Java類集框架詳細彙總

前言：

Java的類集框架比較多，也十分重要，在這裏給出圖解，能夠理解爲相應的繼承關係，也能夠看成重要知識點回顧；

Collection集合接口

繼承自：Iterable

public interface Collection<E> extends Iterable<E>

java.util.Collection是單值集合操做的最大父接口，其中有幾個核心操做方法以及經常使用操做方法；

Modifier and Type	Method(public)	Description
boolean	add(E e)	確保此集合包含指定的元素（可選操做）。
boolean	addAll(Collection<? extends E> c)	將指定集合中的全部元素添加到此集合(可選操做)。
void	clear()	從集合中刪除全部元素(可選操做)。
boolean	contains(Object o)	若是該集合包含指定的元素，則返回true。
boolean	remove(Object o)	若是存在，則今後集合中刪除指定元素的單個實例（可選操做）。
int	size()	返回此集合中的元素數。
Object[]	toArray()	返回一個包含此集合中全部元素的數組。
Iterator<E>	iterator()	返回對此集合中的元素進行迭代的迭代器。

上面方法中有兩個特殊的方法就是cotains與remove；都須要equals方法的支持才能刪除與查詢數據；不然找不到元素。

後面都是衍生出的子類方法。

List集合

最大特色：容許保存重複的元素，並在其父接口上擴充了其餘的方法；

繼承關係：

public interface List<E> extends Collection<E>

Modifier and Type	Method（public）	Description
void	add(int index, E element)	Inserts the specified element at the specified position in this list (optional operation).
boolean	add(E e)	Appends the specified element to the end of this list (optional operation).
ListIterator<E>	listIterator()	Returns a list iterator over the elements in this list (in proper sequence).
static <E> List<E>	of()	Returns an unmodifiable list containing zero elements.
default void	forEach(Consumer<? super T> action)	Performs the given action for each element of the Iterable until all elements have been processed or the action throws an exception.

實例：

package Java從入門到項目實戰.Java類集框架.List集合;
import java.util.List;
public class 多數據保存 {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> all = List.of("xbhg","Hello","World","welcome");
        Object[] result = all.toArray();
        for (Object t: result) {
            System.out.println(t);
        }
        System.out.println("----------分割線----------");
        all.forEach(System.out::println); //方法引用部分的引用構造方法
    }
}

ArrayList子類

繼承結構以下：

public class ArrayList<E> extends AbstractList<E> implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, Serializable

實例化：重複元素容許保存而且按照添加時的順序保存；

package Java從入門到項目實戰.Java類集框架.List集合;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;

public class ArrayList實例化List {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> all = new ArrayList<String>();
        all.add("Hello");
        all.add("你好");
        all.add("你好");
        all.add("xbhog");
        System.out.println(all);
        all.forEach(System.out::print);
        //lambda表達式
        all.forEach((str)->{
            System.out.print(str+"、");
        });
    }
}

集合操做方法：

package Java從入門到項目實戰.Java類集框架.List集合;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class ArrayLIst集合相關操做 {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> all = new ArrayList<String>();
        System.out.println("集合是否爲空？"+all.isEmpty()+"、集合元素個數"+all.size());
        all.add("1");
        all.add("2");
        all.add("3");
        System.out.println("集合是否爲空？"+all.isEmpty()+"、集合元素個數"+all.size());
        System.out.println(all.get(1));
        System.out.println(all.remove("3"));
        System.out.println("集合是否爲空？"+all.isEmpty()+"、集合元素個數"+all.size());
    }
}

ArrayList原理分析：重點

首先須要明確ArrayList是經過數組實現的；這樣就出現了ArrayList經過什麼樣的方式進行的擴容操做，以及在什麼狀況下才會擴容？

ArrayList類中的數組是在構造方法中進行的空間開闢的；其對應的有無參和有參構造方法：

無參構造方法：使用空數組（長度爲0）初始化，在第一次使用時會爲其開闢空間爲（初始化程度爲10）；

public ArrayList() {
    this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}

