集合
集合概述
数组其实就是一个集合。集合实际上就是一个容器。可以来容纳其它类型的数据。
集合为什么说在开发中使用较多?
集合是一个容器,是一个载体,可以一次容纳多个对象。
在实际开发中,假设连接数据库,数据库当中有10条记录,
那么假设把这10条记录查询出来,在java程序中会将10条
数据封装成10个java对象,然后将10个java对象放到某一个
集合当中,将集合传到前端,然后遍历集合,将一个数据一个数据展现出来。
集合中存储什么?
集合不能直接存储基本数据类型,另外集合也不能直接存储java对象,
集合当中存储的都是java对象的内存地址。(或者说集合中存储的是引用。)
list.add(100);
//自动装箱Integer
注意:集合在java中本身是一个容器,是一个对象。集合中任何时候存储的都是“引用”。
不同的集合对应不同的数据结构
在java中每一个不同的集合,底层会对应不同的数据结构。
往不同的集合中存储元素,等于将数据放到了不同的数据结构当中。什么是数据结构?
数据存储的结构就是数据结构。不同的数据结构,数据存储方式不同。例如:
数组、二叉树、链表、哈希表...
以上这些都是常见的数据结构。
你往集合c1中放数据,可能是放到数组上了。
你往集合c2中放数据,可能是放到二叉树上了。
.....
你使用不同的集合等同于使用了不同的数据结构。
你在java集合这一章节,你需要掌握的不是精通数据结构。java中已经将数据结构实现了,已经写好了这些常用的集合类,你只需要掌握怎么用?在什么情况下选择哪一种合适的集合去使用即可。
new ArrayList(); 创建一个集合,底层是数组。
new LinkedList(); 创建一个集合对象,底层是链表。
new TreeSet(); 创建一个集合对象,底层是二叉树。
集合在java JDK中哪个包下?
java.util.*;
所有的集合类和集合接口都在java.util包下。
集合的分类
- 一类是单个方式存储元素:
单个方式存储元素,这一类集合中超级父接口:java.util.Collection; - 一类是以键值对儿的方式存储元素
以键值对的方式存储元素,这一类集合中超级父接口:java.util.Map;
集合的继承结构图
Collection
Collection接口中的常用方法
关于java.util.Collection接口中常用的方法。
Collection存放的元素
没有使用“泛型”之前,Collection中可以存储Object的所有子类型。
使用了“泛型”之后,Collection中只能存储某个具体的类型。
集合后期我们会学习“泛型”语法。目前先不用管。Collection中什么都能存,只要是Object的子类型就行。(集合中不能直接存储基本数据类型,也不能存java对象,只是存储java对象的内存地址。)
Collection中的常用方法
boolean add(Object e) 向集合中添加元素
int size() 获取集合中元素的个数
void clear() 清空集合
boolean contains(Object o) 判断当前集合中是否包含元素o,包含返回true,不包含返回false
boolean remove(Object o) 删除集合中的某个元素。
boolean isEmpty() 判断该集合中元素的个数是否为0
Object[] toArray() 调用这个方法可以把集合转换成数组。【作为了解,使用不多。】
public class CollectionTest01 {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个集合对象
//Collection c = new Collection(); // 接口是抽象的,无法实例化。
// 多态
Collection c = new ArrayList();
// 测试Collection接口中的常用方法
c.add(1200); // 自动装箱(java5的新特性。),实际上是放进去了一个对象的内存地址。Integer x = new Integer(1200);
c.add(3.14); // 自动装箱
c.add(new Object());
c.add(new Student());
c.add(true); // 自动装箱
// 获取集合中元素的个数
System.out.println("集合中元素个数是:" + c.size()); // 5
// 清空集合
c.clear();
System.out.println("集合中元素个数是:" + c.size()); // 0
// 再向集合中添加元素
c.add("hello"); // "hello"对象的内存地址放到了集合当中。
c.add("world");
c.add("浩克");
c.add("绿巨人");
c.add(1);
// 判断集合中是否包含"绿巨人"
boolean flag = c.contains("绿巨人");
System.out.println(flag); // true
boolean flag2 = c.contains("绿巨人2");
System.out.println(flag2); // false
System.out.println(c.contains(1)); // true
System.out.println("集合中元素个数是:" + c.size()); // 5
// 删除集合中某个元素
c.remove(1);
System.out.println("集合中元素个数是:" + c.size()); // 4
// 判断集合是否为空(集合中是否存在元素)
System.out.println(c.isEmpty()); // false
// 清空
c.clear();
System.out.println(c.isEmpty()); // true(true表示集合中没有元素了!)
