文章和代码已经归档至【Github仓库：https://github.com/timerring/java-tutorial 】或者公众号【AIShareLab】回复 java 也可获取。
集合的理解和好处
前面我们保存多个数据使用的是数组，那么数组有不足的地方，我们分析一下
数组
1)长度开始时必须指定，而且一旦指定，不能更改
2)保存的必须为同一类型的元素
3)使用数组进行增加/删除元素比较麻烦
eg: 写出Person数组扩容示意代码。
Person[] pers = new Person[1]; //大小是1
per[0] = new Person();
//增加新的Person对象?
Person[] pers2 = new Person[pers.length+1];//新创建数组
for(){} //拷贝pers数组的元素到per2
pers2[pers2.length-1] = new Person()://添加新的对象集合
1)可以动态保存任意多个对象，使用比较方便
2)提供了一系列方便的操作对象的方法: add、remove、set、get 等
3)使用集合添加/删除新元素简洁了
集合的框架体系
Java 的集合类很多，主要分为两大类，如图!
- 集合主要是两组(单列集合, 双列集合)
- Collection 接口有两个重要的子接口List Set , 他们的实现子类都是单列集合 （单列数据）
- Map 接口的实现子类是双列集合，存放的K-V （双列数据）
package com.hspedu.collection_;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
public class Collection_ {
@SuppressWarnings({"all"})
public static void main(String[] args) {
//Collection
//Map
ArrayList arrayList = new ArrayList();
arrayList.add("jack");
arrayList.add("tom");
HashMap hashMap = new HashMap();
hashMap.put("NO1", "北京");
hashMap.put("NO2", "上海");
}
}Collection 接口和常用方法
Collection 接口实现类的特点
public interface Collection extends lterable 1) collection实现子类可以存放多个元素，每个元素可以是Object
2) 有些Collection的实现类,可以存放重复的元素,有些不可以
3) 有些Collection的实现类，有些是有序的(List)，有些不是有序(Set)
4) Collection接口没有直接的实现子类，是通过它的子接口 Set 和 List 来实现的
package com.hspedu.collection_;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class CollectionMethod {
@SuppressWarnings({"all"})
public static void main(String[] args) {
List list = new ArrayList();
// add:添加单个元素
list.add("jack");
list.add(10);//list.add(new Integer(10)) 本质是对象
list.add(true);
System.out.println("list=" + list);
// remove:删除指定元素
list.remove(0);//删除第一个元素 返回boolen
list.remove(true);//指定删除某个元素 返回该obj
System.out.println("list=" + list);
// contains:查找元素是否存在
System.out.println(list.contains("jack"));//T
// size:获取元素个数
System.out.println(list.size());//2
// isEmpty:判断是否为空
System.out.println(list.isEmpty());//F
// clear:清空
list.clear();
System.out.println("list=" + list);
// addAll:添加多个元素
ArrayList list2 = new ArrayList();
list2.add("红楼梦");
list2.add("三国演义");
list.addAll(list2);
System.out.println("list=" + list);
// containsAll:查找多个元素是否都存在
System.out.println(list.containsAll(list2));//T
// removeAll：删除多个元素
list.add("聊斋");
list2.add("时间是金");
list.removeAll(list2);
System.out.println("list=" + list);//[聊斋]
// 说明：以ArrayList实现类来演示.
}
}Collection 接口遍历元素方式1-使用Iterator
- Iterator对象称为迭代器，主要用于遍历Collection集合中的元素。
- 所有实现了Collection接口的集合类都有一个iterator()方法，用以返回一个实现了lterator接口的对象,即可以返回一个迭代器。
-
Iterator的结构
迭代器的执行原理
lterator iterator = coll.iterator(); //得到一个集合的迭代器 //hasNext():判断是否还有下一个元素 while(iterator.hasNext()){ //next()作用:1.下移2.将下移以后集合位置上的元素返回 System.out.println(iterator.next()); }lterator接口的方法
在调用iterator.next()方法之前必须要调用iterator.hasNext()进行检测。若不调用，且下一条记录无效，直接调用iterator.next()会抛出NoSuchElementException 异常。
4) Iterator 仅用于遍历集合，Iterator 本身并不存放对象。
package com.hspedu.collection_;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Iterator;
public class CollectionIterator {
@SuppressWarnings({"all"})
public static void main(String[] args) {
Collection col = new ArrayList();
col.add(new Book("三国演义", "罗贯中", 10.1));
col.add(new Book("小李飞刀", "古龙", 5.1));
col.add(new Book("红楼梦", "曹雪芹", 34.6));
//System.out.println("col=" + col);
//现在老师希望能够遍历 col集合
//1. 先得到 col 对应的 迭代器
Iterator iterator = col.iterator();
//2. 使用while循环遍历
// while (iterator.hasNext()) {//判断是否还有数据
// //返回下一个元素，类型是Object
// Object obj = iterator.next();
// System.out.println("obj=" + obj);
// }
//教大家一个快捷键，快速生成 while => itit
//显示所有的快捷键的的快捷键 ctrl + j
while (iterator.hasNext()) {
Object obj = iterator.next();
System.out.println("obj=" + obj);
}
//3. 当退出while循环后 , 这时iterator迭代器，指向最后的元素
// iterator.next();// 此时如果再取则会报错 NoSuchElementException
//4. 如果希望再次遍历，需要重置我们的迭代器
iterator = col.iterator(); // 重置迭代器
System.out.println("===第二次遍历===");
while (iterator.hasNext()) {
Object obj = iterator.next();
System.out.println("obj=" + obj);
}
}
}
class Book {
private String name;
private String author;
private double price;
public Book(String name, String author, double price) {
this.name = name;
this.author = author;
this.price = price;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public String getAuthor() {
return author;
}
public void setAuthor(String author) {
this.author = author;
}
public double getPrice() {
return price;
}
public void setPrice(double price) {
this.price = price;
}
@Override
public String toString() {
return "Book{" +
"name='" + name + ''' +
", author='" + author + ''' +
", price=" + price +
'}';
}
}Collection 接口遍历对象方式2-for 循环增强
增强for循环，可以代替iterator迭代器，特点：增强for就是简化版的iterator,本质一样。只能用于遍历集合或数组。
基本语法
for(元素类型 元素名:集合名或数组名){
}实例：
package com.hspedu.collection_;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
public class CollectionFor {
@SuppressWarnings({"all"})
public static void main(String[] args) {
Collection col = new ArrayList();
col.add(new Book("三国演义", "罗贯中", 10.1));
col.add(new Book("小李飞刀", "古龙", 5.1));
col.add(new Book("红楼梦", "曹雪芹", 34.6));
//1. 使用增强for, 在Collection集合
//2. 增强for， 底层仍然是迭代器
//3. 增强for可以理解成就是简化版本的 迭代器遍历
//4. 快捷键方式 I
// for (Object book : col) {
// System.out.println("book=" + book);
// }
for (Object o : col) {
System.out.println("book=" + o);
}
//增强for，也可以直接在数组使用
// int[] nums = {1, 8, 10, 90};
// for (int i : nums) {
// System.out.println("i=" + i);
// }
}
}List 接口和常用方法
List 接口基本介绍
List 接口是 Collection接口的子接口
- List集合类中元素有序(即添加顺序和取出顺序一致)、且可重复
- List集合中的每个元素都有其对应的顺序索引，即支持索引。
- List容器中的元素都对应一个整数型的序号记载其在容器中的位置，可以根据序号存取容器中的元素。
-
JDK API中List接口的实现类有很多：
List 接口的常用方法
这部分方法是List独有的，set用不了。
- void add(int index, Object ele):在index位置插入ele元素
- boolean addAll(int index, Collection eles):从index位置开始将eles中的所有元素添加进来
- Object get(int index):获取指定index位置的元素
- int indexOf(Object obj):返回obj在集合中首次出现的位置
- int lastIndexOf(Object obj):返回obj在当前集合中末次出现的位置
- Object remove(int index):移除指定index位置的元素，并返回此元素
- Object set(int index, Object ele):设置指定index位置的元素为ele , 相当于是替换.
