<>一、数组与集合

<>1、集合与数组存储数据概述

集合、数组都是对多个数据进行存储操作的结构,简称Java容器。
说明:此时的存储,主要指的是内存层面的存储,不涉及到持久化的存储(.txt,.jpg,.avi,数据库中)

<>2、数组存储的特点

* 一旦初始化以后,其长度就确定了。
* 数组一旦定义好,其元素的类型也就确定了。我们也就只能操作指定类型的数据了。
* 比如:String[] arr;int[] arr1;Object[] arr2;
<>3、数组存储的弊端

* 一旦初始化以后,其长度就不可修改。
* 数组中提供的方法非常限,对于添加、删除、插入数据等操作,非常不便,同时效率不高。
* 获取数组中实际元素的个数的需求,数组没有现成的属性或方法可用
* 数组存储数据的特点:有序、可重复。对于无序、不可重复的需求,不能满足。
<>4、集合存储的优点

* 解决数组存储数据方面的弊端。
<>二、Collection接口

<>1、单列集合框架结构
|-----Collection接口: 单列集合, 用来存储一个一个的对象 |----List接口: 存储有序的、可重复的数据
|----ArrayList、LinkedList、Vector |----Set接口:存储无序的、不可重复的数据 -->高中讲的“集合”
|----HashSet、LinkedHashSet、TreeSet

<>2、Collection接口常用方法

* add(Object obj)
* addAll(Collection coll)
* size()
* isEmpty()
* clear();
* contains(Object obj)
* containsAll(Collection coll)
* remove(Object obj)
* removeAll(Collection coll)
* retainsAll(Collection coll)
* equals(Object obj)
* hasCode()
* toArray()
* iterator();
<>3、Collection集合与数组间的转换
//集合 --->数组:toArray() Object[] arr = coll.toArray(); for(int i = 0;i < arr.
length;i++){ System.out.println(arr[i]); } //拓展:数组
--->集合:调用Arrays类的静态方法asList(T ... t) List<String> list = Arrays.asList(new
String[]{"AA", "BB", "CC"}); System.out.println(list); List arr1 = Arrays.asList
(new int[]{123, 456}); System.out.println(arr1.size());//1 List arr2 = Arrays.
asList(new Integer[]{123, 456}); System.out.println(arr2.size());//2
<>4、使用Collection集合存储对象,要求对象所属的类满足

* 向Collection接口的实现类的对象中添加数据obj时,要求obj所在类要重写equals().
<>三、Iterator接口和foreach循环

<>1、遍历Collection的两种方式

* 使用迭代器Iterator
* foreach循环(或增强for循环)
<>2、java.utils包下定义的迭代器接口:Iterator
2.1说明: Iterator对象称为迭代器(设计模式的一种),主要用于遍历 Collection 集合中的元素。
GOF给迭代器模式的定义为:提供一种方法访问一个容器(container)对象中各个元素,而又不需暴露该对象的内部细节。迭代器模式,就是为容器而生。
2.2作用:遍历集合Collectiton元素 2.3如何获取实例:coll.iterator()返回一个迭代器实例 2.4遍历的代码实现: Iterator
iterator = coll.iterator(); //hasNext():判断是否还下一个元素 while(iterator.hasNext()){
//next():①指针下移 ②将下移以后集合位置上的元素返回 System.out.println(iterator.next()); }

