JavaSE(八)之Collection总结

  前面几篇把集合中的知识大概都详细的说了一遍,但是我觉得还是要总结一下,这样的话,可以更好的理解集合。

一、Collection接口

首先我们要一张图来说明:

Collection接口,它是集合的顶层接口。其中定义了集合共性的操作方法。

增:add、addAll
删除:clear、remove、removeAll、RetainAll
查询:size
遍历:iterator,得到一个迭代器对象
判断:contains、containsAll、isEmpty

迭代器对象:Iterator,它是所有集合共有的迭代对象

  1)先要判断,使用hasNext方法

  2)取出元素,使用next方法

  细节:1是:一次判断,最好使用一次next方法。二是在遍历的时候,不要使用集合自身的增删方法修改集合。 

二、List接口

2.1、List接口概述

  List接口它是Collection接口的子接口。

  特点:List接口下的所有集合容器:有序、可重复、有索引。   

  由于List接口下的集合拥有下标,因此List接口拥有自己特有的方法:这些方法都是围绕下标设计的。   

   add(int index , Object element )
    remove( int index )
    get( int index )
    set( int index , Object element ) 

  List接口自己的迭代器:

        ListIterator:它可以正向或逆向遍历List集合。同时可以对集合进行增,删、改、查操作。

2.2、ArrayList集合

  ArrayList:它的底层是可变数组,查询快,增删慢,不安全!

2.3、LinkedList集合

  1)概述

  LinkedList集合,它也List接口的实现类。和ArrayList相同。都可以去使用List接口中的所有方法。   sun公司给List接口提供多个实现类的目的:       原因是实际开发中,我们需要不同的容器来存储不同对象。     不同的容器:每个容器都有自己对数据的存储方式(数据结构)。不同方式结构存储的数据,它们在性能上差异很大。 

  2)LinkedList的数据结构 

  链表:它主要也是用来存储数据。存储数据的每个空间被称为节点。

  节点一般分成2个小空间:一个存储的节点的地址,一个存储的真正存放的数据

  3)特有方法  

  由于LinkedList集合底层是链表结构。因此LinkedList集合在List接口之上,有增加了围绕头和尾而设计的增、删、改、查操作。xxxxFirst 和 xxxxxLast方法。

// 删除方法 

    public static void demo2() { 

        /// 创建集合对象 

        LinkedList list = new LinkedList(); 


        // 添加元素 

        list.addFirst("aaa"); 

        list.addFirst("bbb"); 

        list.addLast("ccc");      

        // 删除方法 

        Object obj = list.removeFirst(); 

        System.out.println(obj);    

        System.out.println(list);      

    } 

    // 添加方法 

    public static void demo1() { 

        /// 创建集合对象 

        LinkedList list = new LinkedList();   

        // 添加元素 

        list.addFirst("aaa"); 

        list.addFirst("bbb"); 

        list.addLast("ccc");       

        // 遍历 

        for( Iterator it = list.iterator() ; it.hasNext() ; ){ 

            System.out.println(it.next()); 

        } 

    } 

2.4、Vector

  Vector集合它是JDK1.0时期存在的集合。其功能和ArrayList集合相同。

  Vector的底层使用的也是可变数组。Vector集合它增删、查询都慢。它的底层是安全的。后期看到Vector集合,就当作ArrayList集合使用。

  演示: 

  // 使用Iterator遍历

    public static void demo1() {

        // 创建集合对象

        Vector v = new Vector();

        // 添加方法

        v.addElement("aaa");

        v.add("bbb");

        v.add("bbb");

        v.add("ccc");

        // 使用Iterator遍历

        for( Iterator it = v.iterator() ; it.hasNext() ; ){

            System .out.println(it.next()); 

        } 

    } 

  使用枚举类遍历

 // 使用古老的枚举迭代器遍历 
    public static void demo2() { 

        // 创建集合对象 

        Vector v = new Vector(); 

         

        // 添加方法 

        v.addElement("aaa"); 

        v.add("bbb"); 

        v.add("bbb"); 

        v.add("ccc"); 

         

        /* 

         * 使用Vector中的 elements 方法可以得到一个枚举迭代器(早期迭代器) 

         * Enumeration : 它是一个接口,主要用来遍历集合(Vector) 

         * Enumeration这个接口被Iterator代替,并且Iterator中有remove方法, 

         *     Iterator中的方法名称较短。 

         */ 

        Enumeration en = v.elements(); 

        while( en.hasMoreElements() ){ 

            System.out.println(en.nextElement()); 