- List subList(int fromIndex, int toIndex):返回从fromIndex到toIndex位置的子集合。（fromIndex
package com.hspedu.list_;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class ListMethod {
@SuppressWarnings({"all"})
public static void main(String[] args) {
List list = new ArrayList();
list.add("张三丰");
list.add("贾宝玉");
// void add(int index, Object ele):在index位置插入ele元素
//在index = 1的位置插入一个对象（index 从0开始）
list.add(1, "韩顺平");
System.out.println("list=" + list);
// boolean addAll(int index, Collection eles):从index位置开始将eles中的所有元素添加进来
List list2 = new ArrayList();
list2.add("jack");
list2.add("tom");
list.addAll(1, list2);
System.out.println("list=" + list);
// Object get(int index):获取指定index位置的元素
//说过
// int indexOf(Object obj):返回obj在集合中首次出现的位置
System.out.println(list.indexOf("tom"));//2
// int lastIndexOf(Object obj):返回obj在当前集合中末次出现的位置
list.add("韩顺平");
System.out.println("list=" + list);
System.out.println(list.lastIndexOf("韩顺平"));
// Object remove(int index):移除指定index位置的元素，并返回此元素
list.remove(0);
System.out.println("list=" + list);
// Object set(int index, Object ele):设置指定index位置的元素为ele , 相当于是替换.
list.set(1, "玛丽");
System.out.println("list=" + list);
// List subList(int fromIndex, int toIndex):返回从fromIndex到toIndex位置的子集合
// 注意返回的子集合 fromIndex List 接口课堂练习
添加10个以上的元素(比如String “hello”)，在2号位插入一个元素”韩顺平教育”，获得第5个元素，删除第6个元素，修改第7个元素，在使用迭代器遍历集合，要求:使用List的实现类ArrayList完成。
package com.hspedu.list_;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
public class ListExercise {
@SuppressWarnings({"all"})
public static void main(String[] args) {
/*
添加10个以上的元素(比如String "hello" )，在2号位插入一个元素"韩顺平教育"，
获得第5个元素，删除第6个元素，修改第7个元素，在使用迭代器遍历集合，
要求:使用List的实现类ArrayList完成。
*/
List list = new ArrayList();
for (int i = 0; i List 的三种遍历方式[ArrayList, LinkedList,Vector]
package com.hspedu.list_;
import java.util.*;
public class ListFor {
@SuppressWarnings({"all"})
public static void main(String[] args) {
//List 接口的实现子类 Vector LinkedList
//List list = new ArrayList();
//List list = new Vector();
List list = new LinkedList();
list.add("jack");
list.add("tom");
list.add("鱼香肉丝");
list.add("北京烤鸭子");
//遍历
//1. 迭代器
Iterator iterator = list.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
Object obj = iterator.next();
System.out.println(obj);
}
System.out.println("=====增强for=====");
//2. 增强for
for (Object o : list) {
System.out.println("o=" + o);
}
System.out.println("=====普通for====");
//3. 使用普通for
for (int i = 0; i 实现类的课堂练习2
package com.hspedu.list_;
import java.util.ArrayList;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
import java.util.Vector;
@SuppressWarnings({"all"})
public class ListExercise02 {
public static void main(String[] args) {
//List list = new ArrayList();
List list = new LinkedList();
//List list = new Vector();
list.add(new Book("红楼梦", "曹雪芹", 100));
list.add(new Book("西游记", "吴承恩", 10));
list.add(new Book("水浒传", "施耐庵", 19));
list.add(new Book("三国", "罗贯中", 80));
//list.add(new Book("西游记", "吴承恩", 10));
//如何对集合进行排序
//遍历
for (Object o : list) {
System.out.println(o);
}
//冒泡排序
sort(list);
System.out.println("==排序后==");
for (Object o : list) {
System.out.println(o);
}
}
//静态方法
//价格要求是从小到大
public static void sort(List list) {
int listSize = list.size();
for (int i = 0; i book2.getPrice()) {//交换
list.set(j, book2);
list.set(j + 1, book1);
}
}
}
}
}ArrayList 底层结构和源码分析
ArrayList 的注意事项
1) permits all elements, including null , ArrayList 可以加入null（空值）,并且可以是多个。
2) ArrayList是由数组来实现数据存储的[源码]
3) ArrayList基本等同于Vector，除了ArrayList是线程不安全(执行效率高)看源码。在多线程情况下，不建议使用ArrayList。
ArrayList 的底层操作机制源码分析
-
ArrayList中维护了一个Object类型的数组elementData.
