Java容器类

JAVA容器类概述1.常用容器分类JAVA中的容器类主要分为两大类,一类是Map类,一类是Collections类,他们有一个共同的父接口Iterator,它提供基本的遍历,删除元素操作。

集合

• 介绍
  • 集合类：提供一种存储空间可变的存储模型，存储的数据容量可以发生改变
  • 集合和数组的区别
    • 共同点
      • 都是存储数据的容器
    • 不同点
      • 数组的容量是固定的，集合的容量是可变的
      • 数组可以存基本数据类型和引用数据类型。集合只能存引用数据类型，如果要存基本数据类型，需要存对应的包装类
  • 如果存储的数据，长度经常发生改变，推荐使用集合
  • 集合容器如果没有加<>就可以存储在意数据类型
    • <>泛型：对集合容器存储的数据类型进行限制
• 集合类体系结构
  • • 蓝色框：接口红色框：实现类
• Collection
  • 介绍
    • Collection是单例集合的顶层接口，它表示一组对象，这些对象也称为Collection的元素
    • 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
    • 创建Collection集合的对象
      • 多态的方式
      • 具体的实现类Arraylist
      • 例子
  • 常用方法
    • boolean add（E e）
      • 添加元素
    • boolean remove（Objecto）
      • 从集合中移除指定的元素
      • 如果删除成功了，则返回true
      • 如果删除失败了，则返回false
    • boolean removeif（Object o ）
      • 根据条件进行删除
      • • removeif底层会遍历集合，得到集合中的每一个元素,s依次表示集合中的每一个元素，然后会把这每一个元素都到lambda表达式中去判断一下
        • 如果返回的是true，则删除
        • 如果返回的是false，则保留不删除
    • void clear（）
      • 清空集合
    • boolean contains（Objecto）
      • 判断集合中是否存在指定的元素
    • boolean isEmpty（）
      • 判断集合是否为空
    • int size（）
      • 集合的长度，也就是集合中元素的个数
• 集合的遍历
  • 介绍
    • Iterator：迭代器，集合的专用遍历方式
  • 常用方法
    • Iterator<E> iterator（）
      • 返回集合中的迭代器对象，该迭代器对象默认指向当前集合的0索引
    • boolean hasNext（）
      • 判断当前位置是否有元素可以被取出
    • E next（）
      • 获取当前位置的元素，将迭代器对象移向下一个索引位置
    • 删除方法
  • 增强for循环
    • 介绍
      • 增强for：简化数组和Collection集合的遍历
      • 它是JDK5之后出现的，其内部原理是一个lterator迭代器
      • 实现Iterable接口的类才可以使用迭代器和增强for
    • 格式
      • • 数据类型一定是集合或者数组中元素的类型
        • str仅仅是一个变量名而已，在循环的过程中，依次表示集合或者数组中的每一个元素
        • list就是要遍历的集合或者数组.
    • 三种循环使用场景
      • 如果需要操作索引，使用普通for循环
      • 如果在遍历的过程中需要删除元素，请使用选代器
      • 如果仅仅想遍历，那么使用增强for
    • 注意
      • 修改第三方变量的值不会影响到集合中的元素
• List
  • 介绍
    • List是有序集合，这里的有序指的是存取顺序
    • 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
    • 与Set集合不同，列表通常允许重复的元素
  • 特有方法
    • void add（int index，E element）
      • 在此集合中的指定位置插入指定的元素
      • 原来位置上的元素往后挪一个索引
    • 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
  • 特有迭代器ListIterator
    • 介绍
      • 在迭代时，只能用迭代器的方法操作元素，可是Iterator的方法是有限的，只能对元素进行判断，取出，删除的操作，如果想要其他的操作如添加，修改等，就需要使用其子接口ListIterator(List集合特有的迭代器)，该接口只能通过List集合的listIterator方法获取
    • 获取
      • List list = new ArrayList();ListIterator it = list.listIterator()
• ArrayList
  • 介绍
    • ArrayList<E>:可调整大小的数组实现
    • ArrayList：底层数据结构是数组，查询快，增删慢
  • 构造方法
    • Arraylist（）
      • 构造一个初始容量默认为10的空列表
      • 对集合存储类型进行限制
        • • 例子表明集合仅存储String类型数据
        • JDK7之后规定后面的尖括号内可不写
  • 成员方法
    • 添加
      • boolean add（E e）
        • 将指定的元素添加到此列表的尾部
      • void add（int index，E element）
        • 将指定的元素插此列中的指定位置
        • 注意索引越界异常
    • 删除
      • public boolean remove（Object o）
        • 删除指定的元素，返回删除是否成功
        • 有重复的元素将只删除第一个
      • public E remove（int index）
