集合进阶
集合类体系结构
Collection
概述
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是单列集合的顶层接口,它表示一组对象,这些对象也称为Collection的元素
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JDK不提供此接口的任何直接实现,它提供更具体的子接口(如Set和List)实现
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创建Collection集合的对象的方式
- 多态的方式
- 具体的实现类ArrayList
Collection集合的遍历
- Iterator:迭代器,集合的专用遍历方式
Iterator<E> iterator()
:返回此集合中元素的迭代器,通过集合的**iterator()**方法得到- 迭代器是通过集合的**iterator()**方法得到的,所以它是依赖于集合而存在的
- Iterator中常用的方法
E next()
:返沪迭代中的下一个元素boolean hasNext()
:如果迭代具有更多元素,则返回true
List
概述
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有序集合(也成为序列),用户可以精确控制列表中每个元素的插入位置,用户可以通过整数索引访问元素并搜索列表中的元素。
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与Set集合不同,列表通常允许重复的元素。
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List集合特点
- 有序:存储和取出的元素顺序一致
- 可重复:存储的元素可以重复
List集合特有方法
方法名 | 说明 |
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void add(int index,E element) | 在此集合中的指定位置插入指定的元素 |
E remove(int index) | 删除指定索引处的元素,返回被删除的元素 |
E set(int index,E element) | 修改指定索引处的元素,返回被修改的元素 |
E get(int index) | 返回指定索引处的元素 |
并发修改异常
- ConcurrentModificationException
- 产生原因:迭代器遍历的过程中,通过调用集合对象的方法修改了集合中元素的长度,造成了迭代器获取元素中判断预期修改次数和实际修改次数不一致。(迭代器只有在生成时获取了集合的长度,后面不再发生改变)
- 解决方案:用for循环遍历,然后用集合对象调用相应的方法操作即可。
ListIterator
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ListIterator:列表迭代器
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通过List集合的
listIterator()
方法得到,它是List集合特有的迭代器。 -
用于允许程序员沿任一方向遍历列表的列表迭代器,在迭代期间修改列表,并获取列表中迭代器的当前位置。
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ListIterator中常用的方法:
方法名 说明 E next() 继承自Iterator的实现类,返回迭代中的下一个元素 boolean hasNext() 继承自Iterator的实现类,如果迭代中具有更多元素,则返回true E previous() 返回列表中的上一个元素 boolean hasPrevious() 如果此列表迭代器在相反方向遍历列表时具有更多元素,则返回true void add(E e) 将指定的元素插入列表,同时更新迭代器中存储的集合的长度
增强for循环
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增强for:简化数组和Collection集合的遍历
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实现Iterable接口的类允许其对象成为增强型for语句的目标
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它是JDK5之后出现的,其内部原理是一个Iterator迭代器
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格式:
for(元素数据类型 变量名 : 数组或者Collection集合){ //在此处使用变量即可,该变量就是元素 }
LinkedList集合的特有功能
方法名 | 说明 |
---|---|
public void addFirst(E e) | 在该列表开头插入指定的元素 |
public void addLast(E e) | 将指定的元素追加到此列表的末尾 |
public E getFirst() | 返回此列表中的第一个元素 |
public E getLast() | 返回此列表中的最后一个元素 |
public E removeFirst() | 从此列表中删除并返回第一个元素 |
public E removeLast() | 从此列表中删除并返回最后一个元素 |
Set
概述
- Set集合特点
- 不包含重复元素的集合
- 没有带索引的方法,所以不能使用普通for循环遍历
哈希值
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哈希值:是JDK根据对象的地址或者字符串或者数字算出来的int类型的数值。
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Object类中有一个方法可以获取对象的哈希值
public int hashCode()
:返回对象的哈希值
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对象的哈希值特点
- 同一个对象多次调用**hashCode()**方法返回的哈希值是相同的
- 默认情况下,不同对象的哈希值是不同的,而重写**hashCode()**方法,可以实现让不同对象的哈希值相同
HashSet集合
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HashSet集合特点
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底层数据结构是哈希表
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对集合的迭代顺序不作任何保证,相对于不保证存储和取出的元素顺序一致
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没有带索引的方法,不能使用普通for循环遍历
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由于是Set集合,所以不包含重复元素的集合
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HashSet添加一个元素(调用**add()**方法)的过程:
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HashSet集合存储元素:
- 要保证元素的唯一性,需要重写hashCode()和equals()
哈希表数据结构
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JDK8之前,底层采用数组+链表实现,可以说是一个元素为链表的数组
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JDK8之后,在长度比较长的时候,底层实现了优化。
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哈希表存储结构图如下:
LinkedHashSet集合
- LinkedHashSet集合特点
- 哈希表和链表实现是Set接口,具有可预测的迭代顺序
- 由链表保证元素有序,也就是说元素的存储和取出的顺序是一致的
- 由哈希表保证元素唯一,也就是说没有重复的元素
TreeSet集合
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TreeSet集合特点
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元素有序,这里的顺序不是指存储和取出的顺序,而是按照一定的规则进行排序,具体排序方式取决于构造方法。
TreeSet()
:根据其元素的自然顺序进行排序TreeSet(Comparator comparator)
:根据指定的比较器进行排序
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没有带索引的方法,所以不能使用普通for循环遍历