transient Object[] elementData; //transient表示瞬间,短暂的,表示该属性不会被序列号 - 当创建ArrayList对象时，如果使用的是无参构造器，则初始elementData容量为0，第1次添加，则扩容elementData为10，如需要再次扩容，则扩容elementData为1.5倍。
- 如果使用的是指定大小的构造器，则初始elementData容量为指定大小，如果需要扩容,则直接扩容elementData为1.5倍。
建议:自己去debug一把ArrayList的创建和扩容的流程。
package com.hspedu.list_;
import java.util.ArrayList;
@SuppressWarnings({"all"})
public class ArrayListSource {
public static void main(String[] args) {
//Idea 默认情况下，Debug 显示的数据是简化后的，如果希望看到完整的数据需要做设置。
//使用无参构造器创建ArrayList对象
//ArrayList list = new ArrayList();
ArrayList list = new ArrayList(8);
//使用for给list集合添加 1-10数据
for (int i = 1; i 
Idea 默认情况下，Debug 显示的数据是简化后的，如果希望看到完整的数据需要做设置。
Vector 底层结构和源码剖析
Vector 的基本介绍
-
Vector类的定义说明
public class vectorextends AbstractList implements List ，RandomAccess，cloneable，Serializable - Vector底层也是一个对象数组,
protected Object[] elementData; -
Vector是线程同步的，即线程安全, Vector类的操作方法带有
synchronizedpublic synchronized E get(int index){ if (index >= elementCount) throw new ArraylndexOutOfBoundsException(index); return elementData(index); } - 在开发中，需要线程同步安全时，考虑使用Vector
package com.hspedu.list_;
import java.util.Vector;
@SuppressWarnings({"all"})
public class Vector_ {
public static void main(String[] args) {
//无参构造器
//有参数的构造
Vector vector = new Vector(8);
for (int i = 0; i 0
private void ensureCapacityHelper(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
if (minCapacity - elementData.length > 0)
grow(minCapacity);
}
2.3 //如果 需要的数组大小 不够用，就扩容 , 扩容的算法
//newCapacity = oldCapacity + ((capacityIncrement > 0) ?
// capacityIncrement : oldCapacity);
//就是扩容两倍.
private void grow(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
int oldCapacity = elementData.length;
int newCapacity = oldCapacity + ((capacityIncrement > 0) ?
capacityIncrement : oldCapacity);
if (newCapacity - minCapacity 0)
newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}
*/
}
}Vector 和 ArrayList 的比较
LinkedList 底层结构
LinkedList 的全面说明
1) LinkedList底层实现了双向链表和双端队列特点
2) 可以添加任意元素(元素可以重复),包括null
3) 线程不安全，没有实现同步
LinkedList 的底层操作机制
1) LinkedList底层维护了一个双向链表.
2) LinkedList中维护了两个属性first和last分别指向首节点和尾节点
3) 每个节点(Node对象)，里面又维护了prev、next、item三个属性，其中通过
prev指向前一个，通过next指向后一个节点。最终实现双向链表.
4) 所以LinkedList的元素的添加和删除，不是通过数组完成的，相对来说效率较高。
5) 模拟一个简单的双向链表
package com.hspedu.list_;
public class LinkedList01 {
public static void main(String[] args) {
//模拟一个简单的双向链表
Node jack = new Node("jack");
Node tom = new Node("tom");
Node hsp = new Node("老韩");
//连接三个结点，形成双向链表
//jack -> tom -> hsp
jack.next = tom;
tom.next = hsp;
//hsp -> tom -> jack
hsp.pre = tom;
tom.pre = jack;
Node first = jack;//让first引用指向jack,就是双向链表的头结点
Node last = hsp; //让last引用指向hsp,就是双向链表的尾结点
//演示，从头到尾进行遍历
System.out.println("===从头到尾进行遍历===");
while (true) {
if(first == null) {
break;
}
//输出first 信息
System.out.println(first);
first = first.next;
}
//演示，从尾到头的遍历
System.out.println("====从尾到头的遍历====");
while (true) {
if(last == null) {
break;
}
//输出last 信息
System.out.println(last);
last = last.pre;
}
//演示链表的添加对象/数据，是多么的方便
//要求，是在 tom --------- 插入一个对象 smith
//1. 先创建一个 Node 结点，name 就是 smith
Node smith = new Node("smith");
//下面就把 smith 加入到双向链表了
smith.next = hsp;
smith.pre = tom;
hsp.pre = smith;
tom.next = smith;
//让first 再次指向jack
first = jack;//让first引用指向jack,就是双向链表的头结点
System.out.println("===从头到尾进行遍历===");
while (true) {
if(first == null) {
break;
}
//输出first 信息
System.out.println(first);
first = first.next;
}
last = hsp; //让last 重新指向最后一个结点
//演示，从尾到头的遍历
System.out.println("====从尾到头的遍历====");
while (true) {
if(last == null) {
break;
}
//输出last 信息
System.out.println(last);
last = last.pre;
}
}
}
//定义一个Node 类，Node 对象 表示双向链表的一个结点
class Node {
public Object item; //真正存放数据
public Node next; //指向后一个结点
public Node pre; //指向前一个结点
public Node(Object name) {
this.item = name;
}
public String toString() {
return "Node name=" + item;
}
}LinkedList 的增删改查案例
package com.hspedu.list_;
import java.util.Iterator;
import java.util.LinkedList;
@SuppressWarnings({"all"})
public class LinkedListCRUD {
public static void main(String[] args) {
LinkedList linkedList = new LinkedList();
linkedList.add(1);
linkedList.add(2);
linkedList.add(3);
System.out.println("linkedList=" + linkedList);
//演示一个删除结点的
linkedList.remove(); // 这里默认删除的是第一个结点
//linkedList.remove(2);
System.out.println("linkedList=" + linkedList);
//修改某个结点对象
linkedList.set(1, 999);
System.out.println("linkedList=" + linkedList);
//得到某个结点对象
//get(1) 是得到双向链表的第二个对象
Object o = linkedList.get(1);
System.out.println(o);//999
//因为LinkedList 是 实现了List接口, 遍历方式
System.out.println("===LinkeList遍历迭代器====");
Iterator iterator = linkedList.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
Object next = iterator.next();
System.out.println("next=" + next);
}
System.out.println("===LinkeList遍历增强for====");
for (Object o1 : linkedList) {
System.out.println("o1=" + o1);
}
System.out.println("===LinkeList遍历普通for====");
for (int i = 0; i l = last;
final Node newNode = new Node(l, e, null);
last = newNode;
if (l == null)
first = newNode;
else
l.next = newNode;
size++;
modCount++;
}
*/
/*
读源码 linkedList.remove(); // 这里默认删除的是第一个结点
1. 执行 removeFirst
public E remove() {
return removeFirst();
}
2. 执行
public E removeFirst() {
final Node f = first;
if (f == null)
throw new NoSuchElementException();
return unlinkFirst(f);
}
3. 执行 unlinkFirst, 将 f 指向的双向链表的第一个结点拿掉
private E unlinkFirst(Node f) {
// assert f == first && f != null;
final E element = f.item;
final Node next = f.next;
f.item = null;
f.next = null; // help GC
first = next;
if (next == null)
last = null;
else
next.prev = null;
size--;
modCount++;
return element;
}
*/
}
} 
ArrayList 和LinkedList 比较
ArrayList 和LinkedList 的比较
如何选择ArrayList和LinkedList:
1) 如果我们改查的操作多，选择ArrayList
2) 如果我们增删的操作多，选择LinkedList
3) 一般来说，在程序中，80%-90%都是查询，因此大部分情况下会选择ArrayList
4) 在一个项目中，根据业务灵活选择，也可能这样，一个模块使用的是ArrayList,另外一个模块是LinkedList,也就是说,要根据业务来进行选择。
Set 接口和常用方法
Set 接口基本介绍
- 无序（添加和取出的顺序不一致)，没有索引
- 不允许重复元素,所以最多包含一个null
- JDK API中Set接口的实现类有:
Set 接口的常用方法
和List 接口一样, Set 接口也是Collection 的子接口，因此，常用方法和Collection 接口一样.