//默認的開闢空間大小
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
/**
     * Shared empty array instance used for empty instances.
     */
private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};
/**
     * Shared empty array instance used for default sized empty instances. We
     * distinguish this from EMPTY_ELEMENTDATA to know how much to inflate when
     * first element is added.
     */
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};

有參構造方法：長度大於0則以指定長度開闢數組空間；若是長度爲0，則按照無參構造方法進行；若是負數則拋出ILLegaLArgumentException異常；

public ArrayList(Collection<? extends E> c) {
    elementData = c.toArray();
    if ((size = elementData.length) != 0) {
        // defend against c.toArray (incorrectly) not returning Object[]
        // (see e.g. https://bugs.openjdk.java.net/browse/JDK-6260652)
        if (elementData.getClass() != Object[].class)
            elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
    } else {
        // replace with empty array.
        this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
    }
}

當數組擴充後利用數組複製的形式，將舊數組中的數據複製到開闢的新數組中；

其最大程度爲：

/**
     * The maximum size of array to allocate (unless necessary).
     * Some VMs reserve some header words in an array.
     * Attempts to allocate larger arrays may result in
     * OutOfMemoryError: Requested array size exceeds VM limit
     */
private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;

ArrayList保存自定義類對象：

該操做必然包含了相關的增刪改查；因爲contains與remove方法的實現都須要經過對象比較倆完成；因此咱們須要覆寫equals方法

package Java從入門到項目實戰.Java類集框架.List集合;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

class Person{
    private String name;
    private int age;
    public Person(String name,int age){
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
    public boolean equals(Object obj){
        if(this== obj) return true;
        if(obj == null) return false;
        if(!(obj instanceof Person)) return false;
        Person pe = (Person) obj;
        return this.name.equals(pe.name) && this.age == pe.age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "姓名："+this.name +"、年齡："+this.age;
    }
}
public class ArrayList保存自定義類對象 {
    public static void main(String[] args) {
        List<Person> std = new ArrayList<Person>();
        std.add(new Person("xbhog",1));
        std.add(new Person("小明",2));
        std.add(new Person("小白",3));
        System.out.println("-------刪除前的數據內容----------");
        std.forEach((person)->{
            System.out.println("姓名："+person.getName()+"、年齡："+person.getAge());
        });
        System.out.println("-------刪除後的數據內容----------");
        std.remove(new Person("小白",3));
        std.forEach((person)->{
            System.out.println("姓名："+person.getName()+"、年齡："+person.getAge());
        });
        System.out.println("-------查看數據是否存在----------");
        System.out.println(std.contains(new Person("小明",2)));
    }
}

LinkedList子類：

繼承結構以下：基於鏈表形式的實現

public class LinkedList<E> extends AbstractSequentialList<E> implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, Serializable

實現LinkedList的集合操做：

package Java從入門到項目實戰.Java類集框架.List集合;

import java.util.LinkedList;
import java.util.List;

public class LinkList鏈表操做 {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> all = new LinkedList<String>();
        all.add("java");
        all.add("python");
        all.add("Linux");
        System.out.println(all);
        System.out.println(all.get(2));
        System.out.println(all.get(1));
    }
}

Vector子類：

繼承結構以下：

public class Vector<E> extends AbstractList<E> implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, Serializable

從繼承結構上能夠看出，Vector子類的使用方式與ArrayList的使用方式相同；

package Java從入門到項目實戰.Java類集框架.List集合;
import java.util.List;
import java.util.Vector;
public class Vector子類實現List接口 {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> all = new Vector<String>();
        all.add("asda");
        all.add("你好");
        all.add("buhao");
        System.out.println(all);
    }
}

不一樣點：

如下是vector操做方法，採用的方式是synchronized 同步處理；屬於線程安全，可是效率沒有ArrayList高；

在考慮線程併發訪問的狀況下才能去使用vector子類。

public synchronized void copyInto(Object[] anArray)