* remove()的使用 //测试Iterator中的remove() //如果还未调用next()或在上一次调用 next 方法之后已经调用了
remove 方法,再调用remove都会报IllegalStateException。
//内部定义了remove(),可以在遍历的时候,删除集合中的元素。此方法不同于集合直接调用remove() @Test public void test3()
{ Collection coll = new ArrayList(); coll.add(123); coll.add(456); coll.add(new
Person("Jerry",20)); coll.add(new String("Tom")); coll.add(false); //删除集合中"Tom"
Iterator iterator= coll.iterator(); while (iterator.hasNext()){ //
iterator.remove(); Object obj = iterator.next(); if("Tom".equals(obj)){ iterator
.remove(); // iterator.remove(); } } //遍历集合 iterator = coll.iterator(); while (
iterator.hasNext()){ System.out.println(iterator.next()); } }
<>3、jdk5.0新特性–增强for循环:(foreach循环)
1.遍历集合举例: @Test public void test1(){ Collection coll = new ArrayList(); coll.
add(123); coll.add(456); coll.add(new Person("Jerry",20)); coll.add(new String(
"Tom")); coll.add(false); //for(集合元素的类型 局部变量 : 集合对象) for(Object obj : coll){
System.out.println(obj); } } 说明: 内部仍然调用了迭代器。 2.遍历数组举例: @Test public void test2()
{ int[] arr = new int[]{1,2,3,4,5,6}; //for(数组元素的类型 局部变量 : 数组对象) for(int i : arr
){ System.out.println(i); } }
<>四、List接口
1. 存储的数据特点:存储序的、可重复的数据。 2. 常用方法:(记住) 增:add(Object obj) 删:remove(int index) /
remove(Object obj) 改:set(int index, Object ele) 查:get(int index) 插:add(int index
, Object ele) 长度:size() 遍历:① Iterator迭代器方式 ② 增强for循环 ③ 普通的循环 3. 常用实现类: |----
Collection接口:单列集合,用来存储一个一个的对象* |----List接口:存储序的、可重复的数据。 -->“动态”数组,替换原的数组 * |----
ArrayList:作为List接口的主要实现类;线程不安全的,效率高;底层使用Object[] elementData存储 * |----
LinkedList:对于频繁的插入、删除操作,使用此类效率比ArrayList高;底层使用双向链表存储* |----
Vector:作为List接口的古老实现类;线程安全的,效率低;底层使用Object[] elementData存储 4. 源码分析(难点) 4.1
ArrayList的源码分析:* 2.1 jdk 7情况下 * ArrayList list = new ArrayList();
//底层创建了长度是10的Object[]数组elementData * list.add(123);//elementData[0] = new
Integer(123); * ... * list.add(11);//如果此次的添加导致底层elementData数组容量不够,则扩容。 *
默认情况下,扩容为原来的容量的1.5倍,同时需要将原有数组中的数据复制到新的数组中。 * * 结论:建议开发中使用带参的构造器:ArrayList list =
new ArrayList(int capacity) * * 2.2 jdk 8中ArrayList的变化: * ArrayList list = new
ArrayList();//底层Object[] elementData初始化为{}.并没创建长度为10的数组 * * list.add(123);
//第一次调用add()时,底层才创建了长度10的数组,并将数据123添加到elementData[0] * ... * 后续的添加和扩容操作与jdk 7
无异。* 2.3 小结:jdk7中的ArrayList的对象的创建类似于单例的饿汉式,而jdk8中的ArrayList的对象 *
的创建类似于单例的懒汉式,延迟了数组的创建,节省内存。* 4.2 LinkedList的源码分析: * LinkedList list = new
LinkedList(); 内部声明了Node类型的first和last属性,默认值为null * list.add(123);
//将123封装到Node中,创建了Node对象。 * * 其中,Node定义为:体现了LinkedList的双向链表的说法 * private static
class Node<E> { E item; Node<E> next; Node<E> prev; Node(Node<E> prev, E element
, Node<E> next) { this.item = element; this.next = next; this.prev = prev; } }
4.3 Vector的源码分析: jdk7和jdk8中通过Vector()构造器创建对象时,底层都创建了长度为10的数组。
在扩容方面,默认扩容为原来的数组长度的2倍。 5. 存储的元素的要求: 添加的对象,所在的类要重写equals()方法 [面试题] *
面试题:ArrayList、LinkedList、Vector者的异同?* 同:三个类都是实现了List接口,存储数据的特点相同:存储序的、可重复的数据 *
不同:见上(第3部分+第4部分)
<>五、Set接口
1. 存储的数据特点:无序的、不可重复的元素 具体的: 以HashSet为例说明: 1.
无序性:不等于随机性。存储的数据在底层数组中并非照数组索引的顺序添加,而是根据数据的哈希值决定的。2. 不可重复性:保证添加的元素照equals()
判断时,不能返回true.即:相同的元素只能添加一个。 2. 元素添加过程:(以HashSet为例) 我们向HashSet中添加元素a,首先调用元素a所在类的
hashCode()方法,计算元素a的哈希值, 此哈希值接着通过某种算法计算出在HashSet底层数组中的存放位置(即为:索引位置,判断
