Java基礎知識總結之類的集合

時間 2019-11-18

標籤 java 基礎知識總結之類集合欄目 Java 简体版

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Java集合概述

　　一、集合類也叫做容器類。它的功能至關於一個容器。能夠存儲數量不肯定的數據，以及保存具備映射關係的數據（也被稱爲關聯數組）。算法

　　二、Java的集合（容器），它是用來」裝對象的「（其實是對象的引用，但習慣上都稱爲對象）。數組

　　三、Java集合大體能夠分爲Set、List、Queue和Map四種體系。Set表明無序、不可重複的集合；List表明有序、容許重複的集合；而Map表明具備映射關係的集合，Java5又增長了Queue體系集合，表明一種隊列集合實現。安全

　　四、Java集合類主要由兩個接口派生出來：Collection和Map，Collection和Map是Java集合框架的根接口，以下圖所示是Collection接口、子接口及其實現類的繼承樹。數據結構

注：斜體字表明接口，正體的爲實現類。多線程

　　用藍框標註的類是Collection集合框架最經常使用的實現類，分別是：HashSet、TreeSet、ArrayList、LinkedList、ArrayDeque。框架

Set集合

Set集合幾乎等同於Collection集合。它們的行爲幾乎一致。工具

遍歷Set的兩種方式：性能

　　1.用迭代器spa

　　2.用foreach循環線程

1.HashSet

HashSet的存儲機制：

　　一、當有元素加進來的時，HashSet會調用該對象的hashCode()方法，獲得一個int值。

　　二、根據hashCode的()返回的int值，計算出它在HashSet中的存儲位置（底層實際採用數組存儲元素的索引，計算獲得在數組中的索引值）

　　三、若是加入的位置爲空，則直接加入，若是該位置已經有元素，則此處會造成鏈表。

取元素時與此相似。

　　一、當要去一個元素時，HashSet會調用該對象的hashCode()方法，獲得一個int值。

　　二、根據hashCode的()返回的int值，計算出它在HashSet的【底層數組】中的存儲位置（數組中的索引）。

　　三、若是該位置剛好是要找的元素，直接取出便可，如若是該位置由鏈表，則要經過」挨個「搜索鏈表中的元素。

HashSet存儲機制示意圖

HashSet的構造方法：HashSet(int initialCapacity, float loadFactor)

　　initialCapacity:控制底層數組的長度，默認爲16

　　loadFactor：負載因子，HashSet判斷是否【底層數組快滿】時的依據。當判斷認爲數組快滿時，系統會自動建立一個長度爲原來2倍的數組，而且將原來數組的元素複製到新數組，原來的數組成爲了垃圾。專業術語叫作」rehash（重hash）「。