Set集合

主要特色是：內部不容許保存重複元素

繼承結構以下：

public interface Set<E> extends Collection<E>

實例化：

package Java從入門到項目實戰.Java類集框架.Set集合;
import java.util.Set;
public class set的基本使用 {
    public static void main(String[] args) {
        //不能有重複值，若是有的話會報錯
        //Exception in thread "main" java.lang.IllegalArgumentException: duplicate element: 世界
//        Set<String> all = Set.of("你好","xbhog","世界","世界");
        Set<String> all = Set.of("你好","xbhog","世界");
        System.out.println(all);
    }
}

HashSet子類：

特色：散列存放且不容許保存重複元素 即：無序存放

繼承結構以下：

public class HashSet<E> extends AbstractSet<E> implements Set<E>, Cloneable, Serializable

HashSet保存數據：

package Java從入門到項目實戰.Java類集框架.Set集合;
import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;
import java.util.Set;
public class HashSet保存數據 { //數據採用無序的保存方式，且不容許保存重複的數據
    public static void main(String[] args) {
        //保存的類型是String
        Set<String> all = new HashSet<String>();
        all.add("小李");
        all.add("小紅");
        all.add("小1");
        all.add("小2");
        all.add("小花");
        all.add("小花");
        System.out.println(all);
        Iterator<String> iter = all.iterator();
        while(iter.hasNext()){
            String str  = iter.next();
            System.out.print(str+"、");
        }
    }
}

LinkedHashSet子類：JDK1.4加入---解決HashSet沒法順序保存的數據

實現是基於鏈表保存的數據:增長的順序就是集合的保存順序，且不會保存重複的數據。

package Java從入門到項目實戰.Java類集框架.Set集合;
import java.util.Iterator;
import java.util.LinkedHashSet;
import java.util.LinkedList;
import java.util.Set;
public class 鏈表實現LinkHashSet {  //基於鏈表的操做，且保存的數據爲順序保存
    public static void main(String[] args) {
        Set<String> all = new LinkedHashSet<String>();
        all.add("小李老師");
        all.add("小bai");
        all.add("小明");
        all.add("小黃");
        System.out.println(all);
        Iterator<String> iter = all.iterator();
        while (iter.hasNext()) {
            String str = iter.next();
            System.out.println(str + "、");
        }
    }
}

TreeSet子類：

特色：使得集合中保存的數據進行有序排列

其繼承結構以下：

public class TreeSet<E> extends AbstractSet<E> implements NavigableSet<E>, Cloneable, Serializable

TreeSet子類繼承AbstractSet抽象類並實現了NavigableSet接口（該接口爲排序標準接口，是Set的子類）

TreeSet保存數據：

package Java從入門到項目實戰.Java類集框架.Set集合;
import java.util.*;
public class TreeSet子類的有序排列 {
    //全部保存的數據按照從大到小的順序（字符按照字母大小順序依次比較）
    public static void main(String[] args) {
        Set<String> all = new TreeSet<String>();
        all.add("11");
        all.add("hello");
        all.add("hello");
        all.add("world");
        all.add("add");
        all.add("部署");
        all.add("啊哈");
        System.out.println(all);
    }
}

優先級：數字排序>字母排序>漢字排序

TreeSet子類排序分析：

該類子在進行有序數據存儲時依據的是Comparable接口實現排序；須要注意的是在覆寫compareTo()方法時須要進行類中所有屬性的比較；不然出現部分屬性相同時被誤判爲同一個對象；致使重複元素判斷失敗；

package Java從入門到項目實戰.Java類集框架.Set集合;
import java.util.Set;
import java.util.TreeSet;
class Member implements Comparable<Member>{
    private  String name;
    private  int age;
    public Member(String name,int age){
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    public String toString(){
        return "姓名："+this.name +"、年齡："+this.age;
    }
    @Override
    public int compareTo(Member per){
        if(this.age < per.age) return -1;
        else if(this.age > per.age) return 1;  //年齡相同時比較名字
        else {
            return this.name.compareTo(per.name);
        }
    }
}

public class TreeSet子類排序分析 {
    public static void main(String[] args) {
        Set<Member> all = new TreeSet<Member>();
        all.add(new Member("張三",12));
        all.add(new Member("李四",12));
        all.add(new Member("王五",20));
        all.add(new Member("王五",20));
        all.forEach(System.out::println);
    }
}