Set 接口的遍历方式
同Collection的遍历方式一样，因为Set接口是Collection接口的子接口。
- 可以使用迭代器
- 增强for
- 不能使用索引的方式来获取
Set 接口的常用方法举例
package com.hspedu.set_;
import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;
import java.util.Set;
@SuppressWarnings({"all"})
public class SetMethod {
public static void main(String[] args) {
//1. 以Set 接口的实现类 HashSet 来讲解Set 接口的方法
//2. set 接口的实现类的对象(Set接口对象), 不能存放重复的元素, 可以添加一个null
//3. set 接口对象存放数据是无序(即添加的顺序和取出的顺序不一致)
//4. 注意：取出的顺序的顺序虽然不是添加的顺序，但是他的固定.
Set set = new HashSet();
set.add("john");
set.add("lucy");
set.add("john");//重复
set.add("jack");
set.add("hsp");
set.add("mary");
set.add(null);//
set.add(null);//再次添加null
for(int i = 0; i Set 接口实现类-HashSet
HashSet 的全面说明
- HashSet实现了Set接口
-
HashSet实际上是HashMap,看下源码
public Hashset() { map = new HashMap(); } - 可以存放null值，但是只能有一个null
- HashSet不保证元素是有序的,取决于hash后，再确定索引的结果。(即，不保证存放元素的顺序和取出顺序一致)
- 不能有重复元素/对象，在前面Set 接口使用已经讲过。
package com.hspedu.set_;
import java.util.HashSet;
import java.util.Set;
@SuppressWarnings({"all"})
public class HashSet_ {
public static void main(String[] args) {
//1. 构造器走的源码
/*
public HashSet() {
map = new HashMap();
}
2. HashSet 可以存放null ,但是只能有一个null,即元素不能重复
*/
Set hashSet = new HashSet();
hashSet.add(null);
hashSet.add(null);
System.out.println("hashSet=" + hashSet);
}
}HashSet 案例说明
package com.hspedu.set_;
import java.util.HashSet;
@SuppressWarnings({"all"})
public class HashSet01 {
public static void main(String[] args) {
HashSet set = new HashSet();
//说明
//1. 在执行add方法后，会返回一个boolean值
//2. 如果添加成功，返回 true, 否则返回false
//3. 可以通过 remove 指定删除哪个对象
System.out.println(set.add("john"));//T
System.out.println(set.add("lucy"));//T
System.out.println(set.add("john"));//F
System.out.println(set.add("jack"));//T
System.out.println(set.add("Rose"));//T
set.remove("john");
System.out.println("set=" + set);//3个
//
set = new HashSet();
System.out.println("set=" + set);//0
//4 Hashset 不能添加相同的元素/数据?
set.add("lucy");//添加成功
set.add("lucy");//加入不了
set.add(new Dog("tom"));//OK 不同的对象
set.add(new Dog("tom"));//Ok
System.out.println("set=" + set);
//在加深一下. 非常经典的面试题.
//看源码，做分析， 先给小伙伴留一个坑，以后讲完源码，你就了然
//去看他的源码，即 add 到底发生了什么? => 底层机制.
set.add(new String("hsp"));//ok
set.add(new String("hsp"));//加入不了.
System.out.println("set=" + set);
}
}
class Dog { //定义了Dog类
private String name;
public Dog(String name) {
this.name = name;
}
@Override
public String toString() {
return "Dog{" +
"name='" + name + ''' +
'}';
}
}HashSet 底层机制说明
package com.hspedu.set_;
@SuppressWarnings({"all"})
public class HashSetStructure {
public static void main(String[] args) {
//模拟一个HashSet的底层 (HashMap 的底层结构)
//1. 创建一个数组，数组的类型是 Node[]
//2. 有些人，直接把 Node[] 数组称为 表
Node[] table = new Node[16];
//3. 创建结点
Node john = new Node("john", null);
table[2] = john;
Node jack = new Node("jack", null);
john.next = jack;// 将jack 结点挂载到john
Node rose = new Node("Rose", null);
jack.next = rose;// 将rose 结点挂载到jack
Node lucy = new Node("lucy", null);
table[3] = lucy; // 把lucy 放到 table表的索引为3的位置.
