JAVA List、Set、Map介紹

寫本文之前首先感謝一下傳智播客,因爲他們的無私,我們纔有了很多優質的學習視頻。下面進入正題,介紹一下List、Set、Map。首先List和Set都屬於Collection的子類。所以先介紹一下Collection集合


1.集合(Collection)

	(1)集合的由來?
		我們學習的是Java -- 面向對象 -- 操作很多對象 -- 存儲 -- 容器(數組和StringBuffer) -- 數組
		而數組的長度固定,所以不適合做變化的需求,Java就提供了集合供我們使用。

	(2)集合和數組的區別?
		A:長度區別
			數組固定
			集合可變
		B:內容區別
			數組可以是基本類型,也可以是引用類型
			集合只能是引用類型
		C:元素內容
			數組只能存儲同一種類型
			集合可以存儲不同類型(其實集合一般存儲的也是同一種類型)

	(3)集合的繼承體系結構?
		由於需求不同,Java就提供了不同的集合類。這多個集合類的數據結構不同,但是它們都是要提供存儲和遍歷功能的,
		我們把它們的共性不斷的向上提取,最終就形成了集合的繼承體系結構圖。
		
		Collection
			|--List
				|--ArrayList
				|--Vector
				|--LinkedList
			|--Set
				|--HashSet
				|--TreeSet

	(4)Collection的功能概述
		A:添加功能
		B:刪除功能
		C:判斷功能
		D:獲取功能
		E:長度功能
		F:交集(瞭解)
		G:把集合轉數組

	(5)Collection集合的遍歷
		A:把集合轉數組
		B:迭代器(集合專用方式)

	(6)迭代器
		A:是集合的獲取元素的方式。
		B:是依賴於集合而存在的。
		C:迭代器的原理和源碼。
			a:爲什麼定義爲了一個接口而不是實現類?
			b:看了看迭代器的內部類實現。

	(7)Collection集合的案例(遍歷方式 迭代器)
		集合的操作步驟:
			A:創建集合對象
			B:創建元素對象
			C:把元素添加到集合
			D:遍歷集合
	
		A:存儲字符串並遍歷
			import java.util.Collection;
			import java.util.ArrayList;
			import java.util.Iterator;
			
			public class CollectionDemo {
				public static void main(String[] args) {
					//創建集合對象
					Collection c = new ArrayList();
					
					//創建並添加元素
					c.add("hello");
					c.add("world");
					c.add("java");
					
					//遍歷集合
					Iterator it = c.iterator();
					while(it.hasNext()) {
						String s =(String) it.next();
						System.out.println(s);
					}
				}
			}

		B:存儲自定義對象並遍歷
			public class Student {
				private String name;
				private int age;
				
				public Student(){}
				
				public Student(String name,int age) {
					this.name = name;
					this.age = age;
				}
				
				//getXxx()/setXxx()
			}

			import java.util.Collection;
			import java.util.ArrayList;
			import java.util.Iterator;
			
			public class StudentDemo {
				public static void main(String[] args) {
					//創建集合對象
					Collection c = new ArrayList();
					
					//創建學生對象
					Student s1 = new Student("林青霞",27);
					Student s2 = new Student("風清揚",30);
					Student s3 = new Student("劉意",30);
					Student s4 = new Student("武鑫",25);
					Student s5 = new Student("劉曉曲",16);
					
					//添加元素
					c.add(s1);
					c.add(s2);
					c.add(s3);
					c.add(s4);
					c.add(s5);
					
					//遍歷集合
					Iterator it = c.iterator();
					while(it.hasNext()) {
						Student s = (Student)it.next();
						System.out.println(s.getName()+"---"+s.getAge());
					}
				}
			}

1.1 List集合

	(1)List是Collection的子接口
		特點:有序(存儲順序和取出順序一致),可重複。

	(2)List的特有功能
		A:添加功能
		B:刪除功能
		C:獲取功能
		D:迭代器功能
		E:修改功能

	(3)List集合的特有遍歷功能
		A:由size()和get()結合。
		B:代碼演示
					//創建集合對象
					List list = new ArrayList();
					
					//創建並添加元素
					list.add("hello");
					list.add("world");
					list.add("java");
					
					//遍歷集合
					Iterator it = list.iterator();
					while(it.hasNext()) {
						String s =(String) it.next();
						System.out.println(s);
					}
					System.out.println("----------");
					
					for(int x=0; x<list.size(); x++) {
						String s =(String) list.get(x);
						System.out.println(s);
					}

	(4)列表迭代器的特有功能
		可以逆向遍歷,但是要先正向遍歷,所以無意義,基本不使用。

	(5)併發修改異常
		A:出現的現象
			迭代器遍歷集合,集合修改集合元素
		B:原因
			迭代器是依賴於集合的,而集合的改變迭代器並不知道。
		C:解決方案
			a:迭代器遍歷,迭代器修改(ListIterator)
				元素添加在剛纔迭代的位置
			b:集合遍歷,集合修改(size()和get())
				元素添加在集合的末尾

	(6)常見數據結構
		A:棧 先進後出
		B:隊列 先進先出
		C:數組 查詢快,增刪慢
		D:鏈表 查詢慢,增刪快

	(7)List的子類特點
		ArrayList
			底層數據結構是數組,查詢快,增刪慢。
			線程不安全,效率高。
		Vector
			底層數據結構是數組,查詢快,增刪慢。
			線程安全,效率低。
		LinkedList
			底層數據結構是鏈表,查詢慢,增刪快。
			線程不安全,效率高。
			
		到底使用誰呢?看需求?
		分析:
			要安全嗎?
				要:Vector(即使要,也不使用這個,後面再說)
				不要:ArrayList或者LinkedList
					查詢多;ArrayList
					增刪多:LinkedList
					