c.add("abc");
c.add("def");
c.add(100);
c.add("helloworld!");
c.add(new Student());
// 转换成数组(了解,使用不多。)
Object[] objs = c.toArray();
for(int i = 0; i < objs.length; i++){
// 遍历数组
Object o = objs[i];
System.out.println(o);
}
}
}
class Student{
}
Collection迭代
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Iterator;
/**
* 关于集合遍历/迭代专题。(重点:五颗星*****)
*/
public class CollectionTest02 {
public static void main(String[] args) {
// 注意:以下讲解的遍历方式/迭代方式,是所有Collection通用的一种方式。
// 在Map集合中不能用。在所有的Collection以及子类中使用。
// 创建集合对象
Collection c = new ArrayList(); // 后面的集合无所谓,主要是看前面的Collection接口,怎么遍历/迭代。
// 添加元素
c.add("abc");
c.add("def");
c.add(100);
c.add(new Object());
// 对集合Collection进行遍历/迭代
// 第一步:获取集合对象的迭代器对象Iterator
Iterator it = c.iterator();
// 第二步:通过以上获取的迭代器对象开始迭代/遍历集合。
/*
以下两个方法是迭代器对象Iterator中的方法:
boolean hasNext()如果仍有元素可以迭代,则返回 true。
Object next() 返回迭代的下一个元素。
*/
while(it.hasNext()){
Object obj = it.next();
System.out.println(obj);
}
// 一直取,不判断,会出现异常:java.util.NoSuchElementException
/*while(true){
Object obj = it.next();
System.out.println(obj);
}*/
/*boolean hasNext = it.hasNext();
System.out.println(hasNext);
if(hasNext) {
// 不管你当初存进去什么,取出来统一都是Object。
Object obj = it.next();
System.out.println(obj);
}
hasNext = it.hasNext();
System.out.println(hasNext);
if(hasNext) {
Object obj = it.next();
System.out.println(obj);
}
hasNext = it.hasNext();
System.out.println(hasNext);
if(hasNext) {
Object obj = it.next();
System.out.println(obj);
}
hasNext = it.hasNext();
System.out.println(hasNext);
if(hasNext) {
Object obj = it.next();
System.out.println(obj);
}
hasNext = it.hasNext();
System.out.println(hasNext);
if(hasNext) {
Object obj = it.next();
System.out.println(obj);
}*/
}
}
迭代器是通用的
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;
/*
关于集合的迭代/遍历
*/
public class CollectionTest03 {
public static void main(String[] args) {
// 创建集合对象
Collection c1 = new ArrayList(); // ArrayList集合:有序可重复
// 添加元素
c1.add(1);
c1.add(2);
c1.add(3);
c1.add(4);
c1.add(1);
// 迭代集合
Iterator it = c1.iterator();
while(it.hasNext()){
// 存进去是什么类型,取出来还是什么类型。
Object obj = it.next();
/*if(obj instanceof Integer){
System.out.println("Integer类型");
}*/
// 只不过在输出的时候会转换成字符串。因为这里println会调用toString()方法。
System.out.println(obj);
}
// HashSet集合:无序不可重复
Collection c2 = new HashSet();
// 无序:存进去和取出的顺序不一定相同。
// 不可重复:存储100,不能再存储100.
c2.add(100);
c2.add(200);
c2.add(300);
c2.add(90);
c2.add(400);
c2.add(50);
c2.add(60);
c2.add(100);
Iterator it2 = c2.iterator();
while(it2.hasNext()){
System.out.println(it2.next());
}
}
}
contains方法
深入Collection集合的contains方法:
boolean contains(Object o)
判断集合中是否包含某个对象o
如果包含返回true, 如果不包含返回false。
contains方法是用来判断集合中是否包含某个元素的方法,
那么它在底层是怎么判断集合中是否包含某个元素的呢?
调用了equals方法进行比对。
equals方法返回true,就表示包含这个元素。
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
public class CollectionTest04 {
public static void main(String[] args) {
// 创建集合对象
Collection c = new ArrayList();
// 向集合中存储元素
String s1 = new String("abc"); // s1 = 0x1111
c.add(s1); // 放进去了一个"abc"
String s2 = new String("def"); // s2 = 0x2222
c.add(s2);
// 集合中元素的个数
System.out.println("元素的个数是:" + c.size()); // 2
// 新建的对象String
String x = new String("abc"); // x = 0x5555
// c集合中是否包含x?结果猜测一下是true还是false?
System.out.println(c.contains(x)); //判断集合中是否存在"abc" true
}
}
contains源码解析(remove方法)
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
/*
测试contains方法
测试remove方法。
结论:存放在一个集合中的类型,一定要重写equals方法。
*/
public class CollectionTest05 {
public static void main(String[] args) {
// 创建集合对象
Collection c = new ArrayList();
// 创建用户对象
User u1 = new User("jack");
// 加入集合
c.add(u1);
// 判断集合中是否包含u2
User u2 = new User("jack");
// 没有重写equals之前:这个结果是false
//System.out.println(c.contains(u2)); // false
// 重写equals方法之后,比较的时候会比较name。
System.out.println(c.contains(u2)); // true
c.remove(u2);
System.out.println(c.size()); // 0
/*Integer x = new Integer(10000);
c.add(x);
Integer y = new Integer(10000);
System.out.println(c.contains(y)); // true*/
// 创建集合对象
Collection cc = new ArrayList();
// 创建字符串对象
String s1 = new String("hello");
// 加进去。
cc.add(s1);
// 创建了一个新的字符串对象
String s2 = new String("hello");
// 删除s2
cc.remove(s2); // s1.equals(s2) java认为s1和s2是一样的。删除s2就是删除s1。
// 集合中元素个数是?
