeSet数据结构中的位置
• TreeSet方法保证元素唯一性的方式：就是参考比较方法的结果是否为0，如果return 0，视为两个对象重复，不存。

注意：在进行比较时，如果判断元素不唯一，比如，同姓名，同年龄，才视为同一个人。
在判断时，需要分主要条件和次要条件，当主要条件相同时，再判断次要条件，按照次要条件排序。

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。
第二种方式较为灵活。

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Map集合：

• Hashtable：底层是哈希表数据结构，是线程同步的。不可以存储null键，null值。
• HashMap：底层是哈希表数据结构，是线程不同步的。可以存储null键，null值。替代了Hashtable.
• TreeMap：底层是二叉树结构，可以对map集合中的键进行指定顺序的排序。

取出map集合中所有元素的方式一：keySet()方法。
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。

        Set keySet = map.keySet();        Iterator it = keySet.iterator();        while(it.hasNext()) {            Object key = it.next();            Object value = map.get(key);            System.out.println(key+":"+value);        }--------------------------------------------------------取出map集合中所有元素的方式二：entrySet()方法。Set entrySet = map.entrySet();        Iterator it = entrySet.iterator();        while(it.hasNext()) {            Map.Entry  me = (Map.Entry)it.next();            System.out.println(me.getKey()+"::::"+me.getValue())

总结： 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。