数组此位置上是否已经元素: 如果此位置上没其他元素,则元素a添加成功。--->情况1 如果此位置上其他元素b(
或以链表形式存在的多个元素,则比较元素a与元素b的hash值: 如果hash值不相同,则元素a添加成功。--->情况2
如果hash值相同,进而需要调用元素a所在类的equals()方法: equals()返回true,元素a添加失败 equals()返回false,
则元素a添加成功。--->情况2 对于添加成功的情况2和情况3而言:元素a 与已经存在指定索引位置上数据以链表的方式存储。 jdk 7 :
元素a放到数组中,指向原来的元素。 jdk8 :原来的元素在数组中,指向元素a 总结:七上八下 HashSet底层:数组+链表的结构。(前提:jdk7) 3.
常用方法 Set接口中没额外定义新的方法,使用的都是Collection中声明过的方法。4. 常用实现类: |----
Collection接口:单列集合,用来存储一个一个的对象* |----Set接口:存储无序的、不可重复的数据 -->高中讲的“集合” * |----
HashSet:作为Set接口的主要实现类;线程不安全的;可以存储null值* |----
LinkedHashSet:作为HashSet的子类;遍历其内部数据时,可以按照添加的顺序遍历*
在添加数据的同时,每个数据还维护了两个引用,记录此数据前一个数据和后一个数据。 对于频繁的遍历操作,LinkedHashSet效率高于HashSet. * |
----TreeSet:可以照添加对象的指定属性,进行排序。 5. 存储对象所在类的要求: HashSet/LinkedHashSet: 要求:向Set(
主要指:HashSet、LinkedHashSet)中添加的数据,其所在的类一定要重写hashCode()和equals() 要求:重写的hashCode()和
equals()尽可能保持一致性:相等的对象必须具有相等的散列码 * 重写两个方法的小技巧:对象中用作 equals() 方法比较的
Field,都应该用来计算 hashCode 值。* TreeSet: 1.自然排序中,比较两个对象是否相同的标准为:compareTo()返回0.不再是
equals(). 2.定制排序中,比较两个对象是否相同的标准为:compare()返回0.不再是equals(). 6. TreeSet的使用 6.1
使用说明: 1.向TreeSet中添加的数据,要求是相同类的对象。 2.两种排序方式:自然排序(实现Comparable接口 和
定制排序(Comparator)6.2 常用的排序方式: //方式一:自然排序 @Test public void test1(){ TreeSet set =
new TreeSet(); //失败:不能添加不同类的对象 // set.add(123); // set.add(456); //
set.add("AA"); // set.add(new User("Tom",12)); //举例一: // set.add(34); //
set.add(-34); // set.add(43); // set.add(11); // set.add(8); //举例二: set.add(new
User("Tom",12)); set.add(new User("Jerry",32)); set.add(new User("Jim",2)); set.
add(new User("Mike",65)); set.add(new User("Jack",33)); set.add(new User("Jack",
56)); Iterator iterator = set.iterator(); while(iterator.hasNext()){ System.out.
println(iterator.next()); } } //方式二:定制排序 @Test public void test2(){ Comparator
com= new Comparator() { //照年龄从小到大排列 @Override public int compare(Object o1,
Object o2) { if(o1 instanceof User && o2 instanceof User){ User u1 = (User)o1;
User u2= (User)o2; return Integer.compare(u1.getAge(),u2.getAge()); }else{ throw
new RuntimeException("输入的数据类型不匹配"); } } }; TreeSet set = new TreeSet(com); set.
add(new User("Tom",12)); set.add(new User("Jerry",32)); set.add(new User("Jim",2
)); set.add(new User("Mike",65)); set.add(new User("Mary",33)); set.add(new User
("Jack",33)); set.add(new User("Jack",56)); Iterator iterator = set.iterator();
while(iterator.hasNext()){ System.out.println(iterator.next()); } }
<>六、Map接口
双列集合框架:Map 1.常用实现类结构 |----Map:双列数据,存储key-value对的数据 ---类似于高中的函数:y = f(x) * |----
HashMap:作为Map的主要实现类;线程不安全的,效率高;存储null的key和value * |----LinkedHashMap:
保证在遍历map元素时,可以照添加的顺序实现遍历。* 原因:在原的HashMap底层结构基础上,添加了一对指针,指向前一个和后一个元素。 *
对于频繁的遍历操作,此类执行效率高于HashMap。* |----TreeMap:保证照添加的key-
value对进行排序,实现排序遍历。此时考虑key的自然排序或定制排序* 底层使用红黑树 * |----Hashtable:
作为古老的实现类;线程安全的,效率低;不能存储null的key和value* |----Properties:
常用来处理配置文件。key和value都是String类型* * * HashMap的底层:数组+链表 (jdk7及之前) * 数组+链表+红黑树 (jdk 8
) [面试题] * 1. HashMap的底层实现原理? * 2. HashMap 和 Hashtable的异同? * 3. CurrentHashMap 与
Hashtable的异同?(暂时不讲) 2.存储结构的理解: >Map中的key:无序的、不可重复的,使用Set存储所的key ---> key所在的类要重写
equals()和hashCode() (以HashMap为例) >Map中的value:无序的、可重复的,使用Collection存储所的value --->
