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Map接口

每日一考和複習

每日一考

集合Collection中存儲的如果是自定義類的對象，需要自定義類重寫哪個方法？爲什麼？

List：equals()  調用一些contains()/remove()/retainsAll()等方法需要
Set：	(HashSet、LinkedHashSet)：equals()、hashCode()
		(TreeSet)：	Comparable：compareTo(Object obj)
		       		Comparator：compare(Object o1,Object o2)

ArrayList,LinkedList,Vector三者的相同點與不同點？

相同點：三者都可以動態調整容量，都是有序可重複的
不同點：
1.ArrayList是線程不安全的，底層實現是數組，查找比較方便
2.LinkedList底層實現是雙向鏈表，增加數據刪除數據比數組更高效
3.Vector是線程安全的，底層實現是數組

List 接口的常用方法有哪些？

1.add（）
2.remove（）
3.set（）
4.get（）
5.size（）
6.iterator

如何使用Iterator和增強for循環遍歷List。舉例說明

Iterator iter = coll.iterator();
while(iter.hashNext){
	System.out.println(iter.next);
}

for(Object o : coll){
	System.out.println(o);
}

Set存儲數據的特點是什麼？常見的實現類有什麼？說明一下彼此的特點

特點：無序、不重複，動態擴容
常見實現類：
HashSet：存放的數據無序、不重複
LinkedHashSet：按照存放的先後順序進行連接，迭代輸出順序和輸入順序相同
TreeSet：底層實現是紅黑樹，對象的類型必須統一，如果存放自己寫的類需要重寫equals和hashcode方法，需實現compareable接口或者實現compartor接口指定排序算法，迭代輸出按排序算法排序結果輸出

複習
day23的學習內容

知識補充

經典題目

//Person.java
public class Person {

    int id;
    String name;

    public Person(int id, String name) {
        this.id = id;
        this.name = name;
    }

    public Person() {

    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" + "id=" + id + ", name='" + name + '\'' + '}';
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) {
            return true;
        }
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) {
            return false;
        }

        Person person = (Person) o;

        if (id != person.id) {
            return false;
        }
        return name != null ? name.equals(person.name) : person.name == null;
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        int result = id;
        result = 31 * result + (name != null ? name.hashCode() : 0);
        return result;
    }
}

//題目
public void test3() {
    HashSet set = new HashSet();
    Person p1 = new Person(1001, "AA");
    Person p2 = new Person(1002, "BB");

    set.add(p1);
    set.add(p2);
    System.out.println(set);

    p1.name = "CC";
    set.remove(p1);
    System.out.println(set);
    set.add(new Person(1001, "CC"));
    System.out.println(set);
    set.add(new Person(1001, "AA"));
    System.out.println(set);
}

//結果
//第一次輸出不多說了，學過就會
[Person{id=1002, name='BB'}, Person{id=1001, name='AA'}]
//p1.name變爲“CC”，求hashcode與原來不同，remove找不到元素
[Person{id=1002, name='BB'}, Person{id=1001, name='CC'}]
//add操作計算的是Person(1001, "CC")的hashcode極大概率與Person(1001, "AA")計算最後的結果不同，直接插入
[Person{id=1002, name='BB'}, Person{id=1001, name='CC'}, Person{id=1001, name='CC'}]
//add操作計算的是Person(1001, "AA")的hashcode與開始的Person(1001, "AA")計算最後的結果相同，調用equals,"AA"!="CC",插入
[Person{id=1002, name='BB'}, Person{id=1001, name='CC'}, Person{id=1001, name='CC'}, Person{id=1001, name='AA'}]

集合

Map接口

Map實現類的結構

|----Map:雙列數據，存儲key-value對的數據   
    |----HashMap:作爲Map的主要實現類；線程不安全的，效率高；可存儲null的key和value
        |----LinkedHashMap: 保證在遍歷map元素時，可以按照添加的順序實現遍歷。
                            原因：在原有的HashMap底層結構基礎上，添加了一對指針，指向前一個和後一個元素。
                            對於頻繁的遍歷操作，此類執行效率高於HashMap。
    |----TreeMap:   保證按照添加的key-value對進行排序，實現排序遍歷。此時考慮key的自然排序或定製排序
                    底層使用紅黑樹
    |----Hashtable:作爲古老的實現類；線程安全的，效率低；不能存儲null的key和value
        |----Properties:常用來處理配置文件。key和value都是String類型

Map結構

Map中的key:無序的、不可重複的，使用Set存儲所有的key —> key所在的類要重寫equals()和hashCode() （以HashMap爲例）
Map中的value:無序的、可重複的，使用Collection存儲所有的value —>value所在的類要重寫equals()
一個鍵值對：key-value構成了一個Entry對象
Map中的entry:無序的、不可重複的，使用Set存儲所有的entry