        • 删除指定索引处的元素，返回被删除的元素
      • 注意
        • 删除集合元素后该索引位置会被后面的元素依次占领
    • public E set（int index，E element）
      • 修改指定索引处的元素，返回被修改的元素
    • public E get（int index）
      • 返回指定索引处的元素
    • public int size（）
      • 返回集合中的元素的个数
  • 源码解析
• LinkedList
  • 介绍
    • LinkedList：底层数据结构是双向链表，查询慢，增删快
  • 创建对象
  • 特有方法
    • 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
  • 源码分析
• Set
  • 介绍
    • 特点
      • 可以去除重复
      • 存取顺序不一致
      • 没有带索引的方法，所以不能使用普通for循环遍历，也不能通过索引来获取，删除Set集合里面的元素
• TreeSet
  • 介绍
    • TreeSet的底层是红黑树结构的
    • 特点
      • 不包含重复元素的集合
      • 没有带索引的方法
      • 可以将元素按照规则进行排序
    • 注意
      • 想要使用TreeSet,需要制定排序规则
  • 指定排序规则
    • 自然排序
      • 介绍
        • 自然排序：自定义类实现Comparable接口，重写compareTo方法，根据返回值进行排序。
      • 步骤
        • 使用空参构造创建TreeSet集合
        • 自定义的Student类实现Comparable接口
        • 重写里面的compareTo方法
      • 补充
        • • 按照姓名首字母排序
    • 比较器排序Comparator
      • 介绍
        • 比较器排序：创建Treeset对象的时候传递Comparator的实现类对象，重写compare方法，根据返回值进行排序。
        • Treeset的带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的实现类对象，重写compare（T o1，T o2）方法
        • 重写方法时，一定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
      • 例子
    • 对比
      • 在使用的时候，默认使用自然排序，当自然排序不满足现在的需求时，使用比较器排序
      • 返回值规则相同
        • 如果返回值为负数，表示当前存入的元素是较小值，存左边
        • 如果返回值为0，表示当前存入的元素跟集合中元素重复了，不存
        • 如果返回值为正数，表示当前存入的元素是较大值，存右边
• HashSet
  • 介绍
    • 底层数据结构是哈希表
    • 不能保证存储和取出的顺序完全一致
    • 没有带索引的方法，所以不能使用普通for循环遍历
    • 由于是Set集合，所以元素唯一
  • 哈希值
    • 介绍
      • 哈希值（哈希码值）：是JDK根据对象的地址或者属性值，算出来的int类型的整数
      • 特点
        • 如果没有重写hashCode方法，那么是根据对象的地址值计算出的哈希值。同一个对象多次调用hashCode（）方法返回的哈希值是相同的，不同对象的哈希值是不一样的。
        • 如果重写了hashCode方法，一般都是通过对象的属性值计算出哈希值。如果不同的对象属性值是一样的，那么计算出来的哈希值也是一样的。
    • 获取方法
      • Object类中有一个方法可以获取对象的哈希值
      • public int hashCode（）：根据对象的地址值计算出来的哈希值
  • 底层原理
    • JDK 7
      • 底层结构：哈希表。（数组+链表）
      • 数组的长度默认为16，加载因子为0.75
      • 首先会先获取元素的哈希值，计算出在数组中应存入的索引，判断该索引处是否为nulll，如果是null，直接添加，如果不是null，则与链表中所有的元素，通过equals方法比较属性值只要有一个相同，就不存，如果都不一样，才会存入集合。
    • JDK 8
      • 底层结构：哈希表。（数组、链表、红黑树的结合体）。
      • 当挂在下面的元素过多，那么不利于添加，也不利于查询，所以在JDK8以后，当链表长度超过8的时候，自动转换为红黑树
      • 存储流程
• Map
  • 介绍
    • 单列集合一次存一个元素，双列集合一次存两个元素（一对数据）
    • Interface Map<K，V> K：键的数据类型；V：值的数据类型
    • 键不能重复，值可以重复
    • 键和值是一一对应的，每一个键只能找到自己对应的值
    • （键+值）这个整体称之为"键值对"或者"键值对对象"，在Java中叫做"Entry对象"
  • 创建对象
  • 常用方法
    • V put（K key，V value）
      • 添加元素
      • 如果要添加的键不存在，那么会把键值对都添加到集合中如果要添加的键是存在的，那么会覆盖原先的值，把原先值当做返回值进行返回
    • V remove（Obiect key）
      • 根据键删除鍵值对元素
    • void clear（）
      • 移除所有的键值对元素
    • boolean containsKey（Obiect 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
    • Set<K> keySet（）
      • 获取所有键的集合
    • V get（Object key）
      • 根据键获取值
    • Set<Map.Entry<kV>> entrySet（）
      • 获取所有键值对对象的集合
    • K getKey（）
