java-集合
2023-12-14 11:12:57
什么是算法和数据结构
【1】算法：
（1）可以解决具体问题 :例如 ? 1+2+3+4+。。。+99+100
解题流程=算法
（2）有设计解决的具体的流程
算法1： 1+2=3 ?3+3=6 6+4=10.....加到100 ?--》5050
算法2：(1+100)*50=101*50=5050-->高斯算法
（3）有评价这个算法的具体的指标 --》时间复杂度 ?空间复杂度（从数学角度考虑）
---------------------------------------------------------------------
【2】数据结构：就是在计算机的缓存，内存，硬盘 ?如何组织管理数据的。重点在结构上，是按照什么结构来组织管理我们的数据。
数据结构分为：
（1）逻辑结构 ：--》思想上的结构--》卧室，厨房，卫生间 ---》线性表（数组，链表），图，树，栈，队列
（2）物理结构 ：--》真实结构--》钢筋混凝土+牛顿力学------》紧密结构（顺序结构），跳转结构（链式结构）
【3】紧密结构（顺序结构），跳转结构（链式结构）?
以线性表为例：?
线性表的逻辑结构如图所示：
线性表特点：?
线性表是n个类型相同数据元素的有限序列，通常记作a0,a1,,,ai-1,ai,ai+1,,,,,an-1)。
1.相同数据类型?
??在线性表的定义中,我们看到从a0到an-1的n个数据元素是具有相同属件的亓素。
??比如说可以都是数字,例如(12,23,45,56,45);
??也可以是宇符,例如(A,B,....Z)
??当然也可以是具有更复杂结构的数据元素,例如学生、商品、装备等。
??相同数据类型意味着在内存中存储时,每个元素会占用相同的内存空间,便于后续的查询定位。
2.序列(顺序性)?
??在线性表的相邻数据元素之间存在若序偶关系，
??即ai-1是ai的直接前驱,则ai是ai-1的直接后续,
??同时ai又是ai+1的直接前驱，ai+1是ai的直接后续。
??唯一没有直接前驱的元素a0 一端称为表头,唯一没有后续的元素an-1一端称为表尾。
??除了表头和表尾元素外,任何一个元素都有且仅有一个直接前驱和直接后继。
3.有限?
??线件表中数据元素的个数n定义为线性表的长度, n是个有限值。
??当n=0时线性表为空表，
??在非空的线性表中每个数据元索在线性表中都有唯一确定的序号，
??例如a0的序号是0 ,ai的序号是i。
??在一个具有n>0个数据元素的线性表中,数据元素序号的范围是[O, n-1]。
?逻辑结构和物理结构的关系：?
线性表逻辑结构，对应的真实结构如果是紧密结构---》典型就是 ?数组：
线性表逻辑结构，对应的真实结构如果是跳转结构---》典型就是 ?链表：
优点：删除元素，插入元素效率高
缺点：查询元素效率低
集合的引入
【1】数组，集合都是对多个数据进行存储操作的，简称为容器。
PS:这里的存储指的是内存层面的存储，而不是持久化存储（.txt,.avi,.jpg,数据库）。
【2】数组：特点：
（1）数组一旦指定了长度，那么长度就被确定了，不可以更改。
int[] arr = new int[6];
（2）数组一旦声明了类型以后，数组中只能存放这个类型的数据。数组中只能
存放同一种类型的数据。
int[] arr,String[] s,double[] d.....
【3】数组：缺点：
（1）数组一旦指定了长度，那么长度就被确定了，不可以更改。
（2）删除，增加元素 ?效率低。
（3）数组中实际元素的数量是没有办法获取的，没有提供对应的方法或者属性来获取
（4）数组存储：有序，可重复 ，对于无序的，不可重复的数组不能满足要求。
【4】正因为上面的缺点，引入了一个新的存储数据的结构---》集合
【5】集合一章我们会学习很多集合，为什么要学习这么多集合呢？
因为不同集合底层数据结构不一样。集合不一样，特点也不一样
简要集合结构图
集合应用场合
前端后端数据库交互：
当需要将相同结构的个体整合到一起的时候，需要集合。
实际应用场合：
Colletion接口
Colletion接口常用方法
1.package com.msb.test01;
2.
3.import java.util.ArrayList;
4.import java.util.Arrays;
5.import java.util.Collection;
6.import java.util.List;
7.
8./**
9. * @author : msb-zhaoss
10. */
11.public class Test01 {
12. //这是main方法，程序的入口
13. public static void main(String[] args) {
14. /*
15. Collection接口的常用方法：
16. 增加：add(E e) addAll(Collection<? extends E> c)
17. 删除：clear() remove(Object o)
18. 修改：
19. 查看：iterator() size()
20. 判断：contains(Object o) equals(Object o) isEmpty()
21. */
22. //创建对象：接口不能创建对象，利用实现类创建对象：
23. Collection col = new ArrayList();
24. //调用方法：
25. //集合有一个特点：只能存放引用数据类型的数据，不能是基本数据类型
26. //基本数据类型自动装箱，对应包装类。int--->Integer
27. col.add(18);
28. col.add(12);
29. col.add(11);
30. col.add(17);
31.
32. System.out.println(col/*.toString()*/);
33.
34. List list = Arrays.asList(new Integer[]{11, 15, 3, 7, 1});
35. col.addAll(list);//将另一个集合添加入col中
36. System.out.println(col);
37.
38. //col.clear();清空集合
39. System.out.println(col);
40. System.out.println("集合中元素的数量为："+col.size());
41. System.out.println("集合是否为空："+col.isEmpty());
42.
43. boolean isRemove = col.remove(15);
44. System.out.println(col);
45. System.out.println("集合中数据是否被删除："+isRemove);
46.
47.
48. Collection col2 = new ArrayList();
49. col2.add(18);
50. col2.add(12);
51. col2.add(11);
52. col2.add(17);
53.
54. Collection col3 = new ArrayList();
55. col3.add(18);
56. col3.add(12);
57. col3.add(11);
58. col3.add(17);
59.
60. System.out.println(col2.equals(col3));
61. System.out.println(col2==col3);//地址一定不相等 false
62.
63. System.out.println("是否包含元素："+col3.contains(117));
64.
65. }
66.}Collection集合的遍历
迭代器简要原理图：
1.package com.msb.test01;
2.
3.import java.util.ArrayList;
4.import java.util.Collection;
5.import java.util.Iterator;
6.
7./**
8. * @author : msb-zhaoss
9. */
10.public class Test02 {
11. //这是main方法，程序的入口
12. public static void main(String[] args) {
13. Collection col = new ArrayList();
14. col.add(18);
15. col.add(12);
16. col.add(11);
17. col.add(17);
18. col.add("abc");
19. col.add(9.8);
20.
21. //对集合遍历（对集合中元素进行查看）
22. //方式1：普通for循环
23. /*for(int i= 0;i<col.size();i++){
24. col.
25. }*/
26.
27. //方式2：增强for循环
28. for(Object o:col){
29. System.out.println(o);
30. }
31. System.out.println("------------------------");
32. //方式3：iterator()
33. Iterator it = col.iterator();
34. while(it.hasNext()){
35. System.out.println(it.next());
36. }
37. }
38.}List接口
List接口的常用方法和遍历方式
1.package com.msb.test01;
2.
3.import com.sun.org.apache.xerces.internal.dom.PSVIAttrNSImpl;
4.
5.import java.util.ArrayList;
6.import java.util.Iterator;
7.import java.util.List;
8.
9./**
10. * @author : msb-zhaoss
11. */
12.public class Test03 {
13. //这是main方法，程序的入口
14. public static void main(String[] args) {
15. /*
16. List接口中常用方法：
17. 增加：add(int index, E element)
18. 删除：remove(int index) remove(Object o)
19. 修改：set(int index, E element)
20. 查看：get(int index)
21. 判断：
22. */
23. List list = new ArrayList();
24. list.add(13);
25. list.add(17);
26. list.add(6);
27. list.add(-1);
28. list.add(2);
29. list.add("abc");
30. System.out.println(list);
31. list.add(3,66);
32. System.out.println(list);
33. list.set(3,77);
34. System.out.println(list);
35. list.remove(2);//在集合中存入的是Integer类型数据的时候，调用remove方法调用的是：remove(int index)
36. System.out.println(list);
37. list.remove("abc");
38. System.out.println(list);
39.
