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《Java集合歸納》集合的注意事項、底層結構及補充知識。（下篇）

目錄

​​一、Map 接口​​

​​1、注意事項(實用)​​

​​2、Key-Value 示意圖​​

​​3、Map接口常用方法​​

​​4、Map的周遊方式​​

​​二、HashMap 類​​

​​ 1、注意事項​​

 ​​2、底層機制​​

 ​​3、底層原理圖​​

​​ 三、HashTable 類​​

 ​​1、基本介紹​​

​​ 2、底層結構示意圖​​

​​ 3、HashTable 常用方法​​

  ​​四、Properties 類​​

​​ 1、基本介紹​​

 ​​2、常用方法​​

  ​​五、Collections 工具類 ​​

 ​​1、基本介紹​​

 ​​2、排序操作(均為static方法)​​

 ​​3、查找、替換操作​​

​​六、總結 （必背）​​

 ​​1、開發中如何選擇集合來使用？​​

 ​​2、HashSet 和 TreeSet分别如何實作去重的？​​

一、Map 接口

1、注意事項(實用)

  • Map與Collection并列存在。用于儲存具有映射關系的資料 : Key-Value(雙列元素)

  • Map 中的key 和 value 可以是任何引用類型的資料，會封裝到 HashMap$Node

    對象中

  • Map 中的 key 不允許重複，原因和HashSet一樣
  • Map 中的 value 可以重複
  • Map的 key 可以為null, value 也可以為null 。但是，注意 key為 null 隻能存在一個，而value 為 null 可以存在多個
  • 常用String 類來作為 Map 的key
  • key 和 value 之間存在單向 一對一關系，即通過指定的key 總能找到對應的 value

2、Key-Value 示意圖

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3、Map接口常用方法 

Map map = new HashMap(); 

map.put("第一", "節點1");
map.put("第二", "節點2");
map.put("第三", "節點3");
map.put("第四", "節點4");
（1）remove : 根據鍵删除映射關系 
map.remove("第二");
（2）get ：根據鍵擷取值 
Object val = map.get("第三");
（3）size : 擷取元素個數 
System.out.println("key-value=" + map.size());

（4）isEmpty : 

判斷個數是否為 

System.out.println( map.isEmpty() ); //False

（5）clear : 

清除

key-value

map.clear();

（6）containsKey : 

查找鍵是否存在

System.out.println(map.containsKey("第四")); //true

4、Map的周遊方式

（1）四種周遊方式
  • containsKey : 查找鍵是否存在
  • keySet : 擷取所有的鍵
  • entrySet : 擷取所有關系K-V
  • values : 擷取所有的值 
Map map = new HashMap();
（2）keySet 周遊方式 
//先取出 所有的 Key , 通過 Key 取出對應的 Value
Set keyset = map.keySet();


//(1)第一種方式： 增強 for循環
for (Object key : keyset) {

    System.out.println(key + "-" + map.get(key));

}


//(2)第二種方式：疊代器
Iterator iterator = keyset.iterator();
while (iterator.hasNext()) {

    Object key = iterator.next();
    System.out.println(key + "-" + map.get(key));

}
（3）values 周遊方式 
//把所有的 values 取出
Collection values = map.values();


//注意：這裡可以使用所有的 Collections 使用的周遊方法

//(1)取出所有的 value 使用增強 for 循環
for (Object value : values) {

    System.out.println(value);

}


//(2)取出所有的 value 使用疊代器
Iterator iterator2 = values.iterator();
while (iterator2.hasNext()) {

    Object value = iterator2.next();

    System.out.println(value);

}
（4）entrySet 周遊方式 
//通過 EntrySet 來擷取 key-value
Set entrySet = map.entrySet();  // EntrySet>


//(1)使用 EntrySet 的 增強 for循環周遊方式
for (Object entry : entrySet) {

    //将 entry 轉成 Map.Entry
    Map.Entry m = (Map.Entry) entry;

    System.out.println(m.getKey() + "-" + m.getValue());

}


//(2)使用 EntrySet 的疊代器周遊方式
Iterator iterator3 = entrySet.iterator();
while (iterator3.hasNext()) {
    //HashMap$Node -實作-> Map.Entry (getKey,getValue)
    Object entry = iterator3.next();

    //向下轉型 Map.Entry
    Map.Entry m = (Map.Entry) entry;