System.out.println(cc.size()); // 0
}
}
class User{
private String name;
public User(){}
public User(String name){
this.name = name;
}
// 重写equals方法
// 将来调用equals方法的时候,一定是调用这个重写的equals方法。
// 这个equals方法的比较原理是:只要姓名一样就表示同一个用户。
public boolean equals(Object o) {
if(o == null || !(o instanceof User)) return false;
if(o == this) return true;
User u = (User)o;
// 如果名字一样表示同一个人。(不再比较对象的内存地址了。比较内容。)
return u.name.equals(this.name);
}
}
第一个重点:把集合继承结构图背会。
第二个重点:把Collection接口中常用方法测试几遍。
第三个重点:把迭代器弄明白。
第四个重点:Collection接口中的remove方法和contains方法底层都会调用equals,
这个弄明白。
List接口
常用方法
测试List接口中常用方法
1、List集合存储元素特点:有序可重复
有序:List集合中的元素有下标。
从0开始,以1递增。
可重复:存储一个1,还可以再存储1.
2、List既然是Collection接口的子接口,那么肯定List接口有自己“特色”的方法:
以下只列出List接口特有的常用的方法:
void add(int index, Object element)
Object set(int index, Object element)
Object get(int index)
int indexOf(Object o)
int lastIndexOf(Object o)
Object remove(int index)
以上几个方法不需要死记硬背,可以自己编写代码测试一下,理解一下,
以后开发的时候,还是要翻阅帮助文档。
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
public class ListTest01 {
public static void main(String[] args) {
// 创建List类型的集合。
//List myList = new LinkedList();
//List myList = new Vector();
List myList = new ArrayList();
// 添加元素
myList.add("A"); // 默认都是向集合末尾添加元素。
myList.add("B");
myList.add("C");
myList.add("C");
myList.add("D");
//在列表的指定位置插入指定元素(第一个参数是下标)
// 这个方法使用不多,因为对于ArrayList集合来说效率比较低。
myList.add(1, "KING");
// 迭代
Iterator it = myList.iterator();
while(it.hasNext()){
Object elt = it.next();
System.out.println(elt);
}
// 根据下标获取元素
Object firstObj = myList.get(0);
System.out.println(firstObj);
// 因为有下标,所以List集合有自己比较特殊的遍历方式
// 通过下标遍历。【List集合特有的方式,Set没有。】
for(int i = 0; i < myList.size(); i++){
Object obj = myList.get(i);
System.out.println(obj);
}
// 获取指定对象第一次出现处的索引。
System.out.println(myList.indexOf("C")); // 3
// 获取指定对象最后一次出现处的索引。
System.out.println(myList.lastIndexOf("C")); // 4
// 删除指定下标位置的元素
// 删除下标为0的元素
myList.remove(0);
System.out.println(myList.size()); // 5
System.out.println("====================================");
// 修改指定位置的元素
myList.set(2, "Soft");
// 遍历集合
for(int i = 0; i < myList.size(); i++){
Object obj = myList.get(i);
System.out.println(obj);
}
}
}
/*
计算机英语:
增删改查这几个单词要知道:
增:add、save、new
删:delete、drop、remove
改:update、set、modify
查:find、get、query、select
*/
ArrayList集合初始化容量以及扩容
ArrayList集合:
1、默认初始化容量10(底层先创建了一个长度为0的数组,当添加第一个元素的时候,初始化容量10。)
2、集合底层是一个Object[]数组。
3、构造方法:
new ArrayList();
new ArrayList(20);
4、ArrayList集合的扩容:
增长到原容量的1.5倍。
ArrayList集合底层是数组,怎么优化?
尽可能少的扩容。因为数组扩容效率比较低,建议在使用ArrayList集合
的时候预估计元素的个数,给定一个初始化容量。
5、数组优点:
检索效率比较高。(每个元素占用空间大小相同,内存地址是连续的,知道首元素内存地址,
然后知道下标,通过数学表达式计算出元素的内存地址,所以检索效率最高。)
6、数组缺点:
随机增删元素效率比较低。
另外数组无法存储大数据量。(很难找到一块非常巨大的连续的内存空间。)
7、向数组末尾添加元素,效率很高,不受影响。
8、面试官经常问的一个问题?
这么多的集合中,你用哪个集合最多?