System.out.println("table=" + table);
}
}
class Node { //结点, 存储数据, 可以指向下一个结点，从而形成链表
Object item; //存放数据
Node next; // 指向下一个结点
public Node(Object item, Node next) {
this.item = item;
this.next = next;
}
}分析底层实现：
- HashSet底层是 HashMap
- 添加一个元素时，先得到hash值-会转成->索引值
- 找到存储数据表table，看这个索引位置是否已经存放的有元素
- 如果没有，直接加入
- 如果有，调用equals比较，如果相同，就放弃添加,如果不相同，则添加到最后
- 在Java8中,如果一条链表的元素个数到达 TREEIFY_THRESHOLD(默认是8)，并且table的大小>=MIN TREEIFY CAPACITY(默认64),就会进行树化(红黑树)，否则仍然会采用数组扩容机制。
package com.hspedu.set_;
import java.util.HashSet;
@SuppressWarnings({"all"})
public class HashSetSource {
public static void main(String[] args) {
HashSet hashSet = new HashSet();
hashSet.add("java");//到此位置，第1次add分析完毕.
hashSet.add("php");//到此位置，第2次add分析完毕
hashSet.add("java");
System.out.println("set=" + hashSet);
/*
对HashSet 的源码解读
1. 执行 HashSet()
public HashSet() {
map = new HashMap();
}
2. 执行 add()
public boolean add(E e) {//e = "java"
return map.put(e, PRESENT)==null;// (static) PRESENT = new Object();
}
3.执行 put() , 该方法会执行 hash(key) 得到key对应的hash值 算法：h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16) 可见这个hash的值并不是hashcode，而是做了一定的处理 >>> 16.
public V put(K key, V value) {//key = "java" value = PRESENT 共享
return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}
4.执行 putVal !!!!!!!!!!!!!!!!!
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
boolean evict) {
Node[] tab; Node p; int n, i; //定义了辅助变量
//table 就是 HashMap 的一个数组，类型是 Node[] （前面我们也模拟过）
//if 语句表示如果当前table 是null, 或者 大小=0
//就是第一次扩容，到16个空间.
if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
n = (tab = resize()).length;
//(1)根据key，得到hash 去计算该key应该存放到table表的哪个索引位置并把这个位置的对象，赋给 p
//(2)判断 p 是否为null
//(2.1) 如果 p 为null, 表示还没有存放元素, 就创建一个 Node (key="java",value=PRESENT)
//(2.2) 就放在该位置 tab[i] = newNode(hash, key, value, null)
if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
tab[i] = newNode(hash, key, value, null); // 这个null类似与模拟节点的null，其后面还没有挂载节点
else {
//一个开发技巧提示： 在需要局部变量(辅助变量)时候，在创建
Node e; K k; //
//如果当前索引位置对应的链表的第一个元素和准备添加的key的hash值一样
//并且满足 下面两个条件之一:
// (1) 准备加入的key 和 p 指向的Node 结点的 key 是同一个对象
// (2) p 指向的Node 结点的 key 的equals() 和准备加入的key比较后相同
//就不能加入
if (p.hash == hash &&
((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
e = p;
//再判断 p 是不是一颗红黑树,
//如果是一颗红黑树，就调用 putTreeVal , 来进行添加
else if (p instanceof TreeNode)
e = ((TreeNode)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
else {//如果table对应索引位置，已经是一个链表, 就使用for循环比较
//(1) 依次和该链表的每一个元素比较后，都不相同, 则加入到该链表的最后
// 注意在把元素添加到链表后，立即判断 该链表是否已经达到8个结点
// , 就调用 treeifyBin() 对当前这个链表进行树化(转成红黑树)
// 注意，在转成红黑树时，要进行判断, 判断条件
// if (tab == null || (n = tab.length) = TREEIFY_THRESHOLD(8) - 1) // -1 for 1st
treeifyBin(tab, hash);
break;
}
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
break;
p = e;
}
}
if (e != null) { // existing mapping for key
V oldValue = e.value;
if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
e.value = value;
afterNodeAccess(e);
return oldValue;
}
}
++modCount;
//size 就是我们每加入一个结点Node(k,v,h,next), size++
if (++size > threshold)
resize();//扩容
afterNodeInsertion(evict);
return null;
}
*/
}
} - HashSet底层是HashMap,第一次添加时,table数组扩容到16，临界值(threshold)是16* 加载因子 (loadFactor)是0.75 = 12
- 如果table数组使用到了临界值12,就会扩容到16 2=32,新的临界值就是320.75 =24.依次类推
实例测试
package com.hspedu.set_;
import java.util.HashSet;
import java.util.Objects;
@SuppressWarnings({"all"})
public class HashSetIncrement {
public static void main(String[] args) {
/*
HashSet底层是HashMap, 第一次添加时，table 数组扩容到 16，
临界值(threshold)是 16*加载因子(loadFactor)是0.75 = 12
如果table 数组使用到了临界值 12,就会扩容到 16 * 2 = 32,
新的临界值就是 32*0.75 = 24, 依次类推
*/
HashSet hashSet = new HashSet();
// for(int i = 1; i = MIN_TREEIFY_CAPACITY(默认64),就会进行树化(红黑树),
否则仍然采用数组扩容机制
*/
// for(int i = 1; i Node -> 加入table , 就算是增加了一个size++
*/
for(int i = 1; i HashSet 课堂练习1
定义一个Employee类,该类包含:private成员属性name.age
要求:
1.创建3个Employee对象放入 HashSet中
2.当name和age的值相同时，认为是相同员工,不能添加到HashSet集合中
package com.hspedu.set_;
import java.util.HashSet;
import java.util.LinkedHashSet;
import java.util.Objects;
import java.util.Set;
@SuppressWarnings({"all"})
public class HashSetExercise {
public static void main(String[] args) {
/**
定义一个Employee类，该类包含：private成员属性name,age 要求:
创建3个Employee 对象放入 HashSet中
当 name和age的值相同时，认为是相同员工, 不能添加到HashSet集合中
*/
HashSet hashSet = new HashSet();
hashSet.add(new Employee("milan", 18));//ok
hashSet.add(new Employee("smith", 28));//ok
hashSet.add(new Employee("milan", 18));//加入不成功.
