Java 集合

泛型

概念

泛型概念非常重要,它是程序的增强器,它是目前主流的开发方式。

泛型是(Generics)是JDK1.5 的一个新特性,其实就是一个『语法糖』,本质上就是编译器为了提供更好的可读性而提供的一种小手段,小技巧,虚拟机层面是不存在所谓『泛型』的概念的。

作用

通过泛型的语法定义,约束集合元素的类型,进行安全检查,把错误显示在编译期

代码通用性更强

泛型可以提升程序代码的可读性,但它只是一个语法糖(编译后这样的东西就被删除,不出现在最终的源代码中),对于JVM运行时的性能是没有任何影响的。

泛型的<>里只能写引用类型。

泛型声明

泛型可以在接口、方法、返回值上使用:

java.util.List泛型接口/类:

public interface Collection<E> {}

泛型方法的声明:

public <E> void print(E e) {}

在方法返回值前声明了一个<E>表示后面出现的E是泛型,而不是普通的java变量。

常用名称

l E - Element (在集合中使用,因为集合中存放的是元素)

l T - Type(Java 类)

l K - Key(键)

l V - Value(值)

l N - Number(数值类型)

l ? - 表示不确定的java类型

集合

Collection接口

概述

英文名称Collection,是用来存放对象的数据结构。其中长度可变,而且集合中可以存放不同类型的对象。并提供了一组操作成批对象的方法。

数组的缺点:长度是固定不可变的,访问方式单一,插入、删除等操作繁琐。

集合的继承结构

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Collection接口

-- List接口 : 数据有序,可以重复。

-- ArrayList子类

-- LinkedList子类

-- Set接口 : 数据无序,不可以存重复值

-- HashSet子类


Collection接口的共性方法
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2.2 List接口

概述

有序的 collection(也称为_序列_)。此接口的用户可以对列表中每个元素的插入位置进行精确地控制。用户可以根据元素的整数索引(在列表中的位置)访问元素,并搜索列表中的元素。

特点

1、 数据有序

2、 允许存放重复元素

3、 元素都有索引

4、 允许存放多个 null 元素

常用方法

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listIterator()和iterator()的区别:
listIterator()来自List子接口特有的遍历方法,iterator()是来自父接口collection的遍历方法;返回值也是父子关系。

listIterator子接口中还扩展了逆向遍历的方法hasPrevious()


ArrayList

概述

1) 存在于java.util包中。

2) 内部用数组存放数据,封装了数组的操作,每个对象都有下标。

3) 调用add()时,才开始自动扩容,内部数组默认初始容量是10。如果不够会以1.5倍容量增长。

4) 查询快,增删数据效率会降低。

5) JDK1.6里,一旦创建数组对象,就会自动分配10个容量。JDK1.8里,如果不向集合中存放数据,默认是空数组。

6) ArrayList本质上是维护了一个Object[],可以存放各种元素。


LinkedList

概述

双向链表,两端效率高。底层是链表,因为不像数组一样,不是连续空间所以不适合查询,方便增删业务。由Node节点组成。
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Set接口

概述

一个不包含重复元素的 collection。

数据无序(因为set集合没有下标)。

由于集合中的元素不可以重复。常用于给数据去重。

最多包含一个 null 元素

特点

HashSet:底层是哈希表,包装了HashMap,相当于向HashSet中存入数据时,会把数据作为K,存入内部的HashMap中。当然K仍然不许重复。

TreeSet:底层就是TreeMap,也是红黑树的形式,便于查找数据。

HashMap实现中,当哈希值相同的对象,会在同一个hash值的位置存储不同属性的数据。

HashSet

概述

此类实现 Set 接口,由哈希表/散列表(实际上是一个 HashMap 实例)支持。它不保证 set 的迭代顺序;特别是它不保证该顺序恒久不变。此类允许使用 null 元素。

HashSet底层是HashMap,每次往HashSet里存入值时,其实是作为Key存入HashMap中,这时HashMap中,value值为了什么都能存是new了一个Object。而Map中Key是不能重复的,所以Set里也不能存入重复的值;Map是无序的,所以Set也是无序的。


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Map接口

概述

java.util接口 Map<K,V>

类型参数: K - 此映射所维护的键的类型V - 映射值的类型。

也叫哈希表、散列表。常用于存 键值对 结构的数据。其中的键不能重复,值可以重复.

特点

可以根据键 提取对应的值

键不允许重复,如果重复值会被覆盖

存放的都是无序数据

初始容量是16,默认的加载因子是0.75

原理:
HashMap中存放数据时,拿着你的数据,开始计算存储位置(哈希算法)。

存储步骤:
1.这个位置是空的,没存过数据,把数据直接存入数组。

2.这个位置存过了,有数据了,就会发生哈希碰撞/哈希冲突,那么就会形成链表的结构(把新的数据挂载在老数据的下面),链表的结构越长,查询就越慢。JDK1.8里对链表的查询进行了优化,当链表的长度>8时,转成红黑树,当红黑树的长度<6时,再转回成链表。

3.影响HashMap性能的两个因素:初始容量和加载因子。

初始容量:是指哈希表中桶的数量,也就是数组(以前是Entry数组,现在是Node数组)的容量,初始容量是16

加载因子:是指哈希表在其容量自动增加之前可以达到多满的一种尺度,默认是0.75;当容量超出阈值(16*0.75)后,会发生rehash的现象(即重建内部数据结构),会自动扩容,大概是原来容量的两倍。我们应该尽量避免rehash的现象,因为需要底层再次开辟空间,初始化,赋值,复制等动作。默认加载因子 (0.75) 在时间和空间成本上寻求一种折衷。加载因子过高虽然减少了空间开销,但同时也增加了查询成本。
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Collections工具类

是专门用来给集合服务的,但是不包含Map
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