        } 

    } 

 2.5、List接口总结

  List接口:它限定它下面的所有集合容器拥有下标、可以存放重复元素、有序。其中定义了围绕下标而操作的方法。

  ArrayList:

    底层是可变数组。增删慢、查询快。不安全。可以使用null作为元素。   LinkedList:

    底层是链表结构。增删快、查询慢,不安全。可以使用null作为元素。其中定义了围绕头和尾的方法,可以模拟 队列或堆栈数据结构。   Vector:

    底层是可变数组,被ArrayList代替。什么都慢。但安全。可以使用null作为元素

  Enumeration:它是古老的迭代器。被Iterator代替。

三、Set接口之HashSet

前面学习Collection接口的时候,下面有2个子接口:

    List接口:可以保存重复元素,有下标,有序。

    Set接口:可以保存不重复元素。

 注意:Set接口没有自己特有的方法,所有方法全部来自于Collection接口。

3.1、HashSet集合

  HashSet:它的底层是哈希表结构支持。它不保证迭代顺序(存取),同时它不安全。  

3.2、哈希表介绍

  哈希表:它也是一种存储数据的方式。它的底层使用的依然是数组,只是在存储元素的时候不按照数组下标从小到大的顺序存放。

      如果有元素需要给哈希表结构中保存的时候,这时不会直接将元素给表中保存,而是根据当前这个元素自身的一些特点(成员变量等)计算这个元素应该在表中的哪个空间中保存。

  哈希表存放对象的时候,需要根据当前对象的特定计算对象在表中的存储位置。任何对象都可以给集合中保存,那么任何对象肯定可以给HashSet集合中保存。

  任何对象在保存的时候,都需要计算存储位置。任何对都应该具体计算存储位置的功能,这个功能(方法)定义在Object类中。     int    hashCode()    返回该对象的哈希码值   我们给任何哈希表中存储的对象,都会依赖这个对象的hashCode方法计算哈希值,通过哈希值确定对象在表中的存储位置。   哈希冲突:如果两个对象调用hahsCode方法之后得到的哈希值相同,称为哈希冲突。 在给哈希中存放对象的时候,如果存储哈希冲突,这时就会调用2个对象equals方法计算它们是否相同。如果相同,就丢弃当前正要存放的这个对象,如果不同就会继续保存。

3.3、HashSet存放自定义对象(理解hashCode和equals方法作用)

  自定义对象:不使用JDK中提供的类创建的对象,自己书写一个,然后创建这个类的对象,最后将其保存在HashSet集合中。 

/* 

 * 演示给HashSet中存放自定义对象 

 */ 

public class HashSetDemo2{ 

    public static void main(String[] args) { 

         

        // 创建集合对象 

        HashSet set = new HashSet(); 

         

        // 添加Person对象到集合中 

        Person p = new Person("zhangsan",12); 

        set.add(p); 

        set.add(new Person("lisi",22)); 

        set.add(new Person("lisi",22)); 

        set.add(new Person("wangwu",29)); 

        set.add(new Person("zhaoliu",32)); 

        set.add(new Person("zhaoliu",32)); 

        set.add(new Person("tianqi",35)); 

         

        // 遍历 

        for( Iterator it = set.iterator(); it.hasNext() ; ){ 

            System.out.println(it.next()); 

        }        

    } 

} 


/* 

 * 自定义类 

 */ 

public class Person { 

    private String name; 

    private int age; 

    // alt + shift + S 

    public String getName() { 

        return name; 

    } 

    public void setName(String name) { 

        this.name = name; 

    } 

    public int getAge() { 

        return age; 

    } 

    public void setAge(int age) { 

        this.age = age; 

    } 

    @Override 

    public String toString() { 

        return "Person [name=" + name + ", age=" + age + "]"; 

    } 

    public Person(String name, int age) { 

        super(); 

        this.name = name; 

        this.age = age; 

    } 

}

  运行上面的程序,给HashSet中保存Person对象:

  发现运行的结果出现了重复的数据。

  解释存储的Person对象重复的原因: 

     我们知道HashSet的底层使用的哈希表,哈希表在存储对象的时候需要调用对象自身的hashCode方法计算在表中存储的位置。

       而在我们自己的程序中,我们创建了多个Person对象,每个Person对象都在堆中有自己的内存地址。虽然有些Person对象表示的name和age相同的,但是他们所在的对象的内存地址是不同的。

    而我们在书写的Person类又继承了Object类,这样就相当于Person类拥有了hashCode方法,而这个hashCode方法完全使用的是Object类中的。而Object类中的hashCode方法是根据当前对象的内存地址计算哈希值,