關於compareTo的相關描述，能夠到源碼下的註釋中翻譯瞭解。

重複元素消除：（非排序的集合中的重複元素）

依靠兩種方法：

1. Hash碼：public int Hashcode();

2. 對象比較：public boolean equals(Object obj);

在進行對象比較的過程當中，首先會使用hashCode()方法與集合中已經保存的代碼進行匹配比較；若是代碼相同則再使用equals()方法進行屬性的依次比較；若是所有相同；則爲相同元素；

package Java從入門到項目實戰.Java類集框架.Set集合;
import java.util.*;
class Person{
    private String name;
    private int age;
    public Person(String name,int age){
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public int getAge() {
        return age;
    }
    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (!(o instanceof Person)) return false;

        Person person = (Person) o;

        if (age != person.age) return false;
        if (name != null ? !name.equals(person.name) : person.name != null) return false;

        return true;
    }
    @Override
    public int hashCode() {
        int result = name != null ? name.hashCode() : 0;
        result = 31 * result + age;
        return result;
    }
}
public class 重複元素消除 {
    public static void main(String[] args) {
        Set<Person> all = new HashSet<Person>();
        all.add(new Person("張三",19));
        all.add(new Person("李四",19));
        all.add(new Person("王五",20));
        all.add(new Person("王五",20));
        all.add(new Person("魏六",66));
        all.add(new Person("xbhog",10));
        System.out.println("------------第一種輸入方式-----------");
        all.forEach((person -> {
            System.out.println(person.getName()+"----"+person.getAge());
        }));
        System.out.println("------------第二種輸入方式-----------");
        Iterator<Person> iter = all.iterator();
        while(iter.hasNext()){
            Person per = iter.next();
            System.out.println(per.getName() + " "+per.getAge());
        }
    }
}

經過hashSet 保存了重複元素，再兩個方法的做用實現去重操做。

集合輸出

在類框架中的對於集合的標準輸出爲：Iterator、ListIterator、Enumeration、foreach;

Iterator迭代輸出：

迭代輸出：依次判斷每一個元素，判斷其是否有內容，若是有內容就輸出。

Iterator接口依靠Iterable接口中的iterate()方法實例化的；

Iterator經常使用方法：

boolean	hasNext()	Returns true if the iteration has more elements.
E	next()	返回迭代中的下一個元素。
default void	remove()	從基礎集合中移除該迭代器返回的最後一個元素(可選操做)。
boolean	hasNext()	若是迭代有更多元素則返回true。

實例：

package Java從入門到項目實戰.Java類集框架.集合輸出;
import java.util.Iterator;
import java.util.Set;
public class Iterator輸出Set集合 {
    public static void main(String[] args) {
        Set<String> all = Set.of("Hello","World","xbhog");
        Iterator<String> iter = all.iterator();
        while(iter.hasNext()){
            String str = iter.next();
            System.out.print(str+"、");
        }       
    }
}