    System.out.println(m.getKey() + "-" + m.getValue());
}

二、HashMap 類

 1、注意事項

  • Map接口的常用實作類:HashMap、Hashtable 和 Properties
  • HashMap是 Map 接口使用頻率最高的實作類(重點掌握)
  • HashMap 是以key-value 一對的方式來存儲資料(HashMap$Node類型)
  • key 不能重複， 但是value值可以重複，二者都允許使用null鍵。
  • 如果添加相同的key，則會覆寫原來的key-value,等同于修改(key不會替換，value會替換）
  • 與HashSet一樣, 不保證映射的順序， 因為底層是以Hash表的方式來存儲的(jdk8的HashMap 底層數組+連結清單+紅黑樹)

  • HashMap沒有實作同步，是以是線程不安全的，方法沒有做同步互斥的操作，沒有

    synchronized 關鍵字

2、底層機制

  1. HashMap底層維護了Node類型的數組table，預設為null
  2. 當建立對象時, 将加載因子(loadfactor)初始化為0.75
  3. 當添加key-value時，通過key的哈希值得到在table的素引。 然後判斷該索引處是否有元素，如果沒有元素直接添加。 如果該索引處有元素， 繼續判斷該元素的key和準備加入的key是否相等， 如果相等，則直接替換value； 如果不相等需要判斷是樹結構還是連結清單結構，做出相應處理。 如果添加時發現容量不夠， 則需要擴容。
  4. 第1次添加, 則需要擴容table容量為16, 臨界值(threshold)為12 (16*0.75)
  5. 以後再擴容, 則需要擴容table容量為原來的2倍(32). 臨界值為原來的2倍，即24（32*0.75），依次類推
  6. 在Java8中，如果一條連結清單的元素個數超過 TREEIFY_THRESHOLD(預設是8)，并且 table的大小 >= MIN_TREEIFY_CAPACITY(預設64)，就會進行樹化(紅黑樹)

3、底層原理圖

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 三、HashTable 類

1、基本介紹

  • 存放的元素是鍵值對：即Key-Value
  • HashTable 的鍵和值都不能為null
  • HashTable 的使用方法基本上和HashMap一樣
  • HashTable 是線程安全的,HashMap 是線程不安全
  • Hashtable 和 HashMap 的比較：     
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 2、底層結構示意圖

《Java集合歸納》集合的注意事項、底層結構及補充知識。（下篇）

 3、HashTable 常用方法 

Map map = new HashTable(); 

map.put("第一", "節點1");
map.put("第二", "節點2");
map.put("第三", "節點3");
map.put("第四", "節點4");
（1）remove : 根據鍵删除映射關系 
map.remove("第二");
（2）get ：根據鍵擷取值 
Object val = map.get("第三");
（3）size : 擷取元素個數 
System.out.println("key-value=" + map.size());

（4）isEmpty : 

判斷個數是否為 

System.out.println( map.isEmpty() ); //False

（5）clear : 

清除

key-value

map.clear();

（6）containsKey : 

查找鍵是否存在

System.out.println(map.containsKey("第四")); //true

四、Properties 類

 1、基本介紹

  • Properties 類繼承自HashTable類并且實作了Map接口，也是使用一種鍵值對的形

    式來儲存資料。（可以通過 key-value 存放資料，當然 key 和 value 也不能為 null）

  • 它的使用特點和Hashtable類似
  • Properties 還可以用于從xx.properties檔案中，加載資料到Properties類對象，并進行讀取和修改（在IO流中會詳細介紹）

2、常用方法 

Properties properties = new Properties();
（1）put 方法 
properties.put(null, "abc");//抛出 空指針異常
properties.put("abc", null); //抛出 空指針異常

properties.put("lic", 100);
properties.put("lic", 88);//如果有相同的 key ， value 被替換
（2）get 方法 
System.out.println(properties.get("lic"));
（3）remove 方法 
properties.remove("lic");

五、Collections 工具類 

1、基本介紹

  • Collections 是一個操作Set. List 和 Map等集合的工具類
  • Collections中提供了一系列靜态的方法對集合元素進行排序、查詢和修改等操作排序

2、排序操作(均為static方法)

方法 作用
reverse(List) 反轉 List 中元素的順序
shuffle(List) 對 List集合元素進行随機排序
sort(List) 根據元素的自然順序對指定List集合元素按升序排序
sort(List,Comparator) 根據指定的Comparator 産生的順序對 List集合元素進行排序
swap(List, int i, int j) 将指定list 集合中的 i 處元素和 j 處元素進行交換 
List list = new ArrayList(); 

list.add("第一個"); 
list.add("第二個"); 
list.add("第三個");