    每个Person对象都拥有自己的内存地址,即使他们的name和age相同,但是他们的内存地址不同,计算出来的哈希值肯定也不同,那么每个Person对象都可以保存到哈希表中。

  解决方案:   

    根据每个Person对象自己的name和age计算它们的哈希值。相当于Person类继承到Object类中的hashCode方法不适合当前Person类,Person类需要复写hashCode方法。

    复写完hashCode方法之后,还要复写Object类中的equals方法。因为如果hashCode计算的结果相同,这时还要调用equals方法来判断2个对象是否相同。

    而Object类中的equals方法在使用2个对象的地址比较。而我们创建的每个Person地址都不相同,那么直接使用Object类中的equals方法,比较的结果肯定是false。我们希望通过2个对象的name和age比较2个对象是否相同。

3.4、HashSet保证元素唯一原因

  HashSet集合保证对象唯一:     1)首先会调用对象的hashCode方法计算存储位置。     2)如果位置相同,会调用equals方法。如果equals方法返回的true,当前对象就不会被保存。如果是false依然保存。 

  结论:以后只要是给HashSet集合中保存的对象,这个对象所属的类一定要复写Object类中的hashCode和equals方法。

3.5、总结

  1)HashSet集合是Set接口的实现类。它保证元素不重复。   2)HashSet底层使用的哈希表,不保证存取的顺序(迭代顺序)。   3)保证对象不重复需要复写hashCode和equals方法。   4)HashSet集合只能使用Iterator和foreach遍历,不能使用List接口的特有方法遍历。   5)HashSet不安全。

3.6、LinkedHashSet

  LinkedHashSet集合:它是HashSet的子类。它的底层接口是链表+哈希表结构。   特点:肯定可以保证对象唯一,不安全,可以保证元素的存取顺序。   LinkedHashSet集合没有自己特有方法,所有方法全部继承与HashSet集合。

四、Set接口之Treeset

4.1、概述 

  ArrayList:底层可变数组,可以保存重复元素,有下标。   LinkedList:底层链表结构,有头和尾,可以保存重复元素。   HashSet:底层哈希表,不重复,不保证存储顺序。   LinkedHashSet:底层哈希表+链表,不重复,保证存取顺序。    上面的这些集合容器可以存储对象,但是他们都不能对其中保存的对象进行排序操作。

  TreeSet:它依然是Set接口的实现类,肯定可以使用Set接口中的所有方法。同时也会保证对象的唯一。

  TreeSet集合容器中保存对象的时候,只要将对象放到这个集合中,集合底层会自动的对其中的所有元素进行排序。当我们在取出的时候,元素全部排序完成。

  TreeSet集合:它的底层使用二叉树(红黑树)结构。这种结构可以对其中的元素进行自然排序。

  构造方法:

4.2、存储字符串时按字典排序 

/*

 * 演示TreeSet集合

 */

publicclass TreeSetDemo {

    publicstaticvoid main(String[] args) {

        

        // 创建集合对象

        TreeSet set = new TreeSet();

        // 给集合中添加方法

        set.add("aaa");

        set.add("aaa");

        set.add("aaa");

        set.add("bbb");

        set.add("bbb");

        set.add("AAA");

        set.add("ABC");

        set.add("Abc");

        set.add("123");

        // 遍历

        for( Iterator it = set.iterator() ; it.hasNext() ; ){

            System.out.println(it.next());

        }

    }

}

4.3、树结构介绍  

  树:它也是一种数据结构。这种结构它默认可以对其中的数据进行排序。

  我们如果给树结构中存储元素的时候,每个存储元素的空间被节点。处于树根的位置节点称为根节点。其他节点称为子节点(叶子节点)。

  TreeSet底层存储数据时的方式:

  当我们给TreeSet集合中保存对象的时候,需要拿当前这个对象和已经在树上的元素进行比较大小,如果存储的元素小,就会当前这个节点的左侧保存,如果比当前这个节点的值大,就给当前这个节点的右侧保存。如果和当前 这个节点相同,丢弃不保存。

  需要拿当前这个对象和当前节点上的值进行大小的比较。这时要求能够TreeSet集合中保存的对象,一定可以进行大小的比较。

  注意:给TreeSet中保存的对象,一定要保证这些对象类型相同,或者他们之间有继承关系。

4.4、TreeSet保存自定义对象

  发生异常原因: 

    在TreeSet的底层,需要将添加到TreeSet集合中的对象强制转成Comparable类型。如果添加的对象不属于Comparable类型,那么在添加的时候就会发生类型转换异常。