關於數據刪除的問題：

在Collection中與Iterator都有remove方法；那麼應該選擇什麼呢：

Collection無論三七二十一，就給你刪除了，這樣會形成Java.util.ConcurrentModificationException錯誤；

而Iterator在迭代的時候；都會須要依據存儲的數據內容進行判斷；

因此只有Iterator接口中的remove纔是實現刪除數據的正確方法。

如：

package cn.mldn.demo;
import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;
import java.util.Set;
public class JavaCollectDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 若是使用Set.of()或List.of()建立的集合不支持刪除操做
        Set<String> all = new HashSet<String>();
        all.add("小白");                  // 保存數據
        all.add("Java");                    // 保存數據
        all.add("Java");                    // 保存重複數據
        all.add("xbhog");               // 保存數據
        Iterator<String> iter = all.iterator(); 
        while (iter.hasNext()) {                // 集合是否有數據
            String str = iter.next();           // 獲取數據
            if ("Java".equals(str)) {
                iter.remove() ;                 // 刪除當前數據
            } else {
                System.out.print(str + "、");
            }
        }
    }
}

ListIterator雙向迭代：

首先區別Iterator的做用：

Iterator完成的是從前向後單向輸出

ListIterator完成的是從後向前輸出

可是隻有實現Iterator從前向後的輸出後才能實現ListIterator從後向前的輸出（注意前後順序）；

由於只有實現從前向後輸出結束後，指針才執行最後；

若是順序相反則會輸出爲空。

其下的擴充方法：

Modifier and Type	Method	Description
boolean	hasPrevious()	若是該列表迭代器在反向遍歷列表時擁有更多元素，則返回true。
E	previous()	返回列表中的前一個元素，並向後移動光標位置。

實例：執行雙向迭代

package Java從入門到項目實戰.Java類集框架.集合輸出;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.ListIterator;
public class 雙向迭代輸出ListIterator {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> all = new ArrayList<String>();
        all.add("小李");
        all.add("小宋");
        all.add("xbhog");
        ListIterator<String> iter = all.listIterator();
        System.out.println("執行從後往前的操做的話必須須要先執行從前日後的操做，這樣才能是指針指向後面");
        //若是不按照相關操做進行，則從後往前的操做輸出爲空；
        System.out.println("從前日後輸出：-----------");
        while(iter.hasNext()){
            System.out.println(iter.next());
        }
        System.out.println("從後往前輸出：------------");
        while(iter.hasPrevious()){  //判斷是否有前一個元素
            System.out.println(iter.previous());  //有的輸出前一個元素
        }
    }
}

ListIterator接口實現了List集合的雙向迭代操做。

Enumeration枚舉輸出：

該類型的輸出是創建在Vector集合上的；至關於依附產品；

其接口經常使用方法：

Modifier and Type	Method	Description
boolean	hasMoreElements()	測試此枚舉是否包含更多元素。
E	nextElement()	若是該枚舉對象至少還有一個要提供的元素，則返回該枚舉的下一個元素。

實例：輸出vector集合數據

package cn.mldn.demo;
import java.util.Enumeration;
import java.util.Vector;
public class JavaCollectDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Vector<String> all = new Vector<String>();      // 實例化Vector
        all.add("小黃");                              // 保存數據
        all.add("Java");                                // 保存數據
        all.add("xbhog");                           // 保存數據
        Enumeration<String> enu = all.elements() ;          // 獲取Enumeration實例
        while (enu.hasMoreElements()) {
            String str = enu.nextElement() ;
            System.out.print(str + "、");
        }
    }
}

注意Enumeration只有輸出操做沒有刪除操做。

foreach輸出：

沒啥好說的，既能夠實現數組輸出外，也支持集合的輸出；

package cn.mldn.demo;
import java.util.HashSet;
import java.util.Set;
public class JavaCollectDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Set<String> all = new HashSet<String>();            // 實例化Set
        all.add("小黃");                              // 保存數據
        all.add("Java");                                // 保存數據
        all.add("xbhog");                           // 保存數據
        for (String str : all) {
            System.out.print(str + "、"); 
        }
    }
}