40. Object o = list.get(0);
41. System.out.println(o);
42.
43. //List集合 遍历：
44. //方式1：普通for循环：
45. System.out.println("---------------------");
46. for(int i = 0;i<list.size();i++){
47. System.out.println(list.get(i));
48. }
49. //方式2：增强for循环：
50. System.out.println("---------------------");
51. for(Object obj:list){
52. System.out.println(obj);
53. }
54. //方式3：迭代器：
55. System.out.println("---------------------");
56. Iterator it = list.iterator();
57. while(it.hasNext()){
58. System.out.println(it.next());
59. }
60.
61.
62. }
63.}ArrayList实现类（JDK1.7）
【1】在idea中切换JDK的方法：
【2】ArrayList实现List接口的失误：
集合创始人 承认了这个失误，但是在后续的版本中没有删除，觉得没必要：
【3】底层重要属性：
在JDK1.7中：在调用构造器的时候给底层数组elementData初始化，数组初始化长度为10：
对应内存：
调用add方法：
1. ArrayList al = new ArrayList();
2.
3. System.out.println(al.add("abc"));
System.out.println(al.add("def"));当数组中的10个位置都满了的时候就开始进行数组的扩容，扩容长度为 原数组的1.5倍：
ArrayList实现类（JDK1.8）
【1】JDK1.8底层依旧是Object类型的数组，size:数组中有效长度：
【2】ArrayList al = new ArrayList();调用空构造器：
【2】add方法：
Vector实现类
【1】底层Object数组，int类型属性表示数组中有效长度：
【2】Vector v=new Vector();调用构造器：
【3】add方法：
泛型
引入
【1】什么是泛型（Generic）：
泛型就相当于标签
形式：<> ?
集合容器类在设计阶段/声明阶段不能确定这个容器到底实际存的是什么类型的对象，所以在JDK1.5之前只能把元素类型设计为Object，
JDK1.5之 后使用泛型来解决。因为这个时候除了元素的类型不确定，其他的部分是确定的，例如关于这个元素如何保存，如何管理等是确定的，因此此时把元素的类型设计成一个参数，这个类型参数叫做泛型。
Collection<E>, List<E>， ArrayList<E> 这个<E>就是类型参数，即泛型。
【2】没有泛型的时候使用集合：
1.package com.msb.test01;
2.
3.import java.util.ArrayList;
4.
5./**
6. * @author : msb-zhaoss
7. */
8.public class Test01 {
9. //这是main方法，程序的入口
10. public static void main(String[] args) {
11. //创建一个ArrayList集合，向这个集合中存入学生的成绩：
12. ArrayList al = new ArrayList();
13. al.add(98);
14. al.add(18);
15. al.add(39);
16. al.add(60);
17. al.add(83);
18. al.add("丽丽");
19.
20. //对集合遍历查看：
21. for(Object obj:al){
22. System.out.println(obj);
23. }
24. }
25.}如果不使用泛型的话，有缺点：
一般我们在使用的时候基本上往集合中存入的都是相同类型的数据--》便于管理，所以现在什么引用数据类型都可以存入集合，不方便！
【3】JDK1.5以后开始使用泛型，集合中使用泛型：
1.package com.msb.test01;
2.
3.import java.util.ArrayList;
4.
5./**
6. * @author : msb-zhaoss
7. */
8.public class Test01 {
9. //这是main方法，程序的入口
10. public static void main(String[] args) {
11. //创建一个ArrayList集合，向这个集合中存入学生的成绩：
12. //加入泛型的优点：在编译时期就会对类型进行检查，不是泛型对应的类型就不可以添加入这个集合。
13. ArrayList<Integer> al = new ArrayList<Integer>();
14. al.add(98);
15. al.add(18);
16. al.add(39);
17. al.add(60);
18. al.add(83);
19. /*al.add("丽丽");
20. al.add(9.8);*/
21.
22. //对集合遍历查看：
23. /*for(Object obj:al){
24. System.out.println(obj);
25. }*/
26. for(Integer i:al){
27. System.out.println(i);
28. }
29. }
30.}【4】泛型总结：
（1）JDK1.5以后
（2）泛型实际就是 一个<>引起来的 参数类型，这个参数类型 ?具体在使用的时候才会确定具体的类型。?
（3）使用了泛型以后，可以确定集合中存放数据的类型，在编译时期就可以检查出来。
（4）使用泛型你可能觉得麻烦，实际使用了泛型才会简单，后续的遍历等操作简单。
（5）泛型的类型：都是引用数据类型，不能是基本数据类型。
（6）ArrayList<Integer> al = new?ArrayList<Integer>();在JDK1.7以后可以写为：
ArrayList<Integer> al = new?ArrayList<>(); ?--<> ?---钻石运算符
自定义泛型结构
泛型类，泛型接口
【1】泛型类的定义和实例化：
1.package com.msb.test02;
2.
3./**
4. * @author : msb-zhaoss
5. * GenericTes就是一个普通的类
6. * GenericTest<E> 就是一个泛型类
7. * <>里面就是一个参数类型，但是这个类型是什么呢？这个类型现在是不确定的，相当于一个占位
8. * 但是现在确定的是这个类型一定是一个引用数据类型，而不是基本数据类型
9. */
10.public class GenericTest<E> {
11. int age;
12. String name;
13. E sex;
14.
15. public void a(E n){
16.
17. }
18. public void b(E[] m){
19.
20. }
21.}
22.
23.class Test{
24. //这是main方法，程序的入口
25. public static void main(String[] args) {
26. //GenericTest进行实例化：
27. //(1)实例化的时候不指定泛型：如果实例化的时候不明确的指定类的泛型，那么认为此泛型为Object类型
28. GenericTest gt1 = new GenericTest();
29. gt1.a("abc");
30. gt1.a(17);
31. gt1.a(9.8);
32. gt1.b(new String[]{"a","b","c"});
33.
34. //（2）实例化的时候指定泛型：---》推荐方式
35. GenericTest<String> gt2 = new GenericTest<>();
36. gt2.sex = "男";
37. gt2.a("abc");
38. gt2.b(new String[]{"a","b","c"});
39.
40. }
41.}【2】继承情况：
（1）父类指定泛型
1.class SubGenericTest extends GenericTest<Integer>{
2.
3.}
4.
5.class Demo{
6. //这是main方法，程序的入口
7. public static void main(String[] args) {
8. //指定父类泛型，那么子类就不需要再指定泛型了，可以直接使用
9. SubGenericTest sgt = new SubGenericTest();
10. sgt.a(19);
11. }
12.}（2）父类不指定泛型：
如果父类不指定泛型，那么子类也会变成一个泛型类，那这个E的类型可以在创建子类对象的时候确定：
1.class SubGenericTest2<E> extends GenericTest<E>{
2.
3.}
1.class Demo2{
2. //这是main方法，程序的入口
3. public static void main(String[] args) {
4. SubGenericTest2<String> s = new SubGenericTest2<>();
5. s.a("abc");
6. s.sex = "女";
7. }
8.}【3】应用场合：
【4】细节：
（1）泛型类可以定义多个参数类型
（2）泛型类的构造器的写法：
（3）不同的泛型的引用类型不可以相互赋值：
（4）泛型如果不指定，那么就会被擦除，反应对应的类型为Object类型：
（5）反省类中的静态方法不能使用类的泛型：
（6）不能直接使用E[]的创建：
泛型方法
1.package com.msb.test04;
2.
3./**
4. * @author : msb-zhaoss
5. * 1.什么是泛型方法：
6. * 不是带泛型的方法就是泛型方法
7. * 泛型方法有要求：这个方法的泛型的参数类型要和当前的类的泛型无关
8. * 换个角度：
9. * 泛型方法对应的那个泛型参数类型 和 当前所在的这个类 是否是泛型类，泛型是啥 无关
10. * 2.泛型方法定义的时候，前面要加上<T>
11. * 原因：如果不加的话，会把T当做一种数据类型，然而代码中没有T类型那么就会报错
12. * 3.T的类型是在调用方法的时候确定的
13. * 4.泛型方法可否是静态方法？可以是静态方法
14. */
15.public class TestGeneric<E> {
16. //不是泛型方法 （不能是静态方法）
17. public static void a(E e){
18.