HashMap的底層：
①數組+鏈表（jdk7及之前）
②數組+鏈表+紅黑樹（jdk 8）

HashMap的底層實現原理

一、以jdk7爲例說明：
HashMap map = new HashMap():
在實例化以後，底層創建了長度是16的一維數組Entry[] table
…可能已經執行過多次put…
map.put(key1,value1):

首先，調用key1所在類的hashCode()計算key1哈希值，此哈希值經過某種算法計算以後，得到在Entry數組中的存放位置
如果此位置上的數據爲空，此時的key1-value1添加成功 ----情況1
如果此位置上的數據不爲空，(意味着此位置上存在一個或多個數據(以鏈表形式存在)),比較key1和已經存在的一個或多個數據
的哈希值：
	如果key1的哈希值與已經存在的數據的哈希值都不相同，此時key1-value1添加成功 ----情況2
    如果key1的哈希值和已經存在的某一個數據(key2-value2)的哈希值相同，繼續比較：調用key1所在類的equals(key2)方法，比較：
        如果equals()返回false:此時key1-value1添加成功 ----情況3
        如果equals()返回true:使用value1替換value2

補充：關於情況2和情況3：此時key1-value1和原來的數據以鏈表的方式存儲

在不斷的添加過程中，會涉及到擴容問題，當超出臨界值(且要存放的位置非空)時，擴容。默認的擴容方式：擴容爲原來容量的2倍，並將原有的數據複製過來

二、jdk8 相較於jdk7在底層實現方面的不同：

new HashMap():底層沒有創建一個長度爲16的數組
jdk 8底層的數組是：Node[],而非Entry[]
首次調用put()方法時，底層創建長度爲16的數組
jdk7底層結構只有：數組+鏈表。jdk8中底層結構：數組+鏈表+紅黑樹
4.1 形成鏈表時，七上八下（jdk7:新的元素指向舊的元素。jdk8：舊的元素指向新的元素）
4.2 當數組的某一個索引位置上的元素以鏈表形式存在的數據個數 > 8 且當前數組的長度 > 64時，此時此索引位置上的所數據改爲使用紅黑樹存儲

DEFAULT_INITIAL_CAPACITY : HashMap的默認容量，16
DEFAULT_LOAD_FACTOR：HashMap的默認加載因子：0.75
threshold：擴容的臨界值，=容量*填充因子：16 * 0.75 => 12
TREEIFY_THRESHOLD：Bucket中鏈表長度大於該默認值，轉化爲紅黑樹:8
MIN_TREEIFY_CAPACITY：桶中的Node被樹化時最小的hash表容量:64

面試題：

HashMap的底層實現原理？
HashMap 和 Hashtable的異同？

LinkedHashMap的底層實現原理（瞭解）

源碼
static class Entry<K,V> extends HashMap.Node<K,V> {
	Entry<K,V> before, after;//能夠記錄添加的元素的先後順序
	Entry(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {
		super(hash, key, value, next);
	}
}

Map中定義的方法

添加、刪除、修改操作：
Object put(Object key,Object value)：將指定key-value添加到(或修改)當前map對象中
void putAll(Map m)：將m中的所有key-value對存放到當前map中
Object remove(Object key)：移除指定key的key-value對，並返回value
void clear()：清空當前map中的所有數據

Map map = new HashMap();
map.put(null, 123);

Map map1 = new HashMap();
map1.put("CC", 123);
map1.put("DD", 123);
map.putAll(map1);

Object value = map.remove("CC");
System.out.println(value);
System.out.println(map);

//clear()
map.clear();//與map = null操作不同
System.out.println(map.size());
System.out.println(map);

元素查詢的操作：
Object get(Object key)：獲取指定key對應的value
boolean containsKey(Object key)：是否包含指定的key
boolean containsValue(Object value)：是否包含指定的value
int size()：返回map中key-value對的個數
boolean isEmpty()：判斷當前map是否爲空
boolean equals(Object obj)：判斷當前map和參數對象obj是否相等

System.out.println(map.get(45));

boolean isExist = map.containsKey("BB");
System.out.println(isExist);

isExist = map.containsValue(123);
System.out.println(isExist);

System.out.println(map.size());

System.out.println(map.isEmpty());

System.out.println(map.equals(map1));

元視圖操作的方法：
Set keySet()：返回所有key構成的Set集合
Collection values()：返回所有value構成的Collection集合
Set entrySet()：返回所有key-value對構成的Set集合

//遍歷所有的key集：keySet()
Set set = map.keySet();
Iterator iterator = set.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
    System.out.println(iterator.next());
}
System.out.println();