//回答,加入了几个? 3个
System.out.println("hashSet=" + hashSet);
}
}
//创建Employee
class Employee {
private String name;
private int age;
public Employee(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
@Override
public String toString() {
return "Employee{" +
"name='" + name + ''' +
", age=" + age +
'}';
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
//如果name 和 age 值相同，则返回相同的hash值
@Override
public boolean equals(Object o) {
if (this == o) return true;
if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
Employee employee = (Employee) o;
return age == employee.age &&
Objects.equals(name, employee.name);
}
@Override
public int hashCode() {
return Objects.hash(name, age);
}
}Set 接口实现类-LinkedHashSet
LinkedHashSet 的全面说明
1) LinkedHashSet 是 HashSet的子类
2) LinkedHashSet 底层是一个 LinkedHashMap，底层维护了一个数组+双向链表
3) LinkedHashSet根据元素的hashCode值来决定元素的存储位置,同时使
用链表维护元素的次序(图),这使得元素看起来是以插入顺序保存的。
4) LinkedHashSet不允许添重复元素
package com.hspedu.set_;
import java.util.LinkedHashSet;
import java.util.Set;
@SuppressWarnings({"all"})
public class LinkedHashSetSource {
public static void main(String[] args) {
//分析一下LinkedHashSet的底层机制
Set set = new LinkedHashSet();
set.add(new String("AA"));
set.add(456);
set.add(456);
set.add(new Customer("刘", 1001));
set.add(123);
set.add("HSP");
System.out.println("set=" + set);
//1. LinkedHashSet 加入顺序和取出元素/数据的顺序一致
//2. LinkedHashSet 底层维护的是一个LinkedHashMap(是HashMap的子类)
//3. LinkedHashSet 底层结构 (数组table+双向链表)
//4. 添加第一次时，直接将 数组table 扩容到 16 ,存放的结点类型是 LinkedHashMap$Entry
//5. 数组是 HashMap$Node[] 存放的元素/数据是 LinkedHashMap$Entry类型
/*
//继承关系是在内部类完成.
static class Entry extends HashMap.Node {
Entry before, after;
Entry(int hash, K key, V value, Node next) {
super(hash, key, value, next);
}
}
*/
}
}
class Customer {
private String name;
private int no;
public Customer(String name, int no) {
this.name = name;
this.no = no;
}
}
说明
- 在LinkedHastSet中维护了一个hash表和双向链表( LinkedHashSet有 head和tail)
- 每一个节点有before和after属性,这样可以形成双向链表
-
在添加一个元素时，先求hash值，在求索引,确定该元素在table 的位置,然后将添加的元素加入到双向链表(如果已经存在，不添加[原则和hashset一样])
tail.next = newElement //示意代码 newElement.pre = tail tail = newEelment; - 这样的话，我们遍历LinkedHashSet 也能确保插入顺序和遍历顺序一致
LinkedHashSet 课后练习题
Car类(属性:name,price)，如果name和price一样，则认为是相同元素，就不能添加。
package com.hspedu.set_;
import java.util.LinkedHashSet;
import java.util.Objects;
@SuppressWarnings({"all"})
public class LinkedHashSetExercise {
public static void main(String[] args) {
LinkedHashSet linkedHashSet = new LinkedHashSet();
linkedHashSet.add(new Car("奥拓", 1000));//OK
linkedHashSet.add(new Car("奥迪", 300000));//OK
linkedHashSet.add(new Car("法拉利", 10000000));//OK
linkedHashSet.add(new Car("奥迪", 300000));//加入不了
linkedHashSet.add(new Car("保时捷", 70000000));//OK
linkedHashSet.add(new Car("奥迪", 300000));//加入不了
System.out.println("linkedHashSet=" + linkedHashSet);
}
}
/**
* Car 类(属性:name,price)， 如果 name 和 price 一样，
* 则认为是相同元素，就不能添加。 5min
*/
class Car {
private String name;
private double price;
public Car(String name, double price) {
this.name = name;
this.price = price;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public double getPrice() {
return price;
}
public void setPrice(double price) {
this.price = price;
}
@Override
public String toString() {
return "nCar{" +
"name='" + name + ''' +
", price=" + price +
'}';
}
//重写equals 方法 和 hashCode
//当 name 和 price 相同时， 就返回相同的 hashCode 值, equals返回t
@Override
public boolean equals(Object o) {
if (this == o) return true;
if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
Car car = (Car) o;
return Double.compare(car.price, price) == 0 &&
Objects.equals(name, car.name);
}
@Override
public int hashCode() {
return Objects.hash(name, price);
}
}Map 接口和常用方法
Map 接口实现类的特点[实用]
注意:这里讲的是JDK8的Map接口特点
1) Map与Collection并列存在。用于保存具有映射关系的数据:Key-Value
2) Map 中的key和value可以是任何引用类型的数据，会封装到HashMap$Node对象中。
3) Map中的key不允许重复，原因和HashSet一样，前面分析过源码.
4) Map 中的value可以重复。
5) Map 的key可以为null, value也可以为null，注意key为nul，只能有一个，value为null ,可以多个:.
6) 常用String类作为Map的key
7) key 和 value之间存在单向一对一关系，即通过指定的 key总能找到对应的value
package com.hspedu.map_;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
@SuppressWarnings({"all"})
public class Map_ {
public static void main(String[] args) {
//Map 接口实现类的特点, 使用实现类HashMap
//1. Map与Collection并列存在。用于保存具有映射关系的数据:Key-Value(双列元素)
//2. Map 中的 key 和 value 可以是任何引用类型的数据，会封装到HashMap$Node 对象中
//3. Map 中的 key 不允许重复，原因和HashSet 一样，前面分析过源码.
//4. Map 中的 value 可以重复
//5. Map 的key 可以为 null, value 也可以为null ，注意 key 为null,
// 只能有一个，value 为null ,可以多个
//6. 常用String类作为Map的 key
//7. key 和 value 之间存在单向一对一关系，即通过指定的 key 总能找到对应的 value
Map map = new HashMap();
map.put("no1", "韩顺平");//k-v
map.put("no2", "张无忌");//k-v
map.put("no1", "张三丰");//当有相同的k , 就等价于替换.