19. }
20. //是泛型方法
21. public static <T> void b(T t){
22.
23. }
24.
25.}
26.class Demo{
27. //这是main方法，程序的入口
28. public static void main(String[] args) {
29. TestGeneric<String> tg = new TestGeneric<>();
30. tg.a("abc");
31. tg.b("abc");
32. tg.b(19);
33. tg.b(true);
34. }
35.}
36.泛型参数存在继承关系的情况
通配符
【1】在没有通配符的时候：
下面的a方法，相当于方法的重复定义，报错
1.public class Test {
2. /*public void a(List<Object> list){
3.
4. }
5. public void a(List<String> list){
6.
7. }
8. public void a(List<Integer> list){
9.
10. }*/
}【2】引入通配符：
1.public class Demo {
2. //这是main方法，程序的入口
3. public static void main(String[] args) {
4. List<Object> list1 = new ArrayList<>();
5. List<String> list2 = new ArrayList<>();
6. List<Integer> list3 = new ArrayList<>();
7.
8. List<?> list = null;
9. list = list1;
10. list = list2;
11. list = list3;
12.
13. }
14.}发现： A 和 B是子类父类的关系，G<A>和G<B>不存在子类父类关系，是并列的
加入通配符？后，G<?>就变成了?G<A>和G<B>的父类
【3】使用通配符：
1.package com.msb.test06;
2.
3.import java.util.ArrayList;
4.import java.util.List;
5.
6./**
7. * @author : msb-zhaoss
8. */
9.public class Test {
10. /*public void a(List<Object> list){
11.
12. }
13. public void a(List<String> list){
14.
15. }
16. public void a(List<Integer> list){
17.
18. }*/
19. public void a(List<?> list){
20. //内部遍历的时候用Object即可，不用？
21. for(Object a:list){
22. System.out.println(a);
23. }
24. }
25.}
26.
27.class T{
28. //这是main方法，程序的入口
29. public static void main(String[] args) {
30. Test t = new Test();
31. t.a(new ArrayList<Integer>());
32. t.a(new ArrayList<String>());
33. t.a(new ArrayList<Object>());
34. }
35.}【4】查看API中应用位置：
使用通配符后的细节
1.public class Test {
2. public void a(List<?> list){
3. //1.遍历：
4. for(Object a:list){
5. System.out.println(a);
6. }
7. //2.数据的写入操作 ：
8. //list.add("abc");-->出错，不能随意的添加数据
9. list.add(null);
10.
11. //3.数据的读取操作：
12. Object s = list.get(0);
13. }
14.}
15.
16.class T{
17. //这是main方法，程序的入口
18. public static void main(String[] args) {
19. Test t = new Test();
20. t.a(new ArrayList<Integer>());
21. t.a(new ArrayList<String>());
22. t.a(new ArrayList<Object>());
23. }
24.}泛型受限
1.package com.msb.test07;
2.
3.import java.util.ArrayList;
4.import java.util.List;
5.
6./**
7. * @author : msb-zhaoss
8. */
9.public class Test {
10. //这是main方法，程序的入口
11. public static void main(String[] args) {
12. //a,b,c三个集合是并列的关系：
13. List<Object> a = new ArrayList<>();
14. List<Person> b = new ArrayList<>();
15. List<Student> c = new ArrayList<>();
16. /*开始使用泛型受限：泛型的上限
17. List<? extends Person>:
18. 就相当于：
19. List<? extends Person>是List<Person>的父类，是List<Person的子类>的父类
20. */
21. List<? extends Person> list1 = null;
22. /*list1 = a;
23. list1 = b;
24. list1 = c;*/
25. /*开始使用泛型受限：泛型的下限
26. List<? super Person>
27. 就相当于：
28. List<? super Person>是List<Person>的父类，是List<Person的父类>的父类
29. */
30. List<? super Person> list2 = null;
31. list2 = a;
32. list2 = b;
33. list3 = c;
34. }
35.}LinkedList实现类的使用
1.package com.msb.test04;
2.
3.import java.util.Iterator;
4.import java.util.LinkedList;
5.
6./**
7. * @author : msb-zhaoss
8. */
9.public class Test {
10. //这是main方法，程序的入口
11. public static void main(String[] args) {
12. /*
13. LinkedList常用方法：
14. 增加 addFirst(E e) addLast(E e)
15. offer(E e) offerFirst(E e) offerLast(E e)
16. 删除 poll()
17. pollFirst() pollLast() ---》JDK1.6以后新出的方法，提高了代码的健壮性
18. removeFirst() removeLast()
19. 修改
20. 查看 element()
21. getFirst() getLast()
22. indexOf(Object o) lastIndexOf(Object o)
23. peek()
24. peekFirst() peekLast()
25. 判断
26. */
27. //创建一个LinkedList集合对象：
28. LinkedList<String> list = new LinkedList<>();
29. list.add("aaaaa");
30. list.add("bbbbb");
31. list.add("ccccc");
32. list.add("ddddd");
33. list.add("eeeee");
34. list.add("bbbbb");
35. list.add("fffff");
36.
37. list.addFirst("jj");
38. list.addLast("hh");
39.
40. list.offer("kk");//添加元素在尾端
41. list.offerFirst("pp");
42. list.offerLast("rr");
43. System.out.println(list);//LinkedList可以添加重复数据
44. System.out.println(list.poll());//删除头上的元素并且将元素输出
45. System.out.println(list.pollFirst());
46. System.out.println(list.pollLast());
47.
48. System.out.println(list.removeFirst());
49. System.out.println(list.removeLast());
50. System.out.println(list);//LinkedList可以添加重复数据
51.
52. /*list.clear();//清空集合
53. System.out.println(list);*/
54. /*System.out.println(list.pollFirst());*/
55. /*System.out.println(list.removeFirst());报错：Exception in thread "main" java.util.NoSuchElementException*/
56.
57.
58. //集合的遍历：
59. System.out.println("---------------------");
60. //普通for循环：
61. for(int i = 0;i<list.size();i++){
62. System.out.println(list.get(i));
63. }
64. System.out.println("---------------------");
65. //增强for：
66. for(String s:list){
67. System.out.println(s);
68. }
69. System.out.println("---------------------");
70. //迭代器：
71. /*Iterator<String> it = list.iterator();
72. while(it.hasNext()){
73. System.out.println(it.next());
74. }*/
75. //下面这种方式好，节省内存
76. for(Iterator<String> it = list.iterator();it.hasNext();){
77. System.out.println(it.next());
78. }
79. }
80.}LinkedList简要底层原理图
模拟LinkedList源码
1.package com.msb.test05;
2.
3./**
4. * @author : msb-zhaoss
5. */
6.public class MyLinkedList {
7. //链中一定有一个首节点：
8. Node first;
9. //链中一定有一个尾节点：
10. Node last;
11. //计数器：
12. int count = 0;
13. //提供一个构造器：
14. public MyLinkedList(){
15.
16. }
17. //添加元素方法：
18. public void add(Object o){
19. if(first == null){//证明你添加的元素是第一个节点：
20. //将添加的元素封装为一个Node对象：
21. Node n = new Node();
22. n.setPre(null);
23. n.setObj(o);
24. n.setNext(null);
25. //当前链中第一个节点变为n
26. first = n;
27. //当前链中最后一个节点变为n
28. last = n;
29. }else{//证明已经不是链中第一个节点了
30. //将添加的元素封装为一个Node对象：
31. Node n = new Node();
32. n.setPre(last);//n的上一个节点一定是当前链中的最后一个节点last
33. n.setObj(o);
34. n.setNext(null);
35. //当前链中的最后一个节点的下一个元素 要指向n
36. last.setNext(n);
37. //将最后一个节点变为n
38. last = n;
39. }
40. //链中元素数量加1
41. count++;
42. }
43.
44. //得到集合中元素的数量：
45. public int getSize(){
46. return count;
47. }
48.