      • 获得键
    • V getValue（）
      • 获得值
  • 遍历方式
    • • 1.创建集合并添加元素
      • 2.获取到所有的键
      • 3.遍历Set集合得到每一个键
      • 4.通过每一个键key，来获取到对应的值
    • • 1.创建集合并添加元素
      • 2.获取所有的键值对对象
        • Set集合中装的是键值对对象（Entry对象）
        • 而Entry里面装的是键和值
      • 3.得到每一个键值对对象
• HashMap
  • 介绍
    • HashMap是Map里面的一个实现类
    • HashMap跟HashSet一样底层是哈希表结构的
    • 依赖hashCode方法和equals方法保证键的唯一
    • 如果键要存储的是自定义对象，需要重写hashCode和equals方法
  • foreach遍历
• TreeMap
  • 介绍
    • TreeMap是Map里面的一个实现类。
    • TreeMap跟TreeSet—样底层是红黑树结构的
    • 依赖自然排序或者比较器排序，对键进行排序
    • 如果键存储的是自定义对象，需要实现Comparable接口或者在创建TreeMap对象时候给出比较器排序规则
• 可变参数
  • 介绍
    • 可变参数：就是形参的个数是可以变化的
    • 如果一个方法有多个参数，包含可变参数，可变参数要放在最后
  • 格式
    • • 三个... 不多不少
    • • 这里的变量其实是一个数组
  • 创建不可变的集合
    • 介绍
      • 在List，Set，Map接口中，都存在of方法，可以创建一个不可变的集合。
      • 这个集合不能添加，不能删除，不能修改，但是可以结合集合的带参构造，实现集合的批量添加。
      • 在Map接口中，还有一个ofEntries方法可以提高代码的阅读性。首先会把键值对封装成一个Entry对象，再把这个Entry对象添加到集合当中。
    • 方法
      • static <E> List <E> of（E..elements）
        • 创建一个具有指定元素的List集合对象
      • static <E> Set <E> of（E..elements）
        • 创建一个具有指定元素的Set集合对象
        • 传递的参数当中，不能存在重复的元素
      • static <K，V> Map <K，V> of（Eelements）
        • 创建一个具有指定元素的Map集合对象
    • 应用场景
      • 帮助集合进行批量添加
• Stream流
  • 介绍
    • 在Stream流中无法直接修改集合，数组等数据源中的数据
  • 三类方法
    • 获取Stream流
      • 创建一条流水线，并把数据放到流水线上准备进行操作
      • 方法
        • 单列集合
          • 可以使用Collection接口中的默认方法stream（）生成流
          • default Stream<E> stream（）
        • 双列集合
          • 不能直接获取流，间接的生成流
          • 可以先通过keySet或者entrySet获取一个Set集合，再获取Stream流
        • 数组
          • Arrays中的静态方法stream生成流
        • 同种数据类型的多个数据
          • 1，2，3，4，5....
            • "aaa"，"bbb"，"ccc"....
          • 使用Stream.of（T...values）生成流
    • 中间方法
      • 流水线上的操作，一次操作完毕之后，还可以继续进行其他操作。
      • 方法
        • Stream <T> filter（Predicate predicate）
          • 用于对流中的数据进行过滤
          • Predicate接口中的方法：boolean test（T t）：对给定的参数进行判断，返回一个布尔值
        • Stream <T> limit（long maxSize）
          • 截取指定参数个数的数据
        • Stream <T> skip（long n）
          • 跳过指定参数个数的数据
        • static <T> Stream <T> concat（Stream a，Stream b）
          • 合并a和b两个流为一个流
        • Stream <T> distinct（）
          • 去除流中重复的元素。依赖（hashCode和equals方法）
    • 终结方法
      • 一个Stream流只能有一个终结方法，是流水线上的最后一个操作
      • 方法
        • void forEach（Consumer action）
          • 对此流的每个元素执行操作
          • Consumer接口中的方法：void accept（T t）：对给定的参数执行此操作
        • long count（）
          • 返回此流中的元素数
  • 收集方法
    • R collect（Collector collector）
      • collect负责收集数据.获取流中剩余的数据，但是不负责创建容器，也不负责把数据添加到容器中
    • 工具类Collectors提供了具体的收集方式
      • public static <T> Collector toList（）
        • 把元素收集到List集合中
      • public static <T> Collector toSet（）
        • 把元素收集到Set售合中
      • public static Collector toMap(Function keyMapper,Function valueMapper）
        • 把元素收集到Map集合中
• 主题