map.put("no3", "张三丰");//k-v
map.put(null, null); //k-v
map.put(null, "abc"); //等价替换
map.put("no4", null); //k-v
map.put("no5", null); //k-v
map.put(1, "赵敏");//k-v
map.put(new Object(), "金毛狮王");//k-v
// 通过get 方法，传入 key ,会返回对应的value
System.out.println(map.get("no2"));//张无忌
System.out.println("map=" + map);
}
}-
Map存放数据的key-value示意图,一对k-v是放在一个
HashMap$Node中的，有因为Node实现了Entry 接口，有些书上也说一对 k-v 就是一个Entry(如图)。但是本质上Entry还是指向HashMap$Node中的元素，并不是复制版存储。
package com.hspedu.map_;
import java.util.Collection;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
@SuppressWarnings({"all"})
public class MapSource_ {
public static void main(String[] args) {
Map map = new HashMap();
map.put("no1", "韩顺平");//k-v
map.put("no2", "张无忌");//k-v
map.put(new Car(), new Person());//k-v
//老韩解读
//1. k-v 最后是 HashMap$Node node = newNode(hash, key, value, null)
//2. k-v 为了方便程序员的遍历，还会 创建 EntrySet 集合 ，该集合存放的元素的类型 Entry, 而一个Entry
// 对象就有k,v EntrySet> 即： transient Set> entrySet;
//3. entrySet 中， 定义的类型是 Map.Entry ，但是实际上存放的还是 HashMap$Node
// 这时因为 static class Node implements Map.Entry
//4. 当把 HashMap$Node 对象 存放到 entrySet 就方便我们的遍历, 因为 Map.Entry 提供了重要方法
// K getKey(); V getValue();
Set set = map.entrySet();
System.out.println(set.getClass());// HashMap$EntrySet
for (Object obj : set) {
//System.out.println(obj.getClass()); //HashMap$Node
//为了从 HashMap$Node 取出k-v
//1. 先做一个向下转型
Map.Entry entry = (Map.Entry) obj;
System.out.println(entry.getKey() + "-" + entry.getValue() );
}
Set set1 = map.keySet();
System.out.println(set1.getClass());
Collection values = map.values();
System.out.println(values.getClass());
}
}
class Car {
}
class Person{
} Map 接口常用方法
package com.hspedu.map_;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
@SuppressWarnings({"all"})
public class MapMethod {
public static void main(String[] args) {
//演示map接口常用方法
Map map = new HashMap();
map.put("fh", new Book("", 100));//OK
map.put("fh", "bnd");//替换-> 一会分析源码
map.put("fgd", "mr");//OK
map.put("sgfh", "mr");//OK
map.put("vcbhhd", null);//OK
map.put(null, "dfhdfg");//OK
map.put("lh", "gct");//OK
map.put("hsp", "hspd");
System.out.println("map=" + map);
// remove:根据键删除映射关系
map.remove(null);
System.out.println("map=" + map);
// get：根据键获取值
Object val = map.get("lh");
System.out.println("val=" + val);
// size:获取元素个数
System.out.println("k-v=" + map.size());
// isEmpty:判断个数是否为0
System.out.println(map.isEmpty());//F
// clear:清除k-v
//map.clear();
System.out.println("map=" + map);
// containsKey:查找键是否存在
System.out.println("结果=" + map.containsKey("hsp"));//T
}
}
class Book {
private String name;
private int num;
public Book(String name, int num) {
this.name = name;
this.num = num;
}
}Map 接口遍历方法
Map遍历的示意图(比List，和Set复杂点但是基本原理一样)
- containsKey:查找键是否存在
- keySet:获取所有的键
- entrySet:获取所有关系k-v
- values:获取所有的值
package com.hspedu.map_;
import java.util.*;
@SuppressWarnings({"all"})
public class MapFor {
public static void main(String[] args) {
Map map = new HashMap();
map.put("邓超", "孙俪");
map.put("王宝强", "马蓉");
map.put("宋喆", "马蓉");
map.put("刘令博", null);
map.put(null, "刘亦菲");
map.put("鹿晗", "关晓彤");
//第一组: 先取出 所有的Key , 通过Key 取出对应的Value
Set keyset = map.keySet();
//(1) 增强for
System.out.println("-----第一种方式-------");
for (Object key : keyset) {
System.out.println(key + "-" + map.get(key));
}
//(2) 迭代器
System.out.println("----第二种方式--------");
Iterator iterator = keyset.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
Object key = iterator.next();
System.out.println(key + "-" + map.get(key));
}
//第二组: 把所有的values取出
Collection values = map.values();
//这里可以使用所有的Collections使用的遍历方法
//(1) 增强for
System.out.println("---取出所有的value 增强for----");
for (Object value : values) {
System.out.println(value);
}
//(2) 迭代器
System.out.println("---取出所有的value 迭代器----");
Iterator iterator2 = values.iterator();
while (iterator2.hasNext()) {
Object value = iterator2.next();
System.out.println(value);
}
//第三组: 通过EntrySet 来获取 k-v
Set entrySet = map.entrySet();// EntrySet>
//(1) 增强for
System.out.println("----使用EntrySet 的 for增强(第3种)----");
for (Object entry : entrySet) {
//将entry 转成 Map.Entry
Map.Entry m = (Map.Entry) entry;
System.out.println(m.getKey() + "-" + m.getValue());
}
//(2) 迭代器
System.out.println("----使用EntrySet 的 迭代器(第4种)----");
Iterator iterator3 = entrySet.iterator();
while (iterator3.hasNext()) {
Object entry = iterator3.next();
//System.out.println(next.getClass());//HashMap$Node -实现-> Map.Entry (getKey,getValue)
//向下转型 Map.Entry
Map.Entry m = (Map.Entry) entry;
System.out.println(m.getKey() + "-" + m.getValue());
}
}
} Map 接口课堂练习
使用HashMap添加3个员工对象，要求
键:员工id
值:员工对象
并遍历显示工资>18000的员工(遍历方式最少两种)
员工类:姓名、工资、员工id
package com.hspedu.map_;
import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
@SuppressWarnings({"all"})
public class MapExercise {
public static void main(String[] args) {
//完成代码
Map hashMap = new HashMap();
//添加对象
hashMap.put(1, new Emp("jack", 300000, 1));
hashMap.put(2, new Emp("tom", 21000, 2));
hashMap.put(3, new Emp("milan", 12000, 3));
//遍历2种方式
//并遍历显示工资>18000的员工(遍历方式最少两种)
//1. 使用keySet -> 增强for
Set keySet = hashMap.keySet();
System.out.println("====第一种遍历方式====");
for (Object key : keySet) {
//先获取value
Emp emp = (Emp) hashMap.get(key);
if(emp.getSal() >18000) {
System.out.println(emp);
}
}
//2. 使用EntrySet -> 迭代器
Set entrySet = hashMap.entrySet();
System.out.println("======迭代器======");
Iterator iterator = entrySet.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
// 真正的运行类型是Node，可以getClass看一下
Map.Entry entry = (Map.Entry)iterator.next();
//通过entry 取得key 和 value
Emp emp = (Emp) entry.getValue();
if(emp.getSal() > 18000) {
System.out.println(emp);
}
}
}
}
/**
* 使用HashMap添加3个员工对象，要求
* 键：员工id
* 值：员工对象
* 并遍历显示工资>18000的员工(遍历方式最少两种)
* 员工类：姓名、工资、员工id
*/
class Emp {
private String name;
private double sal;
private int id;
public Emp(String name, double sal, int id) {
this.name = name;
this.sal = sal;
this.id = id;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public double getSal() {
return sal;
}
public void setSal(double sal) {
this.sal = sal;
}
public int getId() {
return id;
}
public void setId(int id) {
this.id = id;
}
@Override
public String toString() {
return "Emp{" +
"name='" + name + ''' +
", sal=" + sal +
", id=" + id +
'}';
}
}
Map 接口实现类-HashMap
HashMap 小结
1) Map接口的常用实现类:HashMap、Hashtable和Properties。
2) HashMap是 Map 接口使用频率最高的实现类。
3) HashMap 是以key-val对的方式来存储数据(HashMap$Node类型)[案例Entry ]
4) key不能重复，但是值可以重复,允许使用null键和null值。
5) 如果添加相同的key，则会覆盖原来的key-val ,等同于修改.(key不会替换，val会替换)
6) 与HashSet一样，不保证映射的顺序，因为底层是以hash表的方式来存储的. (jdk8的hashMap底层数组+链表+红黑树)
7) HashMap没有实现同步，因此是线程不安全的,方法没有做同步互斥的操作,没有synchronized
HashMap 底层机制及源码剖析
1) HashMap底层维护了Node类型的数组table，默认为null
2) 当创建对象时，将加载因子(Ioadfactor)初始化为0.75.