49. //通过下标得到元素：
50. public Object get(int index){
51. //获取链表的头元素：
52. Node n = first;
53. //一路next得到想要的元素
54. for(int i=0;i<index;i++){
55. n = n.getNext();
56. }
57. return n.getObj();
58. }
59.}
60.class Test{
61. //这是main方法，程序的入口
62. public static void main(String[] args) {
63. //创建一个MyLinkedList集合对象：
64. MyLinkedList ml = new MyLinkedList();
65. ml.add("aa");
66. ml.add("bb");
67. ml.add("cc");
68. System.out.println(ml.getSize());
69. System.out.println(ml.get(0));
70. }
71.}debug验证数据添加成功：
LinkedList源码解析
【1】JDK1.7和JDK1.8的LinkedList的源码是一致的
【2】源码：
1.public class LinkedList<E>{//E是一个泛型，具体的类型要在实例化的时候才会最终确定
2. transient int size = 0;//集合中元素的数量
3. //Node的内部类
4. private static class Node<E> {
5. E item;//当前元素
6. Node<E> next;//指向下一个元素地址
7. Node<E> prev;//上一个元素地址
8.
9. Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
10. this.item = element;
11. this.next = next;
12. this.prev = prev;
13. }
14. }
15.
16. transient Node<E> first;//链表的首节点
17. transient Node<E> last;//链表的尾节点
18. //空构造器：
19. public LinkedList() {
20. }
21. //添加元素操作：
22. public boolean add(E e) {
23. linkLast(e);
24. return true;
25. }
26. void linkLast(E e) {//添加的元素e
27. final Node<E> l = last;//将链表中的last节点给l 如果是第一个元素的话 l为null
28. //将元素封装为一个Node具体的对象：
29. final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
30. //将链表的last节点指向新的创建的对象：
31. last = newNode;
32.
33. if (l == null)//如果添加的是第一个节点
34. first = newNode;//将链表的first节点指向为新节点
35. else//如果添加的不是第一个节点
36. l.next = newNode;//将l的下一个指向为新的节点
37. size++;//集合中元素数量加1操作
38. modCount++;
39. }
40. //获取集合中元素数量
41. public int size() {
42. return size;
43. }
44. //通过索引得到元素：
45. public E get(int index) {
46. checkElementIndex(index);//健壮性考虑
47. return node(index).item;
48. }
49.
50. Node<E> node(int index) {
51. //如果index在链表的前半段，那么从前往后找
52.
53. if (index < (size >> 1)) {
54. Node<E> x = first;
55. for (int i = 0; i < index; i++)
56. x = x.next;
57. return x;
58. } else {//如果index在链表的后半段，那么从后往前找
59. Node<E> x = last;
60. for (int i = size - 1; i > index; i--)
61. x = x.prev;
62. return x;
63. }
64. }
65.
66.}面试题：iterator(),Iterator,Iterable关系
【1】面试题：对应的关系：
【2】hasNext(),next()的具体实现：
【3】增强for循环 ?底层也是通过迭代器实现的：
ListIterator迭代器
【1】加入字符串：
1.package com.msb.test06;
2.
3.import java.util.ArrayList;
4.import java.util.Iterator;
5.import java.util.List;
6.
7./**
8. * @author : msb-zhaoss
9. */
10.public class Test2 {
11. //这是main方法，程序的入口
12. public static void main(String[] args) {
13. ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
14. list.add("aa");
15. list.add("bb");
16. list.add("cc");
17. list.add("dd");
18. list.add("ee");
19. //在"cc"之后添加一个字符串"kk"
20. Iterator<String> it = list.iterator();
21. while(it.hasNext()){
22. if("cc".equals(it.next())){
23. list.add("kk");
24. }
25. }
26.
27. }
28.}发现报错：
出错原因：就是迭代器和list同时对集合进行操作：
解决办法：事情让一个“人”做 --》引入新的迭代器：ListIterator
迭代和添加操作都是靠ListIterator来完成的：
1.package com.msb.test06;
2.
3.import java.util.ArrayList;
4.import java.util.Iterator;
5.import java.util.List;
6.import java.util.ListIterator;
7.
8./**
9. * @author : msb-zhaoss
10. */
11.public class Test2 {
12. //这是main方法，程序的入口
13. public static void main(String[] args) {
14. ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
15. list.add("aa");
16. list.add("bb");
17. list.add("cc");
18. list.add("dd");
19. list.add("ee");
20. //在"cc"之后添加一个字符串"kk"
21. ListIterator<String> it = list.listIterator();
22. while(it.hasNext()){
23. if("cc".equals(it.next())){
24. it.add("kk");
25. }
26. }
27. System.out.println(it.hasNext());
28. System.out.println(it.hasPrevious());
29. //逆向遍历：
30. while(it.hasPrevious()){
31. System.out.println(it.previous());
32. }
33. System.out.println(it.hasNext());
34. System.out.println(it.hasPrevious());
35. System.out.println(list);
36.
37. }
38.}Set接口
HashSet实现类的使用
【1】放入Integer类型数据：
1.package com.msb.test07;
2.
3.import java.util.HashSet;
4.
5./**
6. * @author : msb-zhaoss
7. */
8.public class TestInteger {
9. //这是main方法，程序的入口
10. public static void main(String[] args) {
11. //创建一个HashSet集合：
12. HashSet<Integer> hs = new HashSet<>();
13. System.out.println(hs.add(19));//true
14. hs.add(5);
15. hs.add(20);
16. System.out.println(hs.add(19));//false 这个19没有放入到集合中
17. hs.add(41);
18. hs.add(0);
19. System.out.println(hs.size());//唯一，无序
20. System.out.println(hs);
21.
22. }
23.}
24.【2】放入String类型数据：
1.package com.msb.test07;
2.
3.import java.util.HashSet;
4.
5./**
6. * @author : msb-zhaoss
7. */
8.public class TestString {
9. //这是main方法，程序的入口
10. public static void main(String[] args) {
11. //创建一个HashSet集合：
12. HashSet<String> hs = new HashSet<>();
13. hs.add("hello");
14. hs.add("apple");
15. hs.add("banana");
16. hs.add("html");
17. hs.add("apple");
18. hs.add("css");
19. System.out.println(hs.size());
20. System.out.println(hs);
21. }
22.}【3】放入自定义的引用数据类型的数据：
1.package com.msb.test07;
2.
3.import java.util.HashSet;
4.
5./**
6. * @author : msb-zhaoss
7. */
8.public class TestStudent {
9. //这是main方法，程序的入口
10. public static void main(String[] args) {
11. //创建一个HashSet集合：
12. HashSet<Student> hs = new HashSet<>();
13. hs.add(new Student(19,"lili"));
14. hs.add(new Student(20,"lulu"));
15. hs.add(new Student(18,"feifei"));
16. hs.add(new Student(19,"lili"));
17. hs.add(new Student(10,"nana"));
18. System.out.println(hs.size());
19. System.out.println(hs);
20. }
21.}上面自定义的类型不满足 唯一，无序的特点。为什么呢？
【4】HashSet原理图：（简要原理图）
【5】疑问：
1.数组的长度是多少。
2.数组的类型是什么？
3.hashCode，equals方法真的调用了吗？验证
4.底层表达式是什么？
5.同一个位置的数据 向前放 ?还是 向后放？
6.放入数组中的数据，是直接放的吗？是否封装为对象了？
LinkedHashSet使用
其实就是在HashSet的基础上，多了一个总的链表，这个总链表将放入的元素串在一起，方便有序的遍历：
（可以看到LinkedHashMap.Entry 继承自HashMap.Node 除了Node 本身有的几个属性外，额外增加了before after 用于指向前一个Entry 后一个Entry。也就是说，元素之间维持着一条总的链表数据结构。）
代码：
1.package com.msb.test07;
2.
3.import java.util.HashSet;
4.import java.util.LinkedHashMap;
5.import java.util.LinkedHashSet;
6.