實現自定義foreach輸出：

首先須要知道實現foreach須要Iterator接口的支持；因此在Set與List集合才能夠經過foreach實現輸出；

若是咱們本身要實現自定義類的輸出，那麼咱們就須要實例化Iterable接口完成iterator的功能；

package cn.mldn.demo;
import java.util.Iterator;
class Message implements Iterable<String> {// 支持foreach輸出
    private String[] content = { "Java", "Python", "Ubuntu" };  // 信息內容
    private int foot;                   // 操做腳標
    @Override
    public Iterator<String> iterator() {    // 獲取Iterator實例
        return new MessageIterator();
    }
    private class MessageIterator implements Iterator<String> {
        @Override
        public boolean hasNext() {      // 判斷是否存在內容
            return Message.this.foot < 
                Message.this.content.length;
        }
        @Override
        public String next() {          // 獲取數據
            return Message.this.content[Message.this.foot++];
        }
    }
}
public class JavaCollectDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Message message = new Message();    // Iterable接口實例
        for (String msg : message) {        // foreach輸出
            System.out.print(msg + "、");
        }
    }
}

Map集合

map的集合形式是鍵值對的方式；

其經常使用方法：

Modifier and Type	Method	Description
V	get(Object key)	Returns the value to which the specified key is mapped, or null if this map contains no mapping for the key.
V	put(K key, V value)	Associates the specified value with the specified key in this map (optional operation).
static <K,V> Map<K,V>	of()	Returns an unmodifiable map containing zero mappings.

其中Map.of()能夠將每一組數據轉爲map進行保存；

使用Map保存Key-Value數據：

package Java從入門到項目實戰.Java類集框架.Map集合;
import java.util.Collection;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
public class 保存Key_Value數據 {
    public static void main(String[] args) {
//        若是Key重複  則會報錯：java.lang.IllegalArgumentException
//        若是Value與Key設置爲null，則會報錯：java.lang.NullPointerException
        Map<String,Integer> map = Map.of("one",1,"two",null);
        System.out.println(map);
//        System.out.println(map.get("one"));
//        Put只能在map子類中使用
    }
}

注意點：

1. 若是Key重複 則會報錯：java.lang.IllegalArgumentException

2. 若是Value與Key設置爲null，則會報錯：java.lang.NullPointerException

HashMap子類：

特色：採用散列方式保存數據，即無序排列

繼承結構：

public class HashMap<K,V> extends AbstractMap<K,V> implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable

HashMap進行map集合的操做：

package Java從入門到項目實戰.Java類集框架.Map集合;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
public class HahMap子類 {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String,Integer> map =  new HashMap<String,Integer>();
//        進行Map的集合操做
//        map.put("One",1);
//        map.put("Two",2);
//        map.put("Three",3);
//        System.out.println(map);

//        Map數據的保存方法：
        System.out.println(map.put("One",1)); //保存數據，可是保存的數據的key不存在，返回null
        System.out.println(map.put("One",101));  // 返回1，也就是返回的是覆蓋掉的值

        map.put("Three",3);
        map.put("demo1",4);
        map.put("demo2",null);
        map.put("Te",6);
        map.put(null,7);
        /*結果
        * null、7
        * */
        System.out.println(map.get("demo2"));
        System.out.println(map.get(null));
    }
}

注意兩個輸出的註釋：

//Map數據的保存方法：
System.out.println(map.put("One",1)); //保存數據，可是保存的數據的key不存在，返回null
System.out.println(map.put("One",101));  // 返回1，也就是返回的是覆蓋掉的值

在使用Map保存數據的時候Key與Value都不能使用null,可是使用HashMap進行保存數據能夠將Key或Value設置爲null,固然也能夠Key=Value=null，可是這樣的實現保存毫無心義。

put方法在發生覆蓋錢均可以返回原始內容，這樣就能夠依據返回結果來判斷所設置的key是否存在；

HashMap數據擴充操做原理分析：

1） 首先觀察構造方法：

設置數據擴充閾值；

public HashMap() {
    // all other fields defaulted
    this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR; 
}

