Java集合框架有什么用

这篇文章主要介绍Java集合框架有什么用，文中介绍的非常详细，具有一定的参考价值，感兴趣的小伙伴们一定要看完！

Java集合框架

集合

• 概念：对象的容器，定义了对多个对象进行操作的常用方法。可实现数组的功能。

• 集合和数组的区别：

• 数组长度固定，集合长度不固定

• 数组可以存储基本类型和引用类型，集合只能存储引用类型。

测试

        Collection col = new ArrayList();        col.add("张三");        col.add("李四");        col.add("王五");//        col.add("张三");        System.out.println(col);//        col.remove("张三");//        System.out.println(col);        for (Object o : col) {            System.out.println(o);        }        System.out.println("------------------");        Iterator it = col.iterator();        while (it.hasNext()){            String next = (String) it.next();            System.out.println(next);        }        System.out.println(col.isEmpty());        System.out.println(col.contains("张三"));

List接口

特点：有序、有下标、元素可以重复。

可以通过角标在指定位置添加查询元素。

 List list = new ArrayList();        list.add("java");        list.add("c++");        list.add(1,"python");        list.add(".net");        System.out.println(list.size());        System.out.println(list.toString());        //1.for each遍历        System.out.println("---------------");        for (Object o : list) {            System.out.println(o);        }        //2.迭代器遍历        System.out.println("---------------");        Iterator iterator = list.iterator();        while (iterator.hasNext()){            System.out.println(iterator.next());        }        //3.list迭代器遍历        System.out.println("--------正序-------");        ListIterator listIterator = list.listIterator();        while (listIterator.hasNext()){            System.out.println(listIterator.next());        }        //逆序前必须先进行正序遍历，让指针指向列表最后一个元素，才能开发遍历        System.out.println("--------逆序-------");        while (listIterator.hasPrevious()){            System.out.println(listIterator.previousIndex() + ":" +listIterator.previous());        }

添加数字等基本类型数据时，会进行自动装箱的操作。

删除数字元素需要通过下标来删除，或者将需要删除的数字转成object类或者该类型对应的包装类。

subList:返回一个子集合，含头不含尾。

List实现类

ArrayList

• 数组存储结构，查询快、增删慢；

• JDK1.2版本出现，运行效率快，线程不安全。

• 源码分析：

• DEFAULT_CAPACITY = 10 默认容量 。注意：如果没有向集合中添加任何元素时，容量为0，添加一个元素之后，容量为10。每次扩容大小都是原来的1.5倍，如添加第11个元素时，容量由10变为了15。

• add（）方法源码：为什么添加一个元素之后，容量为10。

public boolean add(E e) {        ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!增长修改个数        elementData[size++] = e;        return true;    }private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {        if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {            minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);        }        ensureExplicitCapacity(minCapacity);    }private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {        modCount++;        // overflow-conscious code        if (minCapacity - elementData.length > 0)            grow(minCapacity);    }private void grow(int minCapacity) {        // overflow-conscious code        int oldCapacity = elementData.length;        int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);        if (newCapacity - minCapacity < 0)            newCapacity = minCapacity;        if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)            newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);        // minCapacity is usually close to size, so this is a win:        elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);    }

• elemetnData 存放元素的数组

• size 实际元素个数

测试代码：

 ArrayList arrayList = new ArrayList();        Student s1 = new Student("张三",18);        Student s2 = new Student("李四",18);        Student s3 = new Student("王五",18);        arrayList.add(s1);        arrayList.add(s2);        arrayList.add(s3);        System.out.println(arrayList.toString());        //删除元素（需要重写equals方法）        arrayList.remove(new Student("李四",18));        System.out.println(arrayList.size()); public boolean equals(Object o) {        if (this == o) return true;        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;        Student student = (Student) o;        return age == student.age && Objects.equals(name, student.name);    }

Vector

• 数组存储结构，查询快，增删慢；

• JDK1.0版本出现，运行效率慢、线程安全；

• 枚举器遍历

Vector vector = new Vector();        vector.add("java");        vector.add("python");        vector.add(".net");        System.out.println(vector.toString());        //枚举器遍历        Enumeration elements = vector.elements();        while (elements.hasMoreElements()){            System.out.println(elements.nextElement());        }