7./**
8. * @author : msb-zhaoss
9. */
10.public class TestInteger {
11. //这是main方法，程序的入口
12. public static void main(String[] args) {
13. //创建一个HashSet集合：
14. LinkedHashSet<Integer> hs = new LinkedHashSet<>();
15. System.out.println(hs.add(19));//true
16. hs.add(5);
17. hs.add(20);
18. System.out.println(hs.add(19));//false 这个19没有放入到集合中
19. hs.add(41);
20. hs.add(0);
21. System.out.println(hs.size());//唯一，无序
22. System.out.println(hs);
23. }
24.}
25.比较器的使用
【1】以int类型为案例：
比较的思路：将比较的数据做差，然后返回一个int类型的数据，将这个int类型的数值 ?按照?=0? >0? <0
1.int a = 10;
2. int b = 20;
3. System.out.println(a-b); // =0 >0 <0【2】比较String类型数据：
String类实现了Comparable接口，这个接口中有一个抽象方法compareTo，String类中重写这个方法即可
1.String a = "A";
2. String b = "B";
System.out.println(a.compareTo(b));【3】比较double类型数据：
1.double a = 9.6;
2. double b = 9.3;
3. /* System.out.println((int)(a-b));*/
4. System.out.println(((Double) a).compareTo((Double) b));【4】比较自定义的数据类型：
（1）内部比较器：
1.package com.msb.test08;
2.
3./**
4. * @author : msb-zhaoss
5. */
6.public class Student implements Comparable<Student>{
7. private int age;
8. private double height;
9. private String name;
10.
11. public int getAge() {
12. return age;
13. }
14.
15. public void setAge(int age) {
16. this.age = age;
17. }
18.
19. public double getHeight() {
20. return height;
21. }
22.
23. public void setHeight(double height) {
24. this.height = height;
25. }
26.
27. public String getName() {
28. return name;
29. }
30.
31. public void setName(String name) {
32. this.name = name;
33. }
34.
35. public Student(int age, double height, String name) {
36. this.age = age;
37. this.height = height;
38. this.name = name;
39. }
40.
41. @Override
42. public String toString() {
43. return "Student{" +
44. "age=" + age +
45. ", height=" + height +
46. ", name='" + name + '\'' +
47. '}';
48. }
49.
50. @Override
51. public int compareTo(Student o) {
52. //按照年龄进行比较：
53. /*return this.getAge() - o.getAge();*/
54. //按照身高比较
55. /*return ((Double)(this.getHeight())).compareTo((Double)(o.getHeight()));*/
56. //按照名字比较：
57. return this.getName().compareTo(o.getName());
58. }
59.}1.package com.msb.test08;
2.
3./**
4. * @author : msb-zhaoss
5. */
6.public class Test02 {
7. //这是main方法，程序的入口
8. public static void main(String[] args) {
9. //比较两个学生：
10. Student s1 = new Student(14,160.5,"alili");
11. Student s2 = new Student(14,170.5,"bnana");
12. System.out.println(s1.compareTo(s2));
13. }
14.}
15.（2）外部比较器：
1.package com.msb.test09;
2.
3.import java.util.Comparator;
4.
5./**
6. * @author : msb-zhaoss
7. */
8.public class Student{
9. private int age;
10. private double height;
11. private String name;
12.
13. public int getAge() {
14. return age;
15. }
16.
17. public void setAge(int age) {
18. this.age = age;
19. }
20.
21. public double getHeight() {
22. return height;
23. }
24.
25. public void setHeight(double height) {
26. this.height = height;
27. }
28.
29. public String getName() {
30. return name;
31. }
32.
33. public void setName(String name) {
34. this.name = name;
35. }
36.
37. public Student(int age, double height, String name) {
38. this.age = age;
39. this.height = height;
40. this.name = name;
41. }
42.
43. @Override
44. public String toString() {
45. return "Student{" +
46. "age=" + age +
47. ", height=" + height +
48. ", name='" + name + '\'' +
49. '}';
50. }
51.
52.
53.}
54.
55.
56.
57.class BiJiao01 implements Comparator<Student> {
58. @Override
59. public int compare(Student o1, Student o2) {
60. //比较年龄：
61. return o1.getAge()-o2.getAge();
62. }
63.}
64.
65.class BiJiao02 implements Comparator<Student> {
66. @Override
67. public int compare(Student o1, Student o2) {
68. //比较姓名：
69. return o1.getName().compareTo(o2.getName());
70. }
71.}1.class BiJiao03 implements Comparator<Student> {
2. @Override
3. public int compare(Student o1, Student o2) {
4. //在年龄相同的情况下 比较身高 年龄不同比较年龄
5. if((o1.getAge()-o2.getAge())==0){
6. return ((Double)(o1.getHeight())).compareTo((Double)(o2.getHeight()));
7. }else{//年龄不一样
8. return o1.getAge()-o2.getAge();
9. }
10. }
11.}1.package com.msb.test09;
2.
3.import com.msb.test09.Student;
4.
5.import java.util.Comparator;
6.
7./**
8. * @author : msb-zhaoss
9. */
10.public class Test02 {
11. //这是main方法，程序的入口
12. public static void main(String[] args) {
13. //比较两个学生：
14. Student s1 = new Student(9,160.5,"alili");
15. Student s2 = new Student(14,170.5,"bnana");
16. //获取外部比较器：
17. Comparator bj1 = new BiJiao03();
18. System.out.println(bj1.compare(s1, s2));
19. }
20.}【5】外部比较器和内部比较器 谁好呀？
答案：外部比较器，多态，扩展性好
TreeSet实现类的使用
【1】存入Integer类型数据：（底层利用的是内部比较器）
1.package com.msb.test10;
2.
3.import java.util.TreeSet;
4.
5./**
6. * @author : msb-zhaoss
7. */
8.public class Test01 {
9. //这是main方法，程序的入口
10. public static void main(String[] args) {
11. //创建一个TreeSet:
12. TreeSet<Integer> ts = new TreeSet<>();
13. ts.add(12);
14. ts.add(3);
15. ts.add(7);
16. ts.add(9);
17. ts.add(3);
18. ts.add(16);
19. System.out.println(ts.size());
20. System.out.println(ts);
21.
22. }
23.}特点：唯一，无序（没有按照输入顺序进行输出），?有序（按照升序进行遍历）
【2】原理：底层：二叉树（数据结构中的一个逻辑结构）
【3】放入String类型数据：（底层实现类内部比较器）
1.package com.msb.test10;
2.
3.import java.util.TreeSet;
4.
5./**
6. * @author : msb-zhaoss
7. */
8.public class Test02 {
9. //这是main方法，程序的入口
10. public static void main(String[] args) {
11. //创建一个TreeSet:
12. TreeSet<String> ts = new TreeSet<>();
13. ts.add("elili");
14. ts.add("blili");
15. ts.add("alili");
16. ts.add("elili");
17. ts.add("clili");
18. ts.add("flili");
19. ts.add("glili");
20. System.out.println(ts.size());
21. System.out.println(ts);
22. }
23.}【4】想放入自定义的Student类型的数据：
（1）利用内部比较器：
1.package com.msb.test10;
2.
3./**
4. * @author : msb-zhaoss
5. */
6.public class Student implements Comparable<Student> {
7. private int age;
8. private String name;
9.
10. public int getAge() {
11. return age;
12. }
13.
14. public void setAge(int age) {
15. this.age = age;
16. }
17.
18. public String getName() {
19. return name;
20. }
21.
22. public void setName(String name) {
23. this.name = name;
24. }
25.
26. public Student(int age, String name) {
27. this.age = age;
28. this.name = name;
29. }
30.
31. @Override
32. public String toString() {
33. return "Student{" +
34. "age=" + age +
35. ", name='" + name + '\'' +
36. '}';
37. }
38.
39.
40. @Override
41. public int compareTo(Student o) {
42. return this.getAge()-o.getAge();
43. }
44.}1.package com.msb.test10;
2.
3.import java.util.TreeSet;
4.
5./**
6. * @author : msb-zhaoss
7. */
8.public class Test03 {
9. //这是main方法，程序的入口
10. public static void main(String[] args) {
11. //创建一个TreeSet:
12. TreeSet<Student> ts = new TreeSet<>();
13. ts.add(new Student(10,"elili"));
14. ts.add(new Student(8,"blili"));
15. ts.add(new Student(4,"alili"));
16. ts.add(new Student(9,"elili"));
17. ts.add(new Student(10,"flili"));
18. ts.add(new Student(1,"dlili"));
19. System.out.println(ts.size());
20. System.out.println(ts);
21. }
22.}（2）通过外部比较器：
1.package com.msb.test10;
2.