答:ArrayList集合。
因为往数组末尾添加元素,效率不受影响。
另外,我们检索/查找某个元素的操作比较多。
9、ArrayList集合是非线程安全的。(不是线程安全的集合。)
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class ArrayListTest01 {
public static void main(String[] args) {
// 默认初始化容量是10
// 数组的长度是10
List list1 = new ArrayList();
// 集合的size()方法是获取当前集合中元素的个数。不是获取集合的容量。
System.out.println(list1.size()); // 0
// 指定初始化容量
// 数组的长度是20
List list2 = new ArrayList(20);
// 集合的size()方法是获取当前集合中元素的个数。不是获取集合的容量。
System.out.println(list2.size()); // 0
list1.add(1);
list1.add(2);
list1.add(3);
list1.add(4);
list1.add(5);
list1.add(6);
list1.add(7);
list1.add(8);
list1.add(9);
list1.add(10);
System.out.println(list1.size());
// 再加一个元素
list1.add(11);
System.out.println(list1.size()); // 11个元素。
/*
int newCapacity = ArraysSupport.newLength(oldCapacity,minCapacity - oldCapacity,oldCapacity >> 1);
*/
// 100 二进制转换成10进制: 00000100右移一位 00000010 (2) 【4 / 2】
// 原先是4、现在增长:2,增长之后是6,增长之后的容量是之前容量的:1.5倍。
// 6是4的1.5倍
}
}
计算机位运算分为:逻辑位运算 和 位移运算,不懂的应该去了解下就明白了
新的长度newlength,是在第一参数基础上,增加第二参数,第二参数为2,所以新容量就为6
ArrayList的构造方法
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.HashSet;
import java.util.List;
/*
集合ArrayList的构造方法
*/
public class ArrayListTest02 {
public static void main(String[] args) {
// 默认初始化容量10
List myList1 = new ArrayList();
// 指定初始化容量100
List myList2 = new ArrayList(100);
// 创建一个HashSet集合
Collection c = new HashSet();
// 添加元素到Set集合
c.add(100);
c.add(200);
c.add(900);
c.add(50);
// 通过这个构造方法就可以将HashSet集合转换成List集合。
List myList3 = new ArrayList(c);
for(int i = 0; i < myList3.size(); i++){
System.out.println(myList3.get(i));
}
}
}
单向链表数据结构
/*
链表类。(单向链表)
*/
public class Link<E> {
public static void main(String[] args) {
Link<String> link = new Link<>();
link.add("abc");
// 类型不匹配。
//link.add(123);
}
// 头节点
Node header;
int size = 0;
public int size(){
return size;
}
// 向链表中添加元素的方法(向末尾添加)
public void add(E data){
//public void add(Object data){
// 创建一个新的节点对象
// 让之前单链表的末尾节点next指向新节点对象。
// 有可能这个元素是第一个,也可能是第二个,也可能是第三个。
if(header == null){
// 说明还没有节点。
// new一个新的节点对象,作为头节点对象。
// 这个时候的头节点既是一个头节点,又是一个末尾节点。
header = new Node(data, null);
}else {
// 说明头不是空!
// 头节点已经存在了!
// 找出当前末尾节点,让当前末尾节点的next是新节点。
Node currentLastNode = findLast(header);
currentLastNode.next = new Node(data, null);
}
size++;
}
/**
* 专门查找末尾节点的方法。
*/
private Node findLast(Node node) {
if(node.next == null) {
// 如果一个节点的next是null
// 说明这个节点就是末尾节点。
return node;
}
// 程序能够到这里说明:node不是末尾节点。
return findLast(node.next); // 递归算法!
}
// 删除链表中某个数据的方法
public void remove(Object obj){
}
// 修改链表中某个数据的方法
public void modify(Object newObj){
}
// 查找链表中某个元素的方法。
public int find(Object obj){
return 1;
}
}
/*
单链表中的节点。
节点是单向链表中基本的单元。
每一个节点Node都有两个属性:
一个属性:是存储的数据。
另一个属性:是下一个节点的内存地址。
*/
public class Node {
// 存储的数据
Object data;
// 下一个节点的内存地址
Node next;
public Node(){
}
public Node(Object data, Node next){
this.data = data;
this.next = next;
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
// 创建了一个集合对象
Link link = new Link();
// 往集合中添加元素
link.add("abc");
link.add("def");
link.add("xyz");
// 获取元素个数
System.out.println(link.size());
}
}
链表的优点和缺点
链表的优点:
由于链表上的元素在空间存储上内存地址不连续。
所以随机增删元素的时候不会有大量元素位移,因此随机增删效率较高。
在以后的开发中,如果遇到随机增删集合中元素的业务比较多时,建议
使用LinkedList。
链表的缺点:
不能通过数学表达式计算被查找元素的内存地址,每一次查找都是从头
节点开始遍历,直到找到为止。所以LinkedList集合检索/查找的效率
较低。
ArrayList:把检索发挥到极致。(末尾添加元素效率还是很高的。)
LinkedList:把随机增删发挥到极致。
加元素都是往末尾添加,所以ArrayList用的比LinkedList多。
import java.util.ArrayList;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
public class LinkedListTest01 {
public static void main(String[] args) {
// LinkedList集合底层也是有下标的。
// 注意:ArrayList之所以检索效率比较高,不是单纯因为下标的原因。是因为底层数组发挥的作用。
// LinkedList集合照样有下标,但是检索/查找某个元素的时候效率比较低,因为只能从头节点开始一个一个遍历。
List list = new LinkedList();
list.add("a");
list.add("b");
list.add("c");
for(int i = 0; i <list.size(); i++){
Object obj = list.get(i);
System.out.println(obj);
}
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// LinkedList集合有初始化容量吗?没有。
// 最初这个链表中没有任何元素。first和last引用都是null。
// 不管是LinkedList还是ArrayList,以后写代码时不需要关心具体是哪个集合。
// 因为我们要面向接口编程,调用的方法都是接口中的方法。
//List list2 = new ArrayList(); // 这样写表示底层你用了数组。
List list2 = new LinkedList(); // 这样写表示底层你用了双向链表。
// 以下这些方法你面向的都是接口编程。
list2.add("123");
list2.add("456");
list2.add("789");
for(int i = 0; i < list2.size(); i++){
System.out.println(list2.get(i));
}
}
}
双向链表
LinkedList源码分析
Vector
1、底层也是一个数组。
2、初始化容量:10
3、怎么扩容的?