LinkedList：

• 双向链表存储结构，增删快，查询慢。

泛型：

• 时JDK1.5中引入的一个新特性，其本质是参数化类型，把类型作为参数传递；

• 常见形式由泛型类、泛型接口、泛型方法；

• 好处：

• 提高代码的重用性

• 防止类型转换异常，提高代码的安全性

泛型集合：参数化类型、类型安全的集合，强制集合元素的类型必须一致。

特点：

• 编译时即可检查，而非运行时抛出异常。

• 访问时，不必类型转换。

• 不同泛型之间引用不能相互赋值，泛型不存在多态。

Set接口

特点：无序、无下标、元素不可重复

方法：全部继承自Collection中的方法。

Set实现类

HashSet

• 存储结构：哈希表（数组+链表+红黑树）

• 基于HashCode实现元素不重复

• 根据hashcode计算保存的位置，如果此位置为空，则直接保存。如果不为空，执行下一步。

• 当存入元素的哈希码相同时，会调用equals进行确认，如果为true，则拒绝后者存入。否则，则生成链表。

public HashSet(){  map = new HashMap<>();}

测试代码：

 HashSet<Student> set = new HashSet<>();        Student s1 = new Student("张三",18);        Student s2 = new Student("李四",18);        Student s3 = new Student("王五",18);        set.add(s1);        set.add(s2);        set.add(s3);//        set.add(new Student("李四",18));        System.out.println(set.size());        System.out.println(set.toString());//        set.remove(new Student("李四",18));//        System.out.println(set.size());//        System.out.println(set.toString());        for (Student student : set) {            System.out.println(student);        }        System.out.println("====================");        Iterator<Student> iterator = set.iterator();        while (iterator.hasNext()){            System.out.println(iterator.next());        }public boolean equals(Object o) {        if (this == o) return true;        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;        Student student = (Student) o;        return age == student.age && Objects.equals(name, student.name);    }public int hashCode() {        return Objects.hash(name, age);    }

hashcode重写方法中加入31的原因

31是一个质数，减少散列冲突

31提高执行效率

TreeSet

• 存储结构：红黑树

• 基于排列顺序实现元素不重复

• 实现了SortedSet接口，对集合元素自动排序

• 元素对象的类型必须实现Comparable接口，指定排列规则

• 通过CompareTo方法确定是否为重复元素

测试代码：使用TreeSet集合实现字符串按照长度进行排序

TreeSet<String> treeSet = new TreeSet<>(new Comparator<String>() {        @Override        public int compare(String o1, String o2) {             int n1 = o1.length() - o2.length();             int n2 = o1.compareTo(o2);             return n1==0?n2:n1;         }        treeSet.add("zhangSan");        treeSet.add("wkf");        treeSet.add("asd");        treeSet.add("abc");        treeSet.add("ljCv");        treeSet.add("liSi");        treeSet.add("wanG");        System.out.println(treeSet.toString());        System.out.println(treeSet.size());

Map接口

特点：

用于储存任意键值对（Key，Value）

键：无序、无下标、不允许重复

值：无序、无下标、允许重复

遍历：

• keySet（）方法遍历：拿到key的set集合。

• entrySet（）方法遍历：将map封装成entry键值对集合。

测试代码：

Map<String, String> map = new HashMap<>();        map.put("wkf","666");        map.put("qwe","678");        map.put("kfc","999");        map.put("asd","694");        Set<String> keySet = map.keySet();        for (String s : keySet) {            System.out.println(s + "=" + map.get(s));        }        System.out.println("===================");        Set<Map.Entry<String, String>> entries = map.entrySet();        for (Map.Entry<String, String> entry : entries) {            System.out.println(entry.getKey() +"=" + entry.getValue() );        }

HashMap

• JDK1.2版本，线程不安全，运行效率快；允许用null作为key或是value。

• 构造一个具有默认初始容量16和默认加载因子0.75的空HashMap。

• 加载因子：比如当前集合容量为100，那么当数据存储到第75个位置是进行扩容操作。

• 源码分析

static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // hashMap初始容量大小16static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30;//hashMap的数组最大容量static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;//默认加载因子static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8;//jdk1.8开始，当链表长度大于8时，调整成红黑树static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6;//jdk1.8开始，当链表长度小于6时，调整成链表static final int MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64;//jdk1.8开始，当链表长度大于8时，并且集合元素个数大于等于64时调整成红黑树transient Node<K,V>[] table;//哈希表中的数组

总结：

• HashMap刚创建时，table是null，为了节省空间，当添加第一个元素时，table容量调整为16

• 当元素个数大于阈值（16*0.75=12）时，会进行扩容，扩容后大小为原来的两倍。目的是减少调整元素的个数

• jdk1.8开始，当链表长度大于8时，并且集合元素个数大于等于64时调整成红黑树，目的是提高执行效率

• jdk1.8开始，当链表长度小于6时，调整成链表

• jdk1.8以前，链表时头插入，jdk1.8以后是尾插入

Hashtable

• JDK1.0版本，线程安全，运行效率慢；不允许null作为key或是value

• Properties：

• Hashtable的子类，要求key和value都是String，通常用于配置文件的读取。

TreeMap

• 实现了SortedMap接口（是Map的子接口），可以对key自动排序。

Collections工具类

• sort（）：升序排列

• copy（）：复制

• binarySearch（）：二分查找

• Collections.binarySearch(list,需要查找的值);

• reverse（）：反转

• shuffle（）：打乱集合中的元素

• list转成数组：

• list.toArray(new Integer[0]);

• 数组转成集合

• Arrays.asList(names);

• 集合是一个受限集合，不能添加 和

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