value所在的类要重写equals() > 一个键值对:key-value构成了一个Entry对象。 >Map中的entry:
无序的、不可重复的,使用Set存储所的entry 图示:3.常用方法 * 添加:put(Object key,Object value) * 删除:remove
(Object key) * 修改:put(Object key,Object value) * 查询:get(Object key) * 长度:size()
* 遍历:keySet() / values() / entrySet() 4. 内存结构说明:(难点) 4.1 HashMap在jdk7中实现原理:
HashMap map= new HashMap(): * 在实例化以后,底层创建了长度是16的一维数组Entry[] table。 * ...
可能已经执行过多次put... * map.put(key1,value1): * 首先,调用key1所在类的hashCode()
计算key1哈希值,此哈希值经过某种算法计算以后,得到在Entry数组中的存放位置。* 如果此位置上的数据为空,此时的key1-value1添加成功。 ----
情况1 * 如果此位置上的数据不为空,(意味着此位置上存在一个或多个数据(以链表形式存在)),比较key1和已经存在的一个或多个数据的哈希值: *
如果key1的哈希值与已经存在的数据的哈希值都不相同,此时key1-value1添加成功。----情况2 * 如果key1的哈希值和已经存在的某一个数据(
key2-value2)的哈希值相同,继续比较:调用key1所在类的equals(key2)方法,比较: * 如果equals()返回false:此时key1-
value1添加成功。----情况3 * 如果equals()返回true:使用value1替换value2。 * * 补充:关于情况2和情况3:此时key1-
value1和原来的数据以链表的方式存储。* * 在不断的添加过程中,会涉及到扩容问题,当超出临界值(且要存放的位置非空)
时,扩容。默认的扩容方式:扩容为原来容量的2倍,并将原的数据复制过来。 4.2 HashMap在jdk8中相较于jdk7在底层实现方面的不同: 1. new
HashMap():底层没创建一个长度为16的数组 2. jdk 8底层的数组是:Node[],而非Entry[] 3. 首次调用put()
方法时,底层创建长度为16的数组 4. jdk7底层结构只:数组+链表。jdk8中底层结构:数组+链表+红黑树。 4.1 形成链表时,七上八下(jdk7:
新的元素指向旧的元素。jdk8:旧的元素指向新的元素)4.2 当数组的某一个索引位置上的元素以链表形式存在的数据个数 > 8 且当前数组的长度 > 64
时,此时此索引位置上的所数据改为使用红黑树存储。4.3 HashMap底层典型属性的属性的说明: DEFAULT_INITIAL_CAPACITY :
HashMap的默认容量,16 DEFAULT_LOAD_FACTOR:HashMap的默认加载因子:0.75 threshold:扩容的临界值,=容量*
填充因子:16 * 0.75 => 12 TREEIFY_THRESHOLD:Bucket中链表长度大于该默认值,转化为红黑树:8
MIN_TREEIFY_CAPACITY:桶中的Node被树化时最小的hash表容量:64 4.4 LinkedHashMap的底层实现原理(了解)
LinkedHashMap底层使用的结构与HashMap相同,因为LinkedHashMap继承于HashMap.
区别就在于:LinkedHashMap内部提供了Entry,替换HashMap中的Node. 5. TreeMap的使用
//向TreeMap中添加key-value,要求key必须是由同一个类创建的对象 //因为要照key进行排序:自然排序 、定制排序 6.
使用Properties读取配置文件//Properties:常用来处理配置文件。key和value都是String类型 public static void
main(String[] args) { FileInputStream fis = null; try { Properties pros = new
Properties(); fis = new FileInputStream("jdbc.properties"); pros.load(fis);
//加载流对应的文件 String name = pros.getProperty("name"); String password = pros.
getProperty("password"); System.out.println("name = " + name + ", password = " +
password); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } finally { if(fis !=
null){ try { fis.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } }

<>七、Collections工具类的使用
Collections工具类 1.作用:操作Collection和Map的工具类 2.常用方法: reverse(List):反转 List 中元素的顺序
shuffle(List):对 List 集合元素进行随机排序 sort(List):根据元素的自然顺序对指定 List 集合元素升序排序 sort(
List,Comparator):根据指定的 Comparator 产生的顺序对 List 集合元素进行排序 swap(List,int, int):将指定
list 集合中的 i 处元素和 j 处元素进行交换 Objectmax(Collection):根据元素的自然顺序,返回给定集合中的最大元素 Object
max(Collection,Comparator):根据 Comparator 指定的顺序,返回给定集合中的最大元素 Object min(
Collection) Object min(Collection,Comparator) int frequency(Collection,Object)
:返回指定集合中指定元素的出现次数void copy(List dest,List src):将src中的内容复制到dest中 boolean
replaceAll(List list,Object oldVal,Object newVal):使用新值替换 List 对象的所旧值
说明:ArrayList和HashMap都是线程不安全的,如果程序要求线程安全,我们可以将ArrayList、HashMap转换为线程的。 使用
synchronizedList(List list) 和 synchronizedMap(Map map) 3.面试题: 面试题:Collection 和
Collections的区别?

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