扩容之后是原容量的2倍。
10--> 20 --> 40 --> 80
4、ArrayList集合扩容特点:
ArrayList集合扩容是原容量1.5倍。
5、Vector中所有的方法都是线程同步的,都带有synchronized关键字,
是线程安全的。效率比较低,使用较少了。
6、怎么将一个线程不安全的ArrayList集合转换成线程安全的呢?
使用集合工具类:
java.util.Collections;
java.util.Collection 是集合接口。
java.util.Collections 是集合工具类。
public class VectorTest {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个Vector集合
List vector = new Vector();
//Vector vector = new Vector();
// 添加元素
// 默认容量10个。
vector.add(1);
vector.add(2);
vector.add(3);
vector.add(4);
vector.add(5);
vector.add(6);
vector.add(7);
vector.add(8);
vector.add(9);
vector.add(10);
// 满了之后扩容(扩容之后的容量是20.)
vector.add(11);
Iterator it = vector.iterator();
while(it.hasNext()){
Object obj = it.next();
System.out.println(obj);
}
// 这个可能以后要使用!!!!
List myList = new ArrayList(); // 非线程安全的。
// 变成线程安全的
Collections.synchronizedList(myList); // 这里没有办法看效果,因为多线程没学,你记住先!
// myList集合就是线程安全的了。
myList.add("111");
myList.add("222");
myList.add("333");
}
}
泛型机制
1、JDK5.0之后推出的新特性:泛型
2、泛型这种语法机制,只在程序编译阶段起作用,只是给编译器参考的。(运行阶段泛型没用!)
3、使用了泛型好处是什么?
第一:集合中存储的元素类型统一了。
第二:从集合中取出的元素类型是泛型指定的类型,不需要进行大量的“向下转型”!
4、泛型的缺点是什么?
导致集合中存储的元素缺乏多样性!
大多数业务中,集合中元素的类型还是统一的。所以这种泛型特性被大家所认可。
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
public class GenericTest01 {
public static void main(String[] args) {
/*
// 不使用泛型机制,分析程序存在缺点
List myList = new ArrayList();
// 准备对象
Cat c = new Cat();
Bird b = new Bird();
// 将对象添加到集合当中
myList.add(c);
myList.add(b);
// 遍历集合,取出每个Animal,让它move
Iterator it = myList.iterator();
while(it.hasNext()) {
// 没有这个语法,通过迭代器取出的就是Object
//Animal a = it.next();
Object obj = it.next();
//obj中没有move方法,无法调用,需要向下转型!
if(obj instanceof Animal){
Animal a = (Animal)obj;
a.move();
}
}
*/
// 使用JDK5之后的泛型机制
// 使用泛型List<Animal>之后,表示List集合中只允许存储Animal类型的数据。
// 用泛型来指定集合中存储的数据类型。
List<Animal> myList = new ArrayList<Animal>();
// 指定List集合中只能存储Animal,那么存储String就编译报错了。
// 这样用了泛型之后,集合中元素的数据类型更加统一了。
//myList.add("abc");
Cat c = new Cat();
Bird b = new Bird();
myList.add(c);
myList.add(b);
// 获取迭代器
// 这个表示迭代器迭代的是Animal类型。
Iterator<Animal> it = myList.iterator();
while(it.hasNext()){
// 使用泛型之后,每一次迭代返回的数据都是Animal类型。
//Animal a = it.next();
// 这里不需要进行强制类型转换了。直接调用。
//a.move();
// 调用子类型特有的方法还是需要向下转换的!
Animal a = it.next();
if(a instanceof Cat) {
Cat x = (Cat)a;
x.catchMouse();
}
if(a instanceof Bird) {
Bird y = (Bird)a;
y.fly();
}
}
}
}
class Animal {
// 父类自带方法
public void move(){
System.out.println("动物在移动!");
}
}
class Cat extends Animal {
// 特有方法
public void catchMouse(){
System.out.println("猫抓老鼠!");
}
}
class Bird extends Animal {
// 特有方法
public void fly(){
System.out.println("鸟儿在飞翔!");
}
}
类型自动推断
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
/*
JDK之后引入了:自动类型推断机制。(又称为钻石表达式)
*/
public class GenericTest02 {
public static void main(String[] args) {
// ArrayList<这里的类型会自动推断>(),前提是JDK8之后才允许。
// 自动类型推断,钻石表达式!