　　loadFactor的默認大小爲0.75。

　　loadFactor越小，越消耗內存，loadFactor越大，性能越低。

hashSet怎樣判斷兩個對象是否相等：　

　　一、兩個對象的hashCode()返回值相同

　　二、兩個對象的equals()方法比較返回值爲true

　　這就要求咱們自定義類的hashCode()和equals()方法是一致的，要求重寫equals()所用的關鍵屬性與計算hashCode()的關鍵屬性一致。　　

2. HashSet的子類:LinkedHashSet

　　它與HashSet的存儲機制相同。

　　但LinkedHashSet額外維護一個鏈表，用來記錄元素的添加順序。

3.TreeSet

　　特徵：保證Set裏的元素是」有大小排序「的。

　　TreeSet————它是標準的紅黑樹

　　　　樹—>二叉樹—>排序二叉樹—>平衡二叉樹—>紅黑樹。

　　TreeSet的存儲機制：

　　　　底層由一棵」紅黑樹「存放全部的數據。存取性能與檢索性能也比較好。

　　　　在HashSet沒有出現大量的鏈表的狀況下，HashSet的性能要比TreeSet性能好。

　　TreeSet要求對象必須是能夠排序的：

　　　　一、天然排序。要求全部的集合元素實現Comparable接口。

　　　　　　　　　　　集合元素實現了Comparable接口後，集合元素自身就能夠排序。

　　　　二、定製排序。要求建立TreeSet對象的時候傳入一個Comparator對象。

　　　　　　　　　　　Comparator對象負責對集合元素進行排序，集合元素無需實現Comparable接口。

　　TreeSet怎樣纔算兩個對象時相等？

　　　　一、只有兩個對象經過compareTo()方法比較的返回值爲0，TreeSet才認爲兩個對象相等。

List集合

　　List集合封裝了線性表的數據結構。

　　它提供大量的」根據索引「來存、取元素的方法。

　　因爲List根據索引來存、取元素，所以它多了一個遍歷元素的方法。

1.ArrayList

　ArrayList與Vector的存儲機制：

　　它們的底層是基於數組的，它們對元素的存儲徹底是基於數組的。 —— 所以性能很是快。

　ArrayList與Vector的區別：

　　一、Vector是JDK1.0就有的集合，從JDK1.2之後SUN公司從新設計了ArrayList來代替Vector。

　　二、Vector是線程安全的，ArrayList是線程不安全的。但ArrayList的性能要比Vector的好。

　　即便在多線程的環境下，可使用Collections的方法把ArrayList變成線程安全的。

如下僅供瞭解　　

　　三、當底層數組的存儲空間不足時，Vector默認擴轉1倍，ArrayList默認擴展%50+1。

2.LinkedList

　　既是線性表，又是隊列，仍是棧。（棧和隊列是受限的線性表）。

　　LinkedList的底層是基於鏈表實現的。一般認爲它的性能比不上ArrayList。

　　　　ArrayList：因爲根據底層數組的索引存取元素的，因此性能很是快。

　　　　　　　　　　當插入、刪除元素時，後面全部的元素都要跟上」總體搬家「。

　　　　LinkedList：因爲底層採用鏈表來存儲元素，要根據遍從來存取元素，因此性能較低。

　　　　　　　　　　當插入、刪除元素時，後面全部的元素無需」總體搬家「，所以性能很是好。

Queue集合

Deque類

　　雙向隊列：功能限制的線性表

　　即便隊列，又是棧。

　　看成棧是使用的方法是push()和pop()，peek()只訪問棧頂元素，並不彈出來。

　　看成隊列時使用的方法是offer()和poll()。

　　ArrayDeque —— 基於數組實現

　　LinkedList —— 基於鏈表實現

操做集合工具類：Collections

　　synchronizedXxx —— 把原有的集合包裝成線程安全的集合。

　　shuffle(List<?> list) —— 把List集合元素進行隨機排列

常見的工具類：

　　Arrays —— 操做數組。

　　Objects —— 操做對象。

　　Collections ——操做集合。

Map集合

以下圖爲Map體系的繼承樹，全部的Map實現類用於保存具備映射關係的數據。Map保存的數據都是key-value對。

注：用藍框標註的類是Map集合框架最經常使用的實現類，分別是：HashMap、TreeMap、Properties。

對比以上兩圖，發現兩者的結構很是相識，Map與Set一一對應。實質上Set底層的實現就是經過Map子類的方法，能夠經過查看Set相關的API文檔驗證。當Map的value值爲null，只考慮key的時候，Map就變爲了Set。

　　HashSet底層是由HashMap實現，HashMap經過「hash」算法控制數據在集合中的存儲，相似於「一個蘿蔔一個坑」。

　　TreeSet底層是由TreeMap實現，TreeMap就是真正的紅黑樹。

注：對於Map而言，value只是它的附屬物，幾乎沒有什麼要求，所以Map主要是對key由要求。

1.HashMap

　　HashMap會經過key的hashCode()方法的返回值來計算其存、取位置。

　　HashMap怎樣纔算兩個key重複呢？

　　　　一、經過equals()方法比較的返回值爲true

　　　　二、兩個key的hashCode()返回值相同

判斷兩個對象相等能夠用hashcode比較嗎？

回答是不能夠。你必須用equals方法！兩個不一樣對象可能hashcode相等，但兩個不一樣hashcode的對象必定不一樣。另一點，若是覆寫了equals方法，必須覆寫hashcode方法，緣由是默認的hashcode是將對象的存儲地址進行映射。並且邏輯上，若是兩個對象的equals 方法返回是相等的，那麼它們的hashcode必須相等；反之不必定成立。