    底层将传递的对象强转成Comparable接口的原因:因为Comparable接口是Java中规定的比较大小的接口。只要哪个类需要比较大小,就应该主动去实现Comparable接口。

    异常的解决方案:让Person类实现Comparable接口。

publicclass Person implements Comparable{

    private String name;

    privateintage;

    // alt + shift + S 

    public String getName() {

        returnname;

    }

    publicvoid setName(String name) {

        this.name = name;

    }

    publicint getAge() {

        returnage;

    }

    publicvoid setAge(intage) {

        this.age = age;

    }

    @Override

    public String toString() {

        return"Person [name=" + name + ", age=" + age + "]";

    }

    public Person(String name, intage) {

        super();

        this.name = name;

        this.age = age;

    }

    /*

     * 当一个类实现Comparable接口之后,这个类中肯定会compareTo方法

     * 而这个方法才是真比较对象大小的方法,

     * 这个方法的返回值有三种情况:

     * 零:表示两个对象相同

     * 正数:调用这个方法的那个对象,比传递进来的这个对象大

     * 负数:调用这个方法的那个对象,比传递进来的这个对象小

     * 因此一般要求在实现Comparable接口之后在compareTo方法中

     * 根据当前对象的自身属性的特定比较大小 

     */

    publicint compareTo(Object o) {

        // 由于传递进来的对象被提升成Object类型,因此需要向下转型

        if( !(oinstanceof Person ) ){

            // 如果判断成立,说明传递进来的不是Person

            thrownew ClassCastException("请传递一个Person进来,否则不给你比较");

        }

        // 向下转型

        Person p = (Person) o;

        // 因为age都是int值,如果相等,它们的差值恰好是零

        inttemp = this.age - p.age;

        returntemp == 0 ? this.name.compareTo(p.name) : temp;

        

    }

}

  1)Comparable接口

  Comparable:实现它的任何类创建的对象都可以进行大小的比较。   方法:     int compareTo( T o )

  Comparable接口中的compareTo方法是对2个对象进行大小比较的。   compareTo方法的返回值:

    零:表示2个对象相等。

    负数:表示调用compareTo方法的对象比参数中的对象小。

    整数:表示调用compareTo方法的对象比参数中的对象大。

  String类中拥有compareTo方法,其实是因为String类实现了Comparable接口,才使得String类可以比较任意2个字符串的大小。

  总结:以后如果我们需要对某个对象进行大小比较的时候,这时需要当前这个对象所属的类实现Comparable接口。任何实现了Comparable接口的类,它们自身就具备比较大小的compareTo方法。

  注意:我们让某个类实现Comparable接口,这个类具备的compareTo方法,可以比较大小,但是具体的比较的方式(compareTo方法体)依然由我们自己来书写。

  2)Comparator

  String类本身已经具备compareTo方法对任意2个字符串进行大小比较,String类中的compareTo方法是按照字符串中每个字符的编码值大小进行比较。   需求:希望按照字符串的长度进行比较。   分析:相当于String类中的compareTo方法不适合当前的需求,可以按照继承的方式,复写String类中的compareTo方法。   上述的这种方案,针对String类不行。

  如果一个类自身已经具备compareTo方法(实现了Comparable接口),但是compareTo方法不适合当前程序要求,这时就没有办法再去使用compareTo进行2个对象的大小比较。   针对这个问题:Java中给出另外一个Comparator的接口。Comparator称为比较器。它可以对任何的对象进行大小的比较,不需要被比较的对象实现这个接口。

 /* 
 * 演示 使用比较器 对字符串按照长度进行比较 

 */ 

public class TreeSetDemo3 { 

    public static void main(String[] args) { 

         

        /* 

         * 在创建TreeSet集合对象的时候,如果使用的空参数的构造方法 

         * 创建出来的TreeSet对象底层会使用存放的元素自身的compareTo方法比较大小 

         * 如果在创建TreeSet对象的时候传递Comparator对象,这时TreeSet底层 

         * 会使用比较器对集合中的元素进行大小比较。 

         */ 

        TreeSet set = new TreeSet( new MyComparator() ); 

         

        set.add("aaa"); 

        set.add("aaa"); 

        set.add("a"); 

        set.add("ABC"); 

        set.add("ABC"); 

        set.add("aa"); 

        set.add("aa"); 

        set.add("AAAAA"); 

        set.add("bbbbbbbb"); 

         

        // 遍历 

        for (Iterator it = set.iterator(); it.hasNext();) { 

            System.out.println(it.next()); 

        } 

    } 

} 

 