//遍歷所有的value集：values()
Collection values = map.values();
for (Object obj : values) {
    System.out.println(obj);
}
System.out.println();

//遍歷所有的key-value
Set entrySet = map.entrySet();
Iterator iterator1 = entrySet.iterator();
while (iterator1.hasNext()) {
    Object obj = iterator1.next();
    //entrySet集合中的元素都是entry
    Map.Entry entry = (Map.Entry) obj;
    System.out.println(entry.getKey() + "---->" + entry.getValue());
}

總結：常用方法：
添加：put(Object key,Object value)
刪除：remove(Object key)
修改：put(Object key,Object value)
查詢：get(Object key)
長度：size()
遍歷：keySet() / values() / entrySet()

TreeMap

向TreeMap中添加key-value，要求key必須是由同一個類創建的對象
因爲要按照key進行排序：自然排序、定製排序

//自然排序
TreeMap map = new TreeMap();
User u1 = new User("Tom", 23);
User u2 = new User("Jerry", 32);
User u3 = new User("Jack", 20);
User u4 = new User("Rose", 18);

map.put(u1, 98);
map.put(u2, 89);
map.put(u3, 76);
map.put(u4, 100);

Set entrySet = map.entrySet();
Iterator iterator1 = entrySet.iterator();
while (iterator1.hasNext()) {
    Object obj = iterator1.next();
    Map.Entry entry = (Map.Entry) obj;
    System.out.println(entry.getKey() + "---->" + entry.getValue());
}

//定製排序
TreeMap map = new TreeMap(new Comparator() {

    @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());
        }
        throw new RuntimeException("輸入的類型不匹配！");
    }
});
User u1 = new User("Tom", 23);
User u2 = new User("Jerry", 32);
User u3 = new User("Jack", 20);
User u4 = new User("Rose", 18);

map.put(u1, 98);
map.put(u2, 89);
map.put(u3, 76);
map.put(u4, 100);

Set entrySet = map.entrySet();
Iterator iterator1 = entrySet.iterator();
while (iterator1.hasNext()) {
    Object obj = iterator1.next();
    Map.Entry entry = (Map.Entry) obj;
    System.out.println(entry.getKey() + "---->" + entry.getValue());
}

Properties

常用來處理配置文件。key和value都是String類型

FileInputStream fis = null;
try {
    Properties pros = new Properties();

    fis = new FileInputStream("jdbc.properties");
    pros.load(fis);//加載流對應的文件

    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();
        }
    }
}

Collections工具類

Collections:操作Collection、Map的工具類

reverse(List)：反轉 List 中元素的順序
shuffle(List)：對 List 集合元素進行隨機排序
sort(List)：根據元素的自然順序對指定 List 集合元素按升序排序
sort(List，Comparator)：根據指定的 Comparator 產生的順序對 List 集合元素進行排序
swap(List，int， int)：將指定 list 集合中的 i 處元素和 j 處元素進行交換
Object max(Collection)：根據元素的自然順序，返回給定集合中的最大元素
Object max(Collection，Comparator)：根據 Comparator 指定的順序，返回給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現次數
void copy(List dest,List src)：將src中的內容複製到dest中
boolean replaceAll(List list，Object oldVal，Object newVal)：使用新值替換 List 對象的所有舊值

List list = new ArrayList();
list.add(123);
list.add(43);
list.add(765);
list.add(765);
list.add(765);
list.add(-97);
list.add(0);

System.out.println(list);

Collections.reverse(list);
Collections.shuffle(list);
Collections.sort(list);
Collections.swap(list,1,2);
int frequency = Collections.frequency(list, 123);

System.out.println(list);
System.out.println(frequency);

//容易錯的copy方法
List list = new ArrayList();
list.add(123);
list.add(43);
list.add(765);
list.add(-97);
list.add(0);

//報異常：IndexOutOfBoundsException("Source does not fit in dest")
List dest = new ArrayList();
Collections.copy(dest,list);
//正確的：
List dest = Arrays.asList(new Object[list.size()]);
System.out.println(dest.size());//list.size();
Collections.copy(dest, list);

System.out.println(dest);

Collections 類中提供了多個 synchronizedXxx() 方法，該方法可使將指定集合包裝成線程同步的集合，從而可以解決多線程併發訪問集合時的線程安全問題

//返回的list1即爲線程安全的List
List list1 = Collections.synchronizedList(list);

30天搞定Java--day24

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集合

Map接口

Map實現類的結構

Map結構

HashMap的底層實現原理

LinkedHashMap的底層實現原理（瞭解）

Map中定義的方法

TreeMap

Properties

Collections工具類

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