（1）reverse(List)：

反轉

List

中元素的順序

Collections.reverse(list);
（2）shuffle(List)：對 List 集合元素進行随機排序 
for (int i = 0; i < 5; i++) {

    Collections.shuffle(list);

    System.out.println("list=" + list);

}

（3）sort(List)：

根據元素的自然順序對指定

List

集合元素按升序排序

Collections.sort(list);

（4）sort(List，Comparator)：

根據指定的

Comparator

産生的順序對

List

集合元素進行排序

//匿名内部類
Collections.sort(list, new Comparator() {
    @Override
    public int compare(Object o1, Object o2) {

    return ((String) o2).length() - ((String) o1).length();

    }

});

（5）swap(List，int， int)：

将指定

list

集合中的

i

處元素和

j

處元素進行交換

Collections.swap(list, 0, 1);
.......................................................

3、查找、替換操作

方法 作用
Object max(Collection) 根據元素的自然順序，傳回給定集合中的最大元素
Object max(Collection, Comparator) 根據 Comparator 指定的順序,傳回給定集合中的最大元素
Object min(Collection) 根據元素的自然順序，傳回給定集合中的最小元素
Object min(Collection, Comparator) 根據 Comparator 指定的順序,傳回給定集合中的最小元素
int frequency(Collection, Object) 傳回指定集合中指定元素的出現的次數
void copy(List dest,List src) 将src中的内容複制到dest中
boolean replaceAll(List list, Object oldVal, Object newVal) 使用新值替換 List對象的所有舊值

（1）Object max(Collection)：

根據元素的自然順序，傳回給定集合中的最大元素

System.out.println("自然順序最大元素=" + Collections.max(list));
（2）Object max(Collection，Comparator)：根據 Comparator 指定的順序，傳回給定集合中的最大元素 
//匿名内部類
Object maxObject = Collections.max(list, new Comparator() {
    @Override
    public int compare(Object o1, Object o2) {

    return ((String)o1).length() - ((String)o2).length();

    }

});

（3）int frequency(Collection，Object)：

傳回指定集合中指定元素的出現次數

System.out.println("第一個 出現的次數=" + Collections.frequency(list, "第一個"));

（4）void copy(List dest,List src)：

将

src

中的内容複制到

dest

中

ArrayList dest = new ArrayList();

//為了完成一個完整拷貝，我們需要先給 dest 指派，大小和 list.size()一樣
for(int i = 0; i < list.size(); i++) {

    dest.add("");

}

//拷貝
Collections.copy(dest, list);

（5）boolean replaceAll(List list，Object oldVal，Object newVal)：

使用新值替換

List

對象的所有舊值

//如果 list 中，有 “第一個” 就替換成 “0”
Collections.replaceAll(list, "第一個", "0");

六、總結 （必背）

1、開發中如何選擇集合來使用？

（1）第一步：先判斷存儲的類型：是一組對象？還是一組鍵值對？

（2）一組對象: Collection接口

        List允許重複:

                增删多 : LinkedList [底層維護了一個雙向連結清單]

                改查多 : ArrayList 底層維護Object類型的可變數組]

        Set不允許重複:

                無序 : HashSet {底層是HashMap，維護了一個哈希表即（數組+連結清單+紅黑樹）}

                排序 : TreeSet

                插入和取出順序一緻 :  LinkedHashSet , 維護數組+雙向連結清單

（3）一組鍵值對: Map 接口

                鍵無序 : HashMap [底層是:哈希表 jdk7:數組+連結清單，jdk8:數組+連結清單+紅黑樹]

                鍵排序 : TreeMap

                鍵插入和取出順序一緻 : LinkedHashMap

                讀取檔案 ：Properties

2、HashSet 和 TreeSet分别如何實作去重的？

▲ HashSet 的去重機制 :  hashCode() + equals()，底層先通過存入對象，進行運算得到一個hash值，通過hash值得到對應的索引，如果發現table索引所在的位置沒有資料, 就直接存放；如果有資料，就進行equals比較[周遊比較]。如果比較後不相同，就加入；否則就不加入。
java 集合 常用方法 基本介紹 連結清單
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