而後跳轉DEFAULT_LOAD_FACTOR查看：

做用：容量的擴充閾值

/**
     * The load factor used when none specified in constructor.
     */
static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;

經過源碼能夠發現，每一個Hashmap在對象實例化的時候都已經考慮到了數據存儲的擴充問題；

2） 觀察HashMap中的put方法

public V put(K key,V value){
    return putVal(hash(key),key,value,false,true);
}

在使用put方法進行數據保存的時候會調用putVal方法，同時會將key進行哈希處理(生成hash碼)

而putVal()方法爲了方便數據保存會將數據封裝爲一個Node節點類對象，而在使用putVal()方法的操做過程會調用reasize()方法進行擴容；

3）容量擴充

當保存的數據超過既定的存儲容量則會進行擴容，原則以下：

常量地址：DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;做爲初始化的容量配置，然後1向左移4爲-》16；

常量的默認大小爲16個元素，也就是說默承認以保存的最大的內容是16；

static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // aka 16

當保存的數據內容超過了設置的閾值DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f

至關於容量x閾值 = 16*0.75 = 12；即保存到12個元素的時候就會進行容量擴充；

擴充的模式是2倍擴充：即每一次擴充2倍的容量。

4）大數據下的數據存儲方式：

在JDK1.8以後來到大數據時代，這就觸發了HashMap在大數據量中的訪問效率問題；

其中提供了一個重要的常量：TREEIFY_THRESHOLD

static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8;

在使用HashMap進行保存的時候，若是保存的數據個數沒有超過閾值8，那麼會按照鏈表的形式進行數據的存儲；而超過了這個閾值，則會將鏈表轉爲紅黑樹以實現樹的平衡；而且利用左旋與右旋保證數據的查詢性能。

LinkedHashMap子類：

特色：基於鏈表形式實現偶對的存儲，能夠保證存儲順序與數據增長的順序相同；

繼承結構：

public class LinkedHashMap<K,V> extends HashMap<K,V> implements Map<K,V>

使用LinkedHashMao子類存儲數據：

package Java從入門到項目實戰.Java類集框架.Map集合;
import java.util.LinkedHashMap;
import java.util.Map;
public class LinkedHashMap子類存儲數據 {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String,Integer> map = new LinkedHashMap<String,Integer>();
        map.put("張三",1);
        map.put("李四",2);
        map.put("王五",3);
        map.put(null,3);
        map.put("趙六",null);
        System.out.println(map);
    }
}

運行能夠發現集合的保存的順序與數據增長順序相同；同時LinkedHashMap子類容許保存的Key或value內容爲null;

Hashtable子類：

其繼承結構以下：

public class Hashtable<K,V> extends Dictionary<K,V> implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable

使用Hashtable子類保存數據：

package Java從入門到項目實戰.Java類集框架.Map集合;
import java.util.LinkedHashMap;
import java.util.Map;
public class LinkedHashMap子類存儲數據 {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String,Integer> map = new Hashtable<String,Integer>();
        map.put("張三",1);
        map.put("李四",2);
        System.out.println(map);
    }
}

HashMap與Hashtable的區別：

HashMap中的 方法都是異步操做(非線程安全)，HashMap中容許保存null數據

Hashtable中的方法都是同步操做(線程安全),可是效率慢，Hashtable不容許保存Null數據；不然會出現NUllpointException;

TreeMap子類：

特色：TreeMap屬於有序的Map集合類型；它能夠按照key進行排序；因此須要Comaprable接口配合;

繼承結構以下：

public class TreeMap<K,V> extends AbstractMap<K,V> implements NavigableMap<K,V>, Cloneable, Serializable