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由于是Set集合,所以不包含重复元素的集合
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自然排序Comparable
- 用TreeSet集合存储自定义对象,无参构造方法使用的是自然排序对元素进行排序的
- 自然排序,就是让元素所属的类实现**Comparable<E>接口,重写compareTo(T o)**方法
- 重写方法时,需要注意排序规则必须按照要求的主要条件和次要条件来写
比较器排序Comparator
- 用TreeSet集合存储自定义对象,无参构造方法使用的是比较器排序对元素进行排序的
- 比较器排序,就是让集合构造方法接收Comparator<E>的实现类对象(可使用匿名内部类方法),重写**compare(T o1,T o2)**方法
泛型
概述
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泛型:是JDK5中引入的特性,它提供了编译时类型安全检测机制,该机制允许在编译时检测到非法的类型
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泛型的本质是参数化类型,也就是说所操作的数据类型被指定为一个参数
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参数化类型是指将类型由原来的具体的类型参数化,然后在使用/调用时传入具体的类型,这种参数类型可以用在类、方法和接口中,分别被称为泛型类、泛型方法、泛型接口
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泛型的定义格式:
<类型>:指定一种类型的格式,这里的类型可以看成是形参 <类型1,类型2,...>:指定多种类型的格式,多种类型之间用逗号隔开,这里的类型可以看成是形参 将来具体调用时候给定的类型可以看成是实参,并且实参的类型只能是引用数据类型
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泛型的好处:
- 把运行时期的问题提前到了编译期间
- 避免了强制类型转换
泛型类
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泛型类的定义格式:
修饰符 class 类名<类型>{} 范例:public class Generic<T>{} 此处T可以随便写为任意标识,常见的如T、E、K、V等形式的参数常用于表示泛型
泛型方法
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泛型方法的定义格式:
修饰符 <类型> 返回值类型 方法名(类型 变量名){} 范例:public <T> void show(T t){}
泛型接口
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泛型接口的定义格式:
修饰符 interface 接口名<类型>{} 范例:public interface Generic<T>{}
类型通配符
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类型通配符:
<?>
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List<?>
:表示元素类型未知的List,它的元素可以匹配任何类型 -
这种带通配符的List仅表示它是各种泛型List的父类,并不能把元素添加到其中
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当只需要它代表某一泛型的父类,可以使用类型通配符的上限
- 类型通配符上限:
<? extends 类型>
List <? extends Number>
:它表示的类型是Number或者其子类型
- 类型通配符上限:
-
当只需要它代表某一泛型的子类,可以使用类型通配符的下限
- 类型通配符下限:
<? super 类型>
List <? super Number>
:它表示的类型是Number或者其父类型
- 类型通配符下限:
可变参数
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可变参数又称参数个数可变,用作方法的形参出现,则方法参数个数就是可变的
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可变参数的格式:
修饰符 返回值类型 方法名(数据类型... 变量名){} 范例:public static int sum(int... a){}
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注意事项:
- 可变参数的变量其实是一个数组
- 如果一个方法有多个参数,包含可变参数,可变参数要放在后面
可变参数的使用
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Arrays工具类中有一个静态方法:
public static <T> List <T> asList(T... a):返回由指定数组支持的固定大小的列表
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List接口中有一个静态方法:
public static <E> List <E> of(E... elements):返回包含任意数量元素的不可变列表
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Set接口中有一个静态方法:
public static <E> Set <E> of(E... elements):返回一个包含任意数量元素的不可变集合
Map
概述
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Map集合接口的格式:
Interface Map<K,V> K:键的类型;V:值的类型
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将键映射到值的对象;不能包含重复的键;每个键可以映射到最多一个值
Map集合的基本功能
方法名 | 说明 |
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V put(K key,V value) | 添加元素,当出现重复key时,上一个value会被覆盖 |
V remove(Object key) | 根据键删除键值对元素 |
void clear() | 移除所有的键值对元素 |
boolean containsKey(Object key) | 判断集合是否包含指定的键 |
boolean containsValue(Object value) | 判断集合是否包含指定的值 |
boolean isEmpty() | 判断集合是否为空 |
int size() | 集合的长度,也就是集合中键值对的个数 |
Map集合的获取功能
方法名 | 说明 |
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V get(Object key) | 根据键获取值 |
Set<K> keySet() | 获取所有键的集合 |
Collection<V> values() | 获取所有值的集合 |
Set<Map.Entry<K,V> > entrySet() | 获取所有键值对对象的集合 |
Map集合的遍历
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方式一:
- 获取所有键的集合,用
keySet()
方法实现 - 遍历键的集合,获取到每一个键,用增强for实现
- 根据键去找值,用
get(Object key)
方法实现
- 获取所有键的集合,用
-
方式二:
- 获取所有键值对对象的集合,用
entrySet()
方法实现 - 遍历键值对对象的集合,得到每一个键值对对象,用增强for实现,得到每一个Map.Entry(Map对象)
- 根据键值对对象获取键和值
- 用
getKey()
得到键 - 用
getValue()
得到值
- 用
- 获取所有键值对对象的集合,用
Collections
概述
- Collections是针对集合操作的工具类
Collections类的常用方法
方法名 | 说明 |
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public static <T extends Comparable<? super T>> void sort(List<T> list) | 将指定的列表按升序排序 |
public static void reverse(List<?> list) | 反转指定列表中元素的顺序 |
public static void shuffle(List<?> list) | 使用默认的随机源随机排列指定的列表 |
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