3.import java.util.Comparator;
4.
5./**
6. * @author : msb-zhaoss
7. */
8.public class Student {
9. private int age;
10. private String name;
11.
12. public int getAge() {
13. return age;
14. }
15.
16. public void setAge(int age) {
17. this.age = age;
18. }
19.
20. public String getName() {
21. return name;
22. }
23.
24. public void setName(String name) {
25. this.name = name;
26. }
27.
28. public Student(int age, String name) {
29. this.age = age;
30. this.name = name;
31. }
32.
33. @Override
34. public String toString() {
35. return "Student{" +
36. "age=" + age +
37. ", name='" + name + '\'' +
38. '}';
39. }
40.
41.
42.
43.}
44.
45.class BiJiao implements Comparator<Student>{
46. @Override
47. public int compare(Student o1, Student o2) {
48. return o1.getName().compareTo(o2.getName());
49. }
50.}1.package com.msb.test10;
2.
3.import java.util.Comparator;
4.import java.util.TreeSet;
5.
6./**
7. * @author : msb-zhaoss
8. */
9.public class Test03 {
10. //这是main方法，程序的入口
11. public static void main(String[] args) {
12. //创建一个TreeSet:
13. //利用外部比较器，必须自己制定：
14. Comparator<Student> com = new BiJiao();
15. TreeSet<Student> ts = new TreeSet<>(com);//一旦指定外部比较器，那么就会按照外部比较器来比较
16. ts.add(new Student(10,"elili"));
17. ts.add(new Student(8,"blili"));
18. ts.add(new Student(4,"alili"));
19. ts.add(new Student(9,"elili"));
20. ts.add(new Student(10,"flili"));
21. ts.add(new Student(1,"dlili"));
22. System.out.println(ts.size());
23. System.out.println(ts);
24. }
25.}实际开发中利用外部比较器多，因为扩展性好（多态）
换一种写法：
1.package com.msb.test10;
2.
3.import java.util.Comparator;
4.import java.util.TreeSet;
5.
6./**
7. * @author : msb-zhaoss
8. */
9.public class Test03 {
10. //这是main方法，程序的入口
11. public static void main(String[] args) {
12. //创建一个TreeSet:
13. //利用外部比较器，必须自己制定：
14. /*Comparator<Student> com = new Comparator<Student>() {
15. @Override
16. public int compare(Student o1, Student o2) {
17. return o1.getName().compareTo(o2.getName());
18. }
19. };*/
20. TreeSet<Student> ts = new TreeSet<>(new Comparator<Student>() {
21. @Override
22. public int compare(Student o1, Student o2) {
23. return o1.getName().compareTo(o2.getName());
24. }
25. });//一旦指定外部比较器，那么就会按照外部比较器来比较
26. ts.add(new Student(10,"elili"));
27. ts.add(new Student(8,"blili"));
28. ts.add(new Student(4,"alili"));
29. ts.add(new Student(9,"elili"));
30. ts.add(new Student(10,"flili"));
31. ts.add(new Student(1,"dlili"));
32. System.out.println(ts.size());
33. System.out.println(ts);
34. }
35.}【5】TreeSet底层的二叉树的遍历是按照升序的结果出现的，这个升序是靠中序遍历得到的：
Collection部分整体结构图
Map接口
常用方法
1.package com.msb.test11;
2.
3.import java.util.Collection;
4.import java.util.HashMap;
5.import java.util.Map;
6.import java.util.Set;
7.
8./**
9. * @author : msb-zhaoss
10. */
11.public class Test01 {
12. //这是main方法，程序的入口
13. public static void main(String[] args) {
14. /*
15. 增加：put(K key, V value)
16. 删除：clear() remove(Object key)
17. 修改：
18. 查看：entrySet() get(Object key) keySet() size() values()
19. 判断：containsKey(Object key) containsValue(Object value)
20. equals(Object o) isEmpty()
21. */
22. //创建一个Map集合：无序，唯一
23. Map<String,Integer> map = new HashMap<>();
24. System.out.println(map.put("lili", 10101010));
25. map.put("nana",12345234);
26. map.put("feifei",34563465);
27. System.out.println(map.put("lili", 34565677));
28. map.put("mingming",12323);
29. /*map.clear();清空*/
30. /*map.remove("feifei");移除*/
31. System.out.println(map.size());
32. System.out.println(map);
33.
34. System.out.println(map.containsKey("lili"));
35. System.out.println(map.containsValue(12323));
36. Map<String,Integer> map2 = new HashMap<>();
37. System.out.println(map2.put("lili", 10101010));
38. map2.put("nana",12345234);
39. map2.put("feifei",34563465);
40. System.out.println(map2.put("lili", 34565677));
41. map2.put("mingming2",12323);
42. System.out.println(map==map2);
43. System.out.println(map.equals(map2));//equals进行了重写，比较的是集合中的值是否一致
44.
45. System.out.println("判断是否为空："+map.isEmpty());
46.
47. System.out.println(map.get("nana"));
48. System.out.println("-----------------------------------");
49. //keySet()对集合中的key进行遍历查看：
50. Set<String> set = map.keySet();
51. for(String s:set){
52. System.out.println(s);
53. }
54. System.out.println("-----------------------------------");
55. //values()对集合中的value进行遍历查看：
56. Collection<Integer> values = map.values();
57. for(Integer i:values){
58. System.out.println(i);
59. }
60. System.out.println("-----------------------------------");
61. //get(Object key) keySet()
62. Set<String> set2 = map.keySet();
63. for(String s:set2){
64. System.out.println(map.get(s));
65. }
66. System.out.println("-----------------------------------");
67. //entrySet()
68. Set<Map.Entry<String, Integer>> entries = map.entrySet();
69. for(Map.Entry<String, Integer> e:entries){
70. System.out.println(e.getKey()+"----"+e.getValue());
71. }
72. }
73.}TreeMap
【1】key的类型为String类型：
1.package com.msb.test11;
2.
3.import java.util.Map;
4.import java.util.TreeMap;
5.
6./**
7. * @author : msb-zhaoss
8. */
9.public class Test02 {
10. //这是main方法，程序的入口
11. public static void main(String[] args) {
12. Map<String,Integer> map = new TreeMap<>();
13. map.put("blili",1234);
14. map.put("alili",2345);
15. map.put("blili",5467);
16. map.put("clili",5678);
17. map.put("dlili",2345);
18. System.out.println(map.size());
19. System.out.println(map);
20. }
21.}
22.【2】key的类型是一个自定义的引用数据类型：
（1）内部比较器：
1.package com.msb.test11;
2.
3.import java.util.Map;
4.import java.util.TreeMap;
5.
6./**
7. * @author : msb-zhaoss
8. */
9.public class Test03 {
10. //这是main方法，程序的入口
11. public static void main(String[] args) {
12. Map<Student,Integer> map = new TreeMap<>();
13. map.put(new Student(19,"blili",170.5),1001);
14. map.put(new Student(18,"blili",150.5),1003);
15. map.put(new Student(19,"alili",180.5),1023);
16. map.put(new Student(17,"clili",140.5),1671);
17. map.put(new Student(10,"dlili",160.5),1891);
18. System.out.println(map);
19. System.out.println(map.size());
20. }
21.}1.package com.msb.test11;
2.
3./**
4. * @author : msb-zhaoss
5. */
6.public class Student implements Comparable<Student>{
7. private int age;
8. private String name;
9. private double height;
10.
11. public int getAge() {
12. return age;
13. }
14.
15. public void setAge(int age) {
16. this.age = age;
17. }
18.
19. public String getName() {
20. return name;
21. }
22.
23. public void setName(String name) {
24. this.name = name;
25. }
26.
27. public double getHeight() {
28. return height;
29. }
30.
31. public void setHeight(double height) {
32. this.height = height;
33. }
34.
35. public Student(int age, String name, double height) {
36. this.age = age;
37. this.name = name;
38. this.height = height;
39. }
40.
41. @Override
42. public String toString() {
43. return "Student{" +
44. "age=" + age +
45. ", name='" + name + '\'' +
46. ", height=" + height +
47. '}';
48. }
49.