List<Animal> myList = new ArrayList<>();
myList.add(new Animal());
myList.add(new Cat());
myList.add(new Bird());
// 遍历
Iterator<Animal> it = myList.iterator();
while(it.hasNext()){
Animal a = it.next();
a.move();
}
List<String> strList = new ArrayList<>();
// 类型不匹配。
//strList.add(new Cat());
strList.add("http://www.126.com");
strList.add("http://www.baidu.com");
strList.add("http://www.b.com");
// 类型不匹配。
//strList.add(123);
//System.out.println(strList.size());
// 遍历
Iterator<String> it2 = strList.iterator();
while(it2.hasNext()){
// 如果没有使用泛型
/*
Object obj = it2.next();
if(obj instanceof String){
String ss = (String)obj;
ss.substring(7);
}
*/
// 直接通过迭代器获取了String类型的数据
String s = it2.next();
// 直接调用String类的substring方法截取字符串。
String newString = s.substring(7);
System.out.println(newString);
}
}
}
自定义泛型
自定义泛型可以吗?可以
自定义泛型的时候
<> 尖括号中的是一个标识符,随便写。
java源代码中经常出现的是:
E是Element单词首字母。
T是Type单词首字母。
public class GenericTest03<标识符随便写> {
public void doSome(标识符随便写 o){
System.out.println(o);
}
public static void main(String[] args) {
// new对象的时候指定了泛型是:String类型
GenericTest03<String> gt = new GenericTest03<>();
// 类型不匹配
//gt.doSome(100);
gt.doSome("abc");
// =============================================================
GenericTest03<Integer> gt2 = new GenericTest03<>();
gt2.doSome(100);
// 类型不匹配
//gt2.doSome("abc");
MyIterator<String> mi = new MyIterator<>();
String s1 = mi.get();
MyIterator<Animal> mi2 = new MyIterator<>();
Animal a = mi2.get();
// 不用泛型就是Object类型。
/*GenericTest03 gt3 = new GenericTest03();
gt3.doSome(new Object());*/
}
}
class MyIterator<T> {
public T get(){
return null;
}
}
增强for循环(foreach)
/*
JDK5.0之后推出了一个新特性:叫做增强for循环,或者叫做foreach
*/
public class ForEachTest01 {
public static void main(String[] args) {
// int类型数组
int[] arr = {432,4,65,46,54,76,54};
// 遍历数组(普通for循环)
for(int i = 0; i < arr.length; i++) {
System.out.println(arr[i]);
}
// 增强for(foreach)
// 以下是语法
/*for(元素类型 变量名 : 数组或集合){
System.out.println(变量名);
}*/
System.out.println("======================================");
// foreach有一个缺点:没有下标。在需要使用下标的循环中,不建议使用增强for循环。
for(int data : arr) {
// data就是数组中的元素(数组中的每一个元素。)
System.out.println(data);
}
}
}
/*
集合使用foreach
*/
public class ForEachTest02 {
public static void main(String[] args) {
// 创建List集合
List<String> strList = new ArrayList<>();
// 添加元素
strList.add("hello");
strList.add("world!");
strList.add("kitty!");
// 遍历,使用迭代器方式
Iterator<String> it = strList.iterator();
while(it.hasNext()){
String s = it.next();
System.out.println(s);
}
// 使用下标方式(只针对于有下标的集合)
for(int i = 0; i < strList.size(); i++){
System.out.println(strList.get(i));
}
// 使用foreach
for(String s : strList){ // 因为泛型使用的是String类型,所以是:String s
System.out.println(s);
}
List<Integer> list = new ArrayList<>();
list.add(100);
list.add(200);
list.add(300);
for(Integer i : list){ // i代表集合中的元素
System.out.println(i);
}
}
}
HashSet集合特点
/*
HashSet集合:
无序不可重复。
*/
public class HashSetTest01 {
public static void main(String[] args) {
// 演示一下HashSet集合特点
Set<String> strs = new HashSet<>();
// 添加元素
strs.add("hello3");
strs.add("hello4");
strs.add("hello1");
strs.add("hello2");
strs.add("hello3");
strs.add("hello3");
strs.add("hello3");
strs.add("hello3");
// 遍历
/*
hello1
hello4
hello2
hello3
1、存储时顺序和取出的顺序不同。
2、不可重复。
3、放到HashSet集合中的元素实际上是放到HashMap集合的key部分了。
*/
for(String s : strs){
System.out.println(s);
}
}
}
TreeSet集合
import java.util.Set;
import java.util.TreeSet;
/*
TreeSet集合存储元素特点:
1、无序不可重复的,但是存储的元素可以自动按照大小顺序排序!