		什麼都不知道,就用ArrayList。

	(8)List集合的案例(遍歷方式 迭代器和普通for)
		A:存儲字符串並遍歷
		B:存儲自定義對象並遍歷

1.2 Set集合

	(1)Set集合的特點
		無序,唯一
		
	(2)HashSet集合
		A:底層數據結構是哈希表(是一個元素爲鏈表的數組)
		B:哈希表底層依賴兩個方法:hashCode()和equals()
		  執行順序:
			首先比較哈希值是否相同
				相同:繼續執行equals()方法
					返回true:元素重複了,不添加
					返回false:直接把元素添加到集合
				不同:就直接把元素添加到集合
		C:如何保證元素唯一性的呢?
			由hashCode()和equals()保證的
		D:開發的時候,代碼非常的簡單,自動生成即可。
		E:HashSet存儲字符串並遍歷
		F:HashSet存儲自定義對象並遍歷(對象的成員變量值相同即爲同一個元素)
		
	(3)TreeSet集合
		A:底層數據結構是紅黑樹(是一個自平衡的二叉樹)
		B:保證元素的排序方式
			a:自然排序(元素具備比較性)
				讓元素所屬的類實現Comparable接口
			b:比較器排序(集合具備比較性)
				讓集合構造方法接收Comparator的實現類對象
		C:把我們講過的代碼看一遍即可
		
	(4)案例:
		A:獲取無重複的隨機數
		B:鍵盤錄入學生按照總分從高到底輸出

1.3 Collection集合總結

	Collection
		|--List	有序,可重複
			|--ArrayList
				底層數據結構是數組,查詢快,增刪慢。
				線程不安全,效率高
			|--Vector
				底層數據結構是數組,查詢快,增刪慢。
				線程安全,效率低
			|--LinkedList
				底層數據結構是鏈表,查詢慢,增刪快。
				線程不安全,效率高
		|--Set	無序,唯一
			|--HashSet
				底層數據結構是哈希表。
				如何保證元素唯一性的呢?
					依賴兩個方法:hashCode()和equals()
					開發中自動生成這兩個方法即可
				|--LinkedHashSet
					底層數據結構是鏈表和哈希表
					由鏈表保證元素有序
					由哈希表保證元素唯一
			|--TreeSet
				底層數據結構是紅黑樹。
				如何保證元素排序的呢?
					自然排序
					比較器排序
				如何保證元素唯一性的呢?
					根據比較的返回值是否是0來決定

1.4 針對Collection集合我們到底使用誰呢?

	唯一嗎?
		是:Set
			排序嗎?
				是:TreeSet
				否:HashSet
		如果你知道是Set,但是不知道是哪個Set,就用HashSet。
			
		否:List
			要安全嗎?
				是:Vector
				否:ArrayList或者LinkedList
					查詢多:ArrayList
					增刪多:LinkedList
		如果你知道是List,但是不知道是哪個List,就用ArrayList。
	
	如果你知道是Collection集合,但是不知道使用誰,就用ArrayList。
	
	如果你知道用集合,就用ArrayList。

1.5 在集合中常見的數據結構

	ArrayXxx:底層數據結構是數組,查詢快,增刪慢
	LinkedXxx:底層數據結構是鏈表,查詢慢,增刪快
	HashXxx:底層數據結構是哈希表。依賴兩個方法:hashCode()和equals()
	TreeXxx:底層數據結構是二叉樹。兩種方式排序:自然排序和比較器排序

2. Map

	(1)將鍵映射到值的對象。一個映射不能包含重複的鍵;每個鍵最多隻能映射到一個值。 
	
	(2)Map和Collection的區別?
		A:Map 存儲的是鍵值對形式的元素,鍵唯一,值可以重複。夫妻對
		B:Collection 存儲的是單獨出現的元素,子接口Set元素唯一,子接口List元素可重複。光棍
		
	(3)Map接口功能概述
		A:添加功能
		B:刪除功能
		C:判斷功能
		D:獲取功能
		E:長度功能
		
	(4)Map集合的遍歷
		A:鍵找值
			a:獲取所有鍵的集合
			b:遍歷鍵的集合,得到每一個鍵
			c:根據鍵到集合中去找值
		
		B:鍵值對對象找鍵和值
			a:獲取所有的鍵值對對象的集合
			b:遍歷鍵值對對象的集合,獲取每一個鍵值對對象
			c:根據鍵值對對象去獲取鍵和值
			
		代碼體現:
			Map<String,String> hm = new HashMap<String,String>();
			
			hm.put("it002","hello");
			hm.put("it003","world");
			hm.put("it001","java");
			
			//方式1 鍵找值
			Set<String> set = hm.keySet();
			for(String key : set) {
				String value = hm.get(key);
				System.out.println(key+"---"+value);
			}
			
			//方式2 鍵值對對象找鍵和值
			Set<Map.Entry<String,String>> set2 = hm.entrySet();
			for(Map.Entry<String,String> me : set2) {
				String key = me.getKey();
				String value = me.getValue();
				System.out.println(key+"---"+value);
			}
			
	(5)HashMap集合
		A:HashMap<String,String>
		B:HashMap<Integer,String>
		C:HashMap<String,Student>
		D:HashMap<Student,String>
		
	(6)TreeMap集合	
		A:TreeMap<String,String>
		B:TreeMap<Student,String>
		
	(7)案例
		A:統計一個字符串中每個字符出現的次數
		B:集合的嵌套遍歷
			a:HashMap嵌套HashMap
			b:HashMap嵌套ArrayList
			c:ArrayList嵌套HashMap
			d:多層嵌套

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