50. @Override
51. public int compareTo(Student o) {
52. /* return this.getAge()-o.getAge();*/
53. return this.getName().compareTo(o.getName());
54. }
55.}（2）外部比较器：
1.package com.msb.test11;
2.
3.import java.util.Comparator;
4.import java.util.Map;
5.import java.util.TreeMap;
6.
7./**
8. * @author : msb-zhaoss
9. */
10.public class Test03 {
11. //这是main方法，程序的入口
12. public static void main(String[] args) {
13. Map<Student,Integer> map = new TreeMap<>(new Comparator<Student>() {
14. @Override
15. public int compare(Student o1, Student o2) {
16. return ((Double)(o1.getHeight())).compareTo((Double)(o2.getHeight()));
17. }
18. });
19. map.put(new Student(19,"blili",170.5),1001);
20. map.put(new Student(18,"blili",150.5),1003);
21. map.put(new Student(19,"alili",180.5),1023);
22. map.put(new Student(17,"clili",140.5),1671);
23. map.put(new Student(10,"dlili",160.5),1891);
24. System.out.println(map);
25. System.out.println(map.size());
26. }
27.}Map部分整体结构图
源码部分
HashMap
代码展示特性
1.package com.msb.test03;
2.
3.import java.util.HashMap;
4.
5./**
6. * @author : msb-zhaoss
7. */
8.public class Test {
9. //这是main方法，程序的入口
10. public static void main(String[] args) {
11. //JDK1.7以后支持后面的<>中内容可以不写
12. HashMap<Integer,String> hm = new HashMap<>();
13. System.out.println(hm.put(12,"丽丽"));
14. System.out.println(hm.put(7,"菲菲"));
15. System.out.println(hm.put(19,"露露"));
16. System.out.println(hm.put(12,"明明"));
17. System.out.println(hm.put(6,"莹莹"));
18. System.out.println("集合的长度："+hm.size());
19. System.out.println("集合中内容查看："+hm);
20.
21. }
22.}
23.结果展示：
先演示原理
先演示原理图，再看源码，直接看的话，有的人接不上就蒙了：
相当于先看原理，然后从源码中验证这个原理是否正确：把图搞懂了，就是事倍功半的效果
原理如下：(JDK1.7)
源码（JDK1.7版本）
1.public class HashMap<K,V>
2. extends AbstractMap<K,V> //【1】继承的AbstractMap中，已经实现了Map接口
3. //【2】又实现了这个接口，多余，但是设计者觉得没有必要删除，就这么地了
4. implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable{
5.
6.
7. //【3】后续会用到的重要属性：先粘贴过来：
8. static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 16;//哈希表主数组的默认长度
9. //定义了一个float类型的变量，以后作为：默认的装填因子，加载因子是表示Hsah表中元素的填满的程度
10. //太大容易引起哈西冲突，太小容易浪费 0.75是经过大量运算后得到的最好值
11. //这个值其实可以自己改，但是不建议改，因为这个0.75是大量运算得到的
12. static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;
13. transient Entry<K,V>[] table;//主数组,每个元素为Entry类型
14. transient int size;
15. int threshold;//数组扩容的界限值,门槛值 16*0.75=12
16. final float loadFactor;//用来接收装填因子的变量
17.
18. //【4】查看构造器：内部相当于：this(16,0.75f);调用了当前类中的带参构造器
19. public HashMap() {
20. this(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY, DEFAULT_LOAD_FACTOR);
21. }
22. //【5】本类中带参数构造器：--》作用给一些数值进行初始化的！
23. public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
24.
25. //【6】给capacity赋值，capacity的值一定是 大于你传进来的initialCapacity 的 最小的 2的倍数
26. int capacity = 1;
27. while (capacity < initialCapacity)
28. capacity <<= 1;
29.
30. //【7】给loadFactor赋值，将装填因子0.75赋值给loadFactor
31. this.loadFactor = loadFactor;
32. //【8】数组扩容的界限值,门槛值
33. threshold = (int)Math.min(capacity * loadFactor, MAXIMUM_CAPACITY + 1);
34.
35. //【9】给table数组赋值，初始化数组长度为16
36. table = new Entry[capacity];
37.
38. }
39. //【10】调用put方法：
40. public V put(K key, V value) {
41. //【11】对空值的判断
42. if (key == null)
43. return putForNullKey(value);
44. //【12】调用hash方法，获取哈希码
45. int hash = hash(key);
46. //【14】得到key对应在数组中的位置
47. int i = indexFor(hash, table.length);
48. //【16】如果你放入的元素，在主数组那个位置上没有值，e==null 那么下面这个循环不走
49. //当在同一个位置上放入元素的时候
50. for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
51. Object k;
52. //哈希值一样 并且 equals相比一样
53. //(k = e.key) == key 如果是一个对象就不用比较equals了
54. if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
55. V oldValue = e.value;
56. e.value = value;
57. e.recordAccess(this);
58. return oldValue;
59. }
60. }
61.
62. modCount++;
63. //【17】走addEntry添加这个节点的方法：
64. addEntry(hash, key, value, i);
65. return null;
66. }
67.
68. //【13】hash方法返回这个key对应的哈希值，内部进行二次散列，为了尽量保证不同的key得到不同的哈希码！
69. final int hash(Object k) {
70. int h = 0;
71. if (useAltHashing) {
72. if (k instanceof String) {
73. return sun.misc.Hashing.stringHash32((String) k);
74. }
75. h = hashSeed;
76. }
77. //k.hashCode()函数调用的是key键值类型自带的哈希函数，
78. //由于不同的对象其hashCode()有可能相同，所以需对hashCode()再次哈希，以降低相同率。
79. h ^= k.hashCode();
80.
81. // This function ensures that hashCodes that differ only by
82. // constant multiples at each bit position have a bounded
83. // number of collisions (approximately 8 at default load factor).
84. /*
85. 接下来的一串与运算和异或运算，称之为“扰动函数”，
86. 扰动的核心思想在于使计算出来的值在保留原有相关特性的基础上，
87. 增加其值的不确定性，从而降低冲突的概率。
88. 不同的版本实现的方式不一样，但其根本思想是一致的。
89. 往右移动的目的，就是为了将h的高位利用起来，减少哈西冲突
90. */
91. h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12);
92. return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4);
93. }
94. //【15】返回int类型数组的坐标
95. static int indexFor(int h, int length) {
96. //其实这个算法就是取模运算：h%length，取模效率不如位运算
97. return h & (length-1);
98. }
99. //【18】调用addEntry
100. void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
101. //【25】size的大小 大于 16*0.75=12的时候，比如你放入的是第13个，这第13个你打算放在没有元素的位置上的时候
102. if ((size >= threshold) && (null != table[bucketIndex])) {
103. //【26】主数组扩容为2倍
104. resize(2 * table.length);
105. //【30】重新调整当前元素的hash码
106. hash = (null != key) ? hash(key) : 0;
107. //【31】重新计算元素位置
108. bucketIndex = indexFor(hash, table.length);
109. }
110. //【19】将hash,key,value,bucketIndex位置 封装为一个Entry对象：
111. createEntry(hash, key, value, bucketIndex);
112. }
113. //【20】
114. void createEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
115. //【21】获取bucketIndex位置上的元素给e
116. Entry<K,V> e = table[bucketIndex];
117. //【22】然后将hash, key, value封装为一个对象，然后将下一个元素的指向为e （链表的头插法）
118. //【23】将新的Entry放在table[bucketIndex]的位置上
119. table[bucketIndex] = new Entry<>(hash, key, value, e);
120. //【24】集合中加入一个元素 size+1
121. size++;
122. }
123. //【27】
124. void resize(int newCapacity) {
125. Entry[] oldTable = table;
126. int oldCapacity = oldTable.length;
127. if (oldCapacity == MAXIMUM_CAPACITY) {
128. threshold = Integer.MAX_VALUE;
129. return;
130. }
131. //【28】创建长度为newCapacity的数组
132. Entry[] newTable = new Entry[newCapacity];
133. boolean oldAltHashing = useAltHashing;
134. useAltHashing |= sun.misc.VM.isBooted() &&
135. (newCapacity >= Holder.ALTERNATIVE_HASHING_THRESHOLD);
136. boolean rehash = oldAltHashing ^ useAltHashing;
137. //【28.5】转让方法：将老数组中的东西都重新放入新数组中
138. transfer(newTable, rehash);
139. //【29】老数组替换为新数组
140. table = newTable;
141. //【29.5】重新计算
142. threshold = (int)Math.min(newCapacity * loadFactor, MAXIMUM_CAPACITY + 1);
143. }
144. //【28.6】
145. void transfer(Entry[] newTable, boolean rehash) {
146. int newCapacity = newTable.length;
147. for (Entry<K,V> e : table) {
148. while(null != e) {
149. Entry<K,V> next = e.next;
150. if (rehash) {
151. e.hash = null == e.key ? 0 : hash(e.key);
152. }
153. //【28.7】将哈希值，和新的数组容量传进去，重新计算key在新数组中的位置
154. int i = indexFor(e.hash, newCapacity);
155. //【28.8】头插法
156. e.next = newTable[i];//获取链表上元素给e.next
157. newTable[i] = e;//然后将e放在i位置
158. e = next;//e再指向下一个节点继续遍历
159. }
160. }
161. }
162.