称为:可排序集合。
2、无序:这里的无序指的是存进去的顺序和取出来的顺序不同。并且没有下标。
*/
public class TreeSetTest01 {
public static void main(String[] args) {
// 创建集合对象
Set<String> strs = new TreeSet<>();
// 添加元素
strs.add("A");
strs.add("B");
strs.add("Z");
strs.add("Y");
strs.add("Z");
strs.add("K");
strs.add("M");
// 遍历
/*
A
B
K
M
Y
Z
从小到大自动排序!
*/
for(String s : strs){
System.out.println(s);
}
}
}
Map接口常用方法
import java.util.HashSet;
import java.util.Set;
public class MyClass {
// 声明一个静态内部类
private static class InnerClass {
// 静态方法
public static void m1(){
System.out.println("静态内部类的m1方法执行");
}
// 实例方法
public void m2(){
System.out.println("静态内部类中的实例方法执行!");
}
}
public static void main(String[] args) {
// 类名叫做:MyClass.InnerClass
MyClass.InnerClass.m1();
// 创建静态内部类对象
MyClass.InnerClass mi = new MyClass.InnerClass();
mi.m2();
// 给一个Set集合
// 该Set集合中存储的对象是:MyClass.InnerClass类型
Set<MyClass.InnerClass> set = new HashSet<>();
// 这个Set集合中存储的是字符串对象。
Set<String> set2 = new HashSet<>();
Set<MyMap.MyEntry<Integer, String>> set3 = new HashSet<>();
}
}
class MyMap {
public static class MyEntry<K,V> {
}
}
import java.util.Collection;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
/*
java.util.Map接口中常用的方法:
1、Map和Collection没有继承关系。
2、Map集合以key和value的方式存储数据:键值对
key和value都是引用数据类型。
key和value都是存储对象的内存地址。
key起到主导的地位,value是key的一个附属品。
3、Map接口中常用方法:
V put(K key, V value) 向Map集合中添加键值对
V get(Object key) 通过key获取value
void clear() 清空Map集合
boolean containsKey(Object key) 判断Map中是否包含某个key
boolean containsValue(Object value) 判断Map中是否包含某个value
boolean isEmpty() 判断Map集合中元素个数是否为0
V remove(Object key) 通过key删除键值对
int size() 获取Map集合中键值对的个数。
Collection<V> values() 获取Map集合中所有的value,返回一个Collection
Set<K> keySet() 获取Map集合所有的key(所有的键是一个set集合)
Set<Map.Entry<K,V>> entrySet()
将Map集合转换成Set集合
假设现在有一个Map集合,如下所示:
map1集合对象
key value
----------------------------
1 zhangsan
2 lisi
3 wangwu
4 zhaoliu
Set set = map1.entrySet();
set集合对象
1=zhangsan 【注意:Map集合通过entrySet()方法转换成的这个Set集合,Set集合中元素的类型是 Map.Entry<K,V>】
2=lisi 【Map.Entry和String一样,都是一种类型的名字,只不过:Map.Entry是静态内部类,是Map中的静态内部类】
3=wangwu
4=zhaoliu ---> 这个东西是个什么?Map.Entry
*/
public class MapTest01 {
public static void main(String[] args) {
// 创建Map集合对象
Map<Integer, String> map = new HashMap<>();
// 向Map集合中添加键值对
map.put(1, "zhangsan"); // 1在这里进行了自动装箱。
map.put(2, "lisi");
map.put(3, "wangwu");
map.put(4, "zhaoliu");
// 通过key获取value
String value = map.get(2);
System.out.println(value);
// 获取键值对的数量
System.out.println("键值对的数量:" + map.size());
// 通过key删除key-value
map.remove(2);
System.out.println("键值对的数量:" + map.size());
// 判断是否包含某个key
// contains方法底层调用的都是equals进行比对的,所以自定义的类型需要重写equals方法。
System.out.println(map.containsKey(new Integer(4))); // true
// 判断是否包含某个value
System.out.println(map.containsValue(new String("wangwu"))); // true
// 获取所有的value
Collection<String> values = map.values();
// foreach
for(String s : values){
System.out.println(s);
}
// 清空map集合
map.clear();
System.out.println("键值对的数量:" + map.size());
// 判断是否为空
System.out.println(map.isEmpty()); // true
}
}
遍历Map集合
import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
/*
Map集合的遍历。【非常重要】
*/
public class MapTest02 {
public static void main(String[] args) {
// 第一种方式:获取所有的key,通过遍历key,来遍历value
Map<Integer, String> map = new HashMap<>();
map.put(1, "zhangsan");
map.put(2, "lisi");
map.put(3, "wangwu");
map.put(4, "zhaoliu");
// 遍历Map集合
// 获取所有的key,所有的key是一个Set集合
Set<Integer> keys = map.keySet();
// 遍历key,通过key获取value
// 迭代器可以
/*Iterator<Integer> it = keys.iterator();
while(it.hasNext()){
// 取出其中一个key
Integer key = it.next();
// 通过key获取value
String value = map.get(key);
System.out.println(key + "=" + value);
}*/
// foreach也可以
for(Integer key : keys){
System.out.println(key + "=" + map.get(key));
}
// 第二种方式:Set<Map.Entry<K,V>> entrySet()
// 以上这个方法是把Map集合直接全部转换成Set集合。
// Set集合中元素的类型是:Map.Entry
Set<Map.Entry<Integer,String>> set = map.entrySet();
// 遍历Set集合,每一次取出一个Node
// 迭代器
/*Iterator<Map.Entry<Integer,String>> it2 = set.iterator();
while(it2.hasNext()){
Map.Entry<Integer,String> node = it2.next();
Integer key = node.getKey();
String value = node.getValue();
System.out.println(key + "=" + value);
}*/
// foreach
// 这种方式效率比较高,因为获取key和value都是直接从node对象中获取的属性值。
// 这种方式比较适合于大数据量。
for(Map.Entry<Integer,String> node : set){
System.out.println(node.getKey() + "--->" + node.getValue());
}
}
}
新方法
哈希表数据结构
HashMap集合
1、HashMap集合底层是哈希表/散列表的数据结构。
2、哈希表是一个怎样的数据结构呢?
