JAVA_基礎集合List接口與Set接口（二）

時間 2021-01-04

標籤 java 算法數組安全 ide 源碼分析 this 線程 code 對象欄目 Java 简体版

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List接口

JDK API中List接口的實現類經常使用的有：ArrayList、LinkedList和Vector。java

ArrayList：做爲List接口的主要實現類；線程不安全；底層使用Object[] elementData儲存。
LinkedList：對於頻繁的插入、刪除操做，使用此類效率比ArrayList高；底層使用雙向鏈表儲存。
Vector：做爲List接口的古老實現類；線程安全的；效率底；底層使用Object[] elementData儲存。算法

ArrayList的源碼分析：JDK 7
ArrayList list = new ArrayList();（底層建立了長度是10的Object[]數組elementData）
list.add(123);（elementData[0] = new Integer(123);）
list.add(11);（若是這次的添加致使底層elementData數組容量不夠，則擴容。）
默認狀況下，擴容爲原來的容量的1.5倍，同時須要將原有數組中的數據複製到新的數組中。數組

結論：建議在開發過程當中使用帶參數的構造器：ArrayList list = new ArrayList(int capacity)安全

ArrayList的源碼分析：JDK 8ide

List接口方法

void add(int index, Object ele):在index位置插入ele元素。
boolean addAll(int index, Collection eles):從index位置開始將eles中的全部元素添加進來。
Object get(int index):獲取指定index位置的元素。
int indexOf(Object obj):返回obj在集合中首次出現的位置。
int lastIndexOf(Object obj):返回obj在當前集合中末次出現的位置。
Object remove(int index):移除指定index位置的元素，並返回此元素。
Object set(int index, Object ele):設置指定index位置的元素爲ele 。
List subList(int fromIndex, int toIndex):返回從fromIndex到toIndex 位置的子集合。源碼分析

public void test() {
        ArrayList list = new ArrayList();
        list.add(132);
        list.add(456);
        list.add("AA");
        list.add(new Person("Tom", 12));
        System.out.println(list);// [132, 456, AA, Person{name='Tom', age=12}]
        list.add(1,"BB");
        System.out.println(list);// [132, BB, 456, AA, Person{name='Tom', age=12}]
        List list1 = Arrays.asList(1, 2, 3);
        list.addAll(list1);
        System.out.println(list.size());// 8
        System.out.println(list.get(1));// BBjava
    }
public void test1() {
        ArrayList list = new ArrayList();
        list.add(132);
        list.add(456);
        list.add("AA");
        list.add(new Person("Tom", 12));
        list.add("456");
        int i = list.indexOf(456);
        System.out.println(i);// 1
        System.out.println(list.lastIndexOf("AA"));// 2
        Object remove = list.remove(0);
        System.out.println(remove);// 132
        System.out.println(list);// [456, AA, Person{name='Tom', age=12}]
        Object cc = list.set(1, "CC");
        System.out.println(cc);// AA
        System.out.println(list);// [456, CC, Person{name='Tom', age=12}]
        List subList = list.subList(2, 4);
        System.out.println(subList);// [Person{name='Tom', age=12}, 456]
        System.out.println(list);// [456, CC, Person{name='Tom', age=12}, 456]
    }
public void test3() {
        ArrayList list = new ArrayList();
        list.add(123);
        list.add(456);
        list.add("AA");
        list.add("BB");
        // 方式一：Iterator迭代器方式循環遍歷
        Iterator iterator = list.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            System.out.println(iterator.next());
        }
        System.out.println("*******************");
        // 方式二：forEach加強循環遍歷
        for (Object obj : list) {
            System.out.println(obj);
        }
        System.out.println("*******************");
        // 方式三：普通for循環遍歷
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            System.out.println(list.get(i));
        }
    }

Set接口

Set接口：儲存無序的、不可重複的數據。
HashSet：做爲Set接口的主要實現類；線程不安全的；能夠儲存null值。
LinkedHashSet：做爲HashSet的子類；遍歷其內部數據時，能夠按照添加的順序遍歷。
優勢：對於頻繁的遍歷操做，LinkedHashSet效率高於HashSet。
TreeSet：能夠按照添加對象的指定屬性，進行排序。this

1、儲存無序、不可重複：（以HashSet爲例說明）線程

Set無序性：不等於隨機性。存儲的數據在底層數組中並不是按照數組索引的順序添加。而是根據數據的哈希值決定的。
Set不可重複性：保證添加的元素按照equals()判斷時，不能返回true。即：相同的元素只能添加一個。