163.
164.
165.
166.
167.
168.}细节讲解：主数组的长度为2的倍数
【1】主数组的长度为2的倍数，
因为这个length的长度，会影响 key的位置：
key的位置的计算：
实际上这个算法就是： ?h%length ? ,但是取模的话 ?效率太低，所以用位运算效率会很高。
原因·1：h%lenght和h&（length-1）；
等效的前提就是 ?length必须是2的整数倍
原因2：如果不是2的整数倍，那么 哈西碰撞 哈西冲突的概率就高了很多
位运算 就 ?涉及 ?到 ?length是不是2的整数倍：
比如是2的整数倍：
并且这个得到的索引值，一定在 0-15之间（数组是16的时候）：
当然如果你扩容后数组长度为 32，那么这个索引就在0-31之间
比如如果不是2的整数倍：
发现：如果不是2的整数倍，那么 哈西碰撞 哈西冲突的概率就高了很多
细节讲解：装填因子0.75的原因
如果装填因子是1， 那么数组满了再扩容，可以做到 ?最大的空间利用率?
但是这是一个理想状态，元素不可能完全的均匀分布，很可能就哈西碰撞产生链表了。产生链表的话 查询时间就长了。?
---》空间好，时间不好
那么有人说 ，把装填因子搞小一点，0.5， ?如果是0.5的话，就浪费空间，但是可以做到 到0.5就扩容 ，然后哈西碰撞就少，
不产生链表的话，那么查询效率很高 ??
---》时间好，空间不好
所以在空间和时间中，取中间值，平衡这个因素 就取值为 0.75
HashSet底层原理
2.public class HashSet<E>{
3. //重要属性：
4. private transient HashMap<E,Object> map;
5. private static final Object PRESENT = new Object();
6. //构造器：
7. public HashSet() {
8. map = new HashMap<>();//HashSet底层就是利用HashMap来完成的
9. }
10.
11. public boolean add(E e) {
12. return map.put(e, PRESENT)==null;
13. }
14.}TreeMap
【1】原理大致介绍：
【2】源码：?
1.public class TreeMap<K,V>{
2. //重要属性：
3. //外部比较器：
4. private final Comparator<? super K> comparator;
5. //树的根节点：
6. private transient Entry<K,V> root = null;
7. //集合中元素的数量：
8. private transient int size = 0;
9. //空构造器:
10. public TreeMap() {
11. comparator = null;//如果使用空构造器，那么底层就不使用外部比较器
12. }
13. //有参构造器：
14. public TreeMap(Comparator<? super K> comparator) {
15. this.comparator = comparator;//如果使用有参构造器，那么就相当于指定了外部比较器
16. }
17.
18. public V put(K key, V value) {//k,V的类型在创建对象的时候确定了
19. //如果放入的是第一对元素，那么t的值为null
20. Entry<K,V> t = root;//在放入第二个节点的时候，root已经是根节点了
21. //如果放入的是第一个元素的话，走入这个if中：
22. if (t == null) {
23. //自己跟自己比
24. compare(key, key); // type (and possibly null) check
25. //根节点确定为root
26. root = new Entry<>(key, value, null);
27. //size值变为1
28. size = 1;
29. modCount++;
30. return null;
31. }
32.
33. int cmp;
34. Entry<K,V> parent;
35. // split comparator and comparable paths
36. //将外部比较器赋给cpr:
37. Comparator<? super K> cpr = comparator;
38. //cpr不等于null，意味着你刚才创建对象的时候调用了有参构造器，指定了外部比较器
39. if (cpr != null) {
40. do {
41. parent = t;
42. cmp = cpr.compare(key, t.key);//将元素的key值做比较
43. //cmp返回的值就是int类型的数据：
44. //要是这个值《0 =0 》0
45. if (cmp < 0)
46. t = t.left;
47. else if (cmp > 0)
48. t = t.right;
49. else//cpm==0
50. //如果key的值一样，那么新的value替换老的value 但是key不变 因为key是唯一的
51. return t.setValue(value);
52. } while (t != null);
53. }
54. //cpr等于null，意味着你刚才创建对象的时候调用了空构造器，没有指定外部比较器，使用内部比较器
55. else {
56. if (key == null)
57. throw new NullPointerException();
58. Comparable<? super K> k = (Comparable<? super K>) key;
59. do {
60. parent = t;
61. cmp = k.compareTo(t.key);//将元素的key值做比较
62. if (cmp < 0)
63. t = t.left;
64. else if (cmp > 0)
65. t = t.right;
66. else
67. return t.setValue(value);
68. } while (t != null);
69. }
70. Entry<K,V> e = new Entry<>(key, value, parent);
71. if (cmp < 0)
72. parent.left = e;
73. else
74. parent.right = e;
75. fixAfterInsertion(e);
76. size++;//size加1 操作
77. modCount++;
78. return null;
79. }
80.
81.
82.}
83.
84.
85.
86. static final class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
87. K key;
88. V value;
89. Entry<K,V> left = null;
90. Entry<K,V> right = null;
91. Entry<K,V> parent;
92. boolean color = BLACK;
93. }TreeSet源码
1.public class TreeSet<E> extends AbstractSet<E>
2. implements NavigableSet<E>, Cloneable, java.io.Serializable{
3. //重要属性：
4. private transient NavigableMap<E,Object> m;
5. private static final Object PRESENT = new Object();
6.
7. //在调用空构造器的时候，底层创建了一个TreeMap
8. public TreeSet() {
9. this(new TreeMap<E,Object>());
10. }
11.
12. TreeSet(NavigableMap<E,Object> m) {
13. this.m = m;
14. }
15.
16. public boolean add(E e) {
17. return m.put(e, PRESENT)==null;
18. }
19.
20.
21. }Collections工具类
1.package com.msb.test12;
2.
3.import java.util.ArrayList;
4.import java.util.Collections;
5.
6./**
7. * @author : msb-zhaoss
8. */
9.public class Test01 {
10. //这是main方法，程序的入口
11. public static void main(String[] args) {
12. //Collections不支持创建对象，因为构造器私有化了
13. /*Collections cols = new Collections();*/
14. //里面的属性和方法都是被static修饰，我们可以直接用类名.去调用即可：
15. //常用方法：
16. //addAll：
17. ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
18. list.add("cc");
19. list.add("bb");
20. list.add("aa");
21. Collections.addAll(list,"ee","dd","ff");
22. Collections.addAll(list,new String[]{"gg","oo","pp"});
23. System.out.println(list);
24. //binarySearch必须在有序的集合中查找：--》排序：
25. Collections.sort(list);//sort提供的是升序排列
26. System.out.println(list);
27. //binarySearch
28. System.out.println(Collections.binarySearch(list, "cc"));
29.
30. //copy:替换方法
31. ArrayList<String> list2 = new ArrayList<>();
32. Collections.addAll(list2,"tt","ss");
33. Collections.copy(list,list2);//将list2的内容替换到list上去
34. System.out.println(list);
35. System.out.println(list2);
36.
37. //fill 填充
38. Collections.fill(list2,"yyy");
39. System.out.println(list2);
40.
41.
42.
43. }
44.}
文章来源:https://blog.csdn.net/weixin_45503872/article/details/134979441
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