TreeMap子類進行數據Key的排序：

package Java從入門到項目實戰.Java類集框架.Map集合;
import java.util.Map;
import java.util.TreeMap;
public class TreeMap子類進行數據Key的排序 {
    public static void main(String[] args) {
//        由於該程序保存的Key屬於String類型，因爲String中實現了Comparable接口，因此
//        能夠根據保存的字符的編碼進行由低到高的進行排序
        /*
        * public final class String
            implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence
        *
        *
        * */
        Map<String,Integer> map = new TreeMap<String,Integer>();
        map.put("C",3);
        map.put("B",2);
        map.put("A",1);
        System.out.println(map);

    }
}

Map.Entry內部接口：

在JDK1.9開始能夠利用Map接口中建立Map.entry內部接口實例；

package Java從入門到項目實戰.Java類集框架.Map集合;
import java.util.Map;
public class Map_Entry內部接口 {
    public static void main(String[] args) {
        Map.Entry<String,Integer> entry = Map.entry("One",1);
        System.out.println(entry.getKey());
        System.out.println(entry.getValue());
        //觀察使用的子類
        System.out.println(entry.getClass().getName());
    }
}

在程序繼續寧Map.Entry對象構建的時，只傳入Key和Value就會自動利用KeyValueHolder子類實例化Map.Entry接口對象。

Iterator輸出Map集合：

集合數據輸出的標準形式是基於Iterator接口完成的；Collection接口直接提供iterator方法能夠得到iterator接口實例；但因爲Map接口中保存的數據是多個Map.Entry接口封裝的二元偶對象，因此就必須採用Map集合的迭代輸出；

1. 使得Map接口中的entrySet(),將Map集合變爲Set集合；

2. 取得Set接口實例後就能夠利用iterator方法取得iterator的實例化對象；

3. 使用iterator迭代找到每個Map.Entry對象，並進行Key與Value的分。

Iterator和foreach輸出Map集合:

package Java從入門到項目實戰.Java類集框架.Map集合;
import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
public class Map集合的輸出問題 {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String,Integer> map = new HashMap<String,Integer>();
        map.put("One",1);
        map.put("two",2);
//        輸出的map中的Key與Value的值
        Set<Map.Entry<String, Integer>> set = map.entrySet();//將Map集合轉變爲Set集合
        Iterator<Map.Entry<String,Integer>> iter = set.iterator();  //獲取Iterator接口
        while(iter.hasNext()){
//          Set中存的都是Map.Entry（）對象
            Map.Entry<String, Integer> me = iter.next();
            System.out.print(me.getKey()+" "+me.getValue());
        }
//        System.out.println("\n");
        //foreach循環輸出Map集合：
        for(Map.Entry<String,Integer> entry:set){
            System.out.print(entry.getKey()+" "+entry.getValue());
        }
    }
}

自定義Key類型：

採用自定義類的形式實現，可是做爲Key類型的類因爲存在數據查找的需求，因此必須在類中覆寫hashcode()與equals()方法。

package Java從入門到項目實戰.Java類集框架.Map集合;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
class Member{
    private String name;
    private int age;

    public Member(String name,int age){
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    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 boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (!(o instanceof Member)) return false;

        Member member = (Member) o;

        if (age != member.age) return false;
        if (name != null ? !name.equals(member.name) : member.name != null) return false;

        return true;
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        int result = name != null ? name.hashCode() : 0;
        result = 31 * result + age;
        return result;
    }
}
/*
* Key進行自定義；做爲Key類型的類因爲存在數據查找的需求，因此應該在類中覆寫HashCode() 和equals();
* */
public class 自定義Key的值 {
    public static void main(String[] args) {
        Map<Member,String> map = new HashMap<Member,String>();
        map.put(new Member("張三",22),"xbhog");
        map.put(new Member("李四",23),"博客");
        map.put(new Member("王五",26),"welcome");
        System.out.println(map.get(new Member("張三",22)));

    }
}

在存儲大量的數據中，key仍是可能出現重複的問題，這個問題叫Hash衝突；

解決的方式：

鏈地址法(拉鍊法)、開放尋址、再哈希、創建公共溢出區；

source: https://www.cnblogs.com/xbhog/p/14601323.html

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