2、添加元素的過程：（以HashSet爲例說明）code

咱們向HashSet中添加元素a，首先調用元素a所在類的hashCode()方法，計算元素a的哈希值，此哈希值接着經過某種算法出生在HashSet底層數組中的位置（即爲：索引位置）。
數組此位置上是否已經有元素：
若是有此位置上沒有其它元素，則元素a添加成功。→狀況1
若是此位置上有其它元素B（或以鏈表形式存在的多個元素），則比較元素a與元素b的hash值：
若是hash值不相同，則元素a添加成功。→狀況2
若是hash值相同，進而須要調用元素a所在類的equlas()方法：
equlas()返回true,元素a添加失敗。
equlas()返回false，則元素a添加成功。→狀況3
對於添加成功的狀況2和狀況3而言：元素a與已經存在指定索引位置上數據以鏈表的方式儲存。
JDK 7：元素a放到數組中，指向原來的元素。
JDK 8：原來的元素在數組中，指向元素a。
總結：七上八下對象

HashSet底層：數組+鏈表的結構。

要求：向Set中添加的數據，其所在的類必定要重寫hashCode()和equlas()。
要求：重寫的hashCode()和equlas()儘量的保持一致性：相等的對象必須具備相等的散列碼（hash值）。
```
public void test() {
        Set set = new HashSet();
        set.add(456);
        set.add(123);
        set.add("AA");
        set.add("CC");
        set.add(new User("Tom",20));
        set.add(new User("Tom",20));
        set.add(new User("Jerry",19));
        set.add("DD");
        Iterator iterator = set.iterator();
        while(iterator.hasNext()) {
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }
```
```
public class User {
    private String name;
    private int age;
	...
    @Override
    public String toString() {
		...
    }
    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        System.out.println("User equals()...");
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;

        User user = (User) o;

        if (age != user.age) return false;
        return name != null ? name.equals(user.name) : user.name == null;
    }
    @Override
    public int hashCode() {
        int result = name != null ? name.hashCode() : 0;
        result = 31 * result + age;
        return result;
    }
}
```

3、LinkedHashSet的使用

LinkedHashSet做爲HashSet的子類，在添加數據的同時，每一個數據還維護了兩個引用，記錄此數據前一個數據和後一個數據。
優勢：對於頻繁的遍歷操做，LinkedHashSet效率高於HashSet。

public void test2() {
        Set set = new LinkedHashSet();
        set.add(456);
        set.add(123);
        set.add("AA");
        set.add("CC");
        set.add(new User("Tom",20));
        set.add(new User("Tom",20));
        set.add(new User("Jerry",19));
        set.add("DD");

        Iterator iterator = set.iterator();
        while(iterator.hasNext()) {
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }

4、TreeSet的使用

向TreeSet中添加的數據，要求是相同類的對象。
失敗：不能添加不一樣類的對象
```
set.add(123);
set.add("AA");
set.add(new User("Tom",20));
```

兩種排序方式：天然排序（實現Comparable接口）和定製排序（Comparator）

天然排序中，比較兩個對象是否行同的標準爲：compareTo()返回0，再也不是equlas()。

public void test1() {
        TreeSet set = new TreeSet();
        // 舉例一：
//        set.add(123);
//        set.add(456);
//        set.add(-487);
//        set.add(9);
        // 舉例二：
//        set.add("AA");
//        set.add("DD");
//        set.add("BB");
//        set.add("ABC");
        // 舉例三：
        set.add(new User("Tom",22));
        set.add(new User("Jerry",22));
        set.add(new User("Jim",20));
        set.add(new User("Mike",54));
        set.add(new User("Jack",58));
        set.add(new User("Jack",20));
        Iterator iterator = set.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }

public class User implements Comparable {
    private String name;
    private int age;
    @Override
    public String toString() {...}
    @Override
    public boolean equals(Object o) {...}
    @Override
    public int hashCode() {...}
    // 按照姓名從小到大排序,年齡從小到大排序
    @Override
    public int compareTo(Object o) {
        if (o instanceof User) {
            User user = (User) o;
            int compare = user.name.compareTo(this.name);
            if (compare != 0) {
                return compare;
            }else {
                return Integer.compare(this.age,user.age);
            }
        }else {
            throw new RuntimeException("當前傳遞的類型不匹配");
        }
    }
}

定製排序中，比較兩個對象是否行同的標準爲：compare()返回0，再也不是equlas()。

public void test2() {
        Comparator comparator = new Comparator() {
            // 按照年齡從小到大排序
            @Override
            public int compare(Object o1, Object o2) {
                if (o1 instanceof User && o2 instanceof User) {
                    User user1 = (User) o1;
                    User user2 = (User) o2;
                    return Integer.compare(user1.getAge(),user2.getAge());
                }else {
                    throw new RuntimeException("傳入的類型不匹配");
                }
            }
        };
        TreeSet set = new TreeSet(comparator);
        set.add(new User("Tom",22));
        set.add(new User("Jerry",21));
        set.add(new User("Jim",20));
        set.add(new User("Mike",54));
        set.add(new User("Mary",54));
        set.add(new User("Jack",58));
        set.add(new User("Jack",20));
        Iterator iterator = set.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }

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