哈希表是一个数组和单向链表的结合体。
数组:在查询方面效率很高,随机增删方面效率很低。
单向链表:在随机增删方面效率较高,在查询方面效率很低。
哈希表将以上的两种数据结构融合在一起,充分发挥它们各自的优点。
3、HashMap集合底层的源代码:
public class HashMap{
// HashMap底层实际上就是一个数组。(一维数组)
Node<K,V>[] table;
// 静态的内部类HashMap.Node
static class Node<K,V> {
final int hash; // 哈希值(哈希值是key的hashCode()方法的执行结果。hash值通过哈希函数/算法,可以转换存储成数组的下标。)
final K key; // 存储到Map集合中的那个key
V value; // 存储到Map集合中的那个value
Node<K,V> next; // 下一个节点的内存地址。
}
}
哈希表/散列表:一维数组,这个数组中每一个元素是一个单向链表。(数组和链表的结合体。)
4、最主要掌握的是:
map.put(k,v)
v = map.get(k)
以上这两个方法的实现原理,是必须掌握的。
5、HashMap集合的key部分特点:
无序,不可重复。
为什么无序? 因为不一定挂到哪个单向链表上。
不可重复是怎么保证的? equals方法来保证HashMap集合的key不可重复。
如果key重复了,value会覆盖。
放在HashMap集合key部分的元素其实就是放到HashSet集合中了。
所以HashSet集合中的元素也需要同时重写hashCode()+equals()方法。
6、哈希表HashMap使用不当时无法发挥性能!
假设将所有的hashCode()方法返回值固定为某个值,那么会导致底层哈希表变成了
纯单向链表。这种情况我们成为:散列分布不均匀。
什么是散列分布均匀?
假设有100个元素,10个单向链表,那么每个单向链表上有10个节点,这是最好的,
是散列分布均匀的。
假设将所有的hashCode()方法返回值都设定为不一样的值,可以吗,有什么问题?
不行,因为这样的话导致底层哈希表就成为一维数组了,没有链表的概念了。
也是散列分布不均匀。
散列分布均匀需要你重写hashCode()方法时有一定的技巧。
7、重点:放在HashMap集合key部分的元素,以及放在HashSet集合中的元素,需要同时重写hashCode和equals方法。
8、HashMap集合的默认初始化容量是16,默认加载因子是0.75
这个默认加载因子是当HashMap集合底层数组的容量达到75%的时候,数组开始扩容。
重点,记住:
HashMap集合初始化容量必须是2的倍数,这也是官方推荐的,
这是因为达到散列均匀,为了提高HashMap集合的存取效率,所必须的。
*/
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
public class HashMapTest01 {
public static void main(String[] args) {
// 测试HashMap集合key部分的元素特点
// Integer是key,它的hashCode和equals都重写了。
Map<Integer,String> map = new HashMap<>();
map.put(1111, "zhangsan");
map.put(6666, "lisi");
map.put(7777, "wangwu");
map.put(2222, "zhaoliu");
map.put(2222, "king"); //key重复的时候value会自动覆盖。
System.out.println(map.size()); // 4
// 遍历Map集合
Set<Map.Entry<Integer,String>> set = map.entrySet();
for(Map.Entry<Integer,String> entry : set){
// 验证结果:HashMap集合key部分元素:无序不可重复。
System.out.println(entry.getKey() + "=" + entry.getValue());
}
}
}
equals返回true 代表就是同一个对象 同一个对象的内存空间都是一个,哈希值相同,哈希算法算出下标都相同,然后单向链表上只有一个
比如我们还拿 Set 集合举例,Set 首先会调用对象的 hashCode 方法寻找对象的存储位置,如果两个相同的对象调用 hashCode 方法得到的结果不同,那么造成的后果就是 Set 中存储了相同的元素,而这样的结果肯定是不对的。所以就要求 调用 equals 返回 true 的两个对象必须具有相等的哈希码。
- 调用
equals
返回 true 的两个对象必须具有相等的哈希码。 - 如果两个对象的
hashCode
返回值相同,调用它们equals
方法不一返回 true 。