/* 

 * 自定义比较器对象 

 */ 

public class MyComparator implements Comparator{ 

 

    @Override 

    public int compare(Object o1, Object o2) { 

        /*由于将比较器传递给TreeSet集合对象,在给TreeSet集合中存储元素的时候 

            自然会调用比较器中的compare方法,将正要给集合中保证的元素和已经在集合中的元素传递给 

            compare方法的o1和o2,这时需要我们在compare方法中书写具体的比较规则 

        */ 

         

        if( !(o1 instanceof String) ){ 

            throw new ClassCastException("传递的对象不是String类型"); 

        } 

        if( !(o2 instanceof String) ){ 

            throw new ClassCastException("传递的对象不是String类型"); 

        } 

         

        String s1 = (String) o1; 

        String s2 = (String) o2; 

        /* 

        if( s1.length() == s2.length() ){ 

            return 0; 

        }else if( s1.length() > s2.length() ){ 

            return 1; 

        }else { 

            return -1; 

        } 

        */ 

        int temp = s1.length() - s2.length(); 

        return temp == 0 ? s1.compareTo(s2) : temp ; 

         

    } 

} 

  3)总结Comparator和Comparable的区别     

    相同点:Comparable和Comparator它们都接口,它们都可以对对象进行大小比较。

    不同点:

      1)Comparable需要让被比较的对象所属的类实现这个接口,在其中实现compareTo方法

      2)Comparator它不要被对象所属类实现,而是自己定义Comparator接口的实现类,在需要的时候将实现类对象传递给对应的集合(工具类),在集合底层就可以使用使用比较器对象集合(工具类)中的元素进行大小比较。

      3)Comparable接口中的比较方法compareTo,Comparator接口中的比较方法compare方法

觉得不错的点个“”推荐“哦”!

本文参与腾讯云自媒体分享计划,欢迎正在阅读的你也加入,一起分享。

发表于

我来说两句

0 条评论
登录 后参与评论

相关文章

来自专栏Duncan's Blog

四则运算表达式求值

16020
来自专栏和蔼的张星的图像处理专栏

76. 最长上升子序列动态规划+二分查找

给定一个整数序列,找到最长上升子序列(LIS),返回LIS的长度。 说明 最长上升子序列的定义: 最长上升子序列问题是在一个无序的给定序列中找到一个尽可能...

67810
来自专栏一个会写诗的程序员的博客

第7章 集合类第7章 集合类

在 Java 类库中有一套相当完整的容器集合类来持有对象。Kotlin没有去重复造轮子(Scala则是自己实现了一套集合类框架),而是在Java 类库的基础上进...

8820
来自专栏Java技术分享圈

杨老师课堂之ArrayList集合解析

​ 在前面我们学习了数组,数组可以保存多个元素,但在某些情况下无法确定到底要保存多少个元素,此时数组将不再适用,因为数组的长度不可变。例如,要保存一...

7730
来自专栏Java帮帮-微信公众号-技术文章全总结

Java基础(02)-15总结对象数组,集合Collection,集合List

3:集合(List)(掌握) (1)List是Collection的子接口 特点:有序(存储顺序和取出顺序一致),可重复。 package cn.itcas...

33850
来自专栏郭耀华‘s Blog

剑指offer第五天

28.数组中出现次数超过一半的数字 数组中有一个数字出现的次数超过数组长度的一半,请找出这个数字。例如输入一个长度为9的数组{1,2,3,2,2,2,5,4,2...

28050
来自专栏十月梦想

Map数据结构以及方法和数据遍历

    前面说过Set和Map是ES6中的新的数据结构(不是数据类型是存储数据的集合结构),上面说过,Set类似与数据的形式而这个类似与object(对象),看...

34130
来自专栏java一日一条

Java面试题:如何对HashMap按键值排序

Java中HashMap是一种用于存储“键”和“值”信息对的数据结构。不同于Array、ArrayList和LinkedLists,它不会维持插入元素的顺序。

19020
来自专栏深度学习与计算机视觉

算法-数字在排序数组中出现的次数

题目: 统计一个数字在排序数组中出现的次数,比如排序数组为{1,2,3,3,3,4,5},那么数字3出现的次数就是3。 解题思路: 1.首先,遍历数组肯...

21450
来自专栏闻道于事

Java之集合初探(一)

一、集合概述、区别 集合是一种容器,数组也是一种容器 在Java编程中,装各种各样的对象(引用类型)的叫做容器。 为什么出现集合类? 面向对象语言对事物的体现都...

25970

扫码关注云+社区

领取腾讯云代金券