3) 当添加key-val时，通过key的哈希值得到在table的索引。然后判断该索引处是否有元素,如果没有元素直接添加。如果该索引处有元素，继续判断该元素的key和准备加入的key相是否等,如果相等，则直接替换val;如果不相等需要判断是树结构还是链表结构，做出相应处理。如果添加时发现容量不够，则需要扩容。
4) 第1次添加，则需要扩容table容量为16，临界值(threshold)为12 (16*0.75)
5) 以后再扩容，则需要扩容table容量为原来的2倍(32)，临界值为原来的2倍,即24,依次类推.
6) 在Java8中,如果一条链表的元素个数超过 TREEIFY_THRESHOLD(默认是8)，并且table的大小>= MIN TREEIFY CAPACITY(默认64),就会进行树化(红黑树)
package com.hspedu.map_;
import java.util.HashMap;
@SuppressWarnings({"all"})
public class HashMapSource1 {
public static void main(String[] args) {
HashMap map = new HashMap();
map.put("java", 10);//ok
map.put("php", 10);//ok
map.put("java", 20);//替换value
System.out.println("map=" + map);//
/*解读HashMap的源码+图解
1. 执行构造器 new HashMap()
初始化加载因子 loadfactor = 0.75
HashMap$Node[] table = null
2. 执行put 调用 hash方法，计算 key的 hash值 (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16)
public V put(K key, V value) {//K = "java" value = 10
return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}
3. 执行 putVal
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
boolean evict) {
Node[] tab; Node p; int n, i;//辅助变量
//如果底层的table 数组为null, 或者 length =0 , 就扩容到16
if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
n = (tab = resize()).length;
//取出hash值对应的table的索引位置的Node, 如果为null, 就直接把加入的k-v
//, 创建成一个 Node ,加入该位置即可
if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
else {
Node e; K k;//辅助变量
// 如果table的索引位置的key的hash相同和新的key的hash值相同，
// 并 满足(table现有的结点的key和准备添加的key是同一个对象 || equals返回真)
// 就认为不能加入新的k-v
if (p.hash == hash &&
((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
e = p;
else if (p instanceof TreeNode)//如果当前的table的已有的Node 是红黑树，就按照红黑树的方式处理
e = ((TreeNode)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
else {
//如果找到的结点，后面是链表，就循环比较
for (int binCount = 0; ; ++binCount) {//死循环
if ((e = p.next) == null) {//如果整个链表，没有和他相同,就加到该链表的最后
p.next = newNode(hash, key, value, null);
//加入后，判断当前链表的个数，是否已经到8个，到8个，后
//就调用 treeifyBin 方法进行红黑树的转换
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
treeifyBin(tab, hash);
break;
}
if (e.hash == hash && //如果在循环比较过程中，发现有相同,就break,就只是替换value
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
break;
p = e;
}
}
if (e != null) { // existing mapping for key
V oldValue = e.value;
if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
e.value = value; //替换，key对应value
afterNodeAccess(e);
return oldValue;
}
}
++modCount;//每增加一个Node ,就size++
if (++size > threshold[12-24-48])//如size > 临界值，就扩容
resize();
afterNodeInsertion(evict);
return null;
}
5. 关于树化(转成红黑树)
//如果table 为null ,或者大小还没有到 64，暂时不树化，而是进行扩容.
//否则才会真正的树化 -> 剪枝
final void treeifyBin(Node[] tab, int hash) {
int n, index; Node e;
if (tab == null || (n = tab.length) 模拟HashMap触发扩容、树化情况,并Debug 验证.
package com.hspedu.map_;
import java.util.HashMap;
import java.util.Objects;
@SuppressWarnings({"all"})
public class HashMapSource2 {
public static void main(String[] args) {
HashMap hashMap = new HashMap();
for(int i = 1; i 16(12) -> 32(24) -> 64(64*0.75=48)-> 128 (96) ->
//自己设计程序，验证-》 增强自己阅读源码能力. 看别人代码.
}
}
class A {
private int num;
public A(int num) {
this.num = num;
}
//所有的A对象的hashCode都是100
// @Override
// public int hashCode() {
// return 100;
// }
@Override
public String toString() {
return "nA{" +
"num=" + num +
'}';
}
}Map 接口实现类-Hashtable
HashTable 的基本介绍
1) 存放的元素是键值对:即K-V
2) hashtable的键和值都不能为null，否则会抛出NullPointerException
3) hashTable使用方法基本上和HashMap一样
4) hashTable是线程安全的(synchronized), hashMap是线程不安全的
package com.hspedu.map_;
import java.util.Hashtable;
@SuppressWarnings({"all"})
public class HashTableExercise {
public static void main(String[] args) {
Hashtable table = new Hashtable();//ok
table.put("john", 100); //ok
//table.put(null, 100); //异常 NullPointerException
//table.put("john", null);//异常 NullPointerException
table.put("lucy", 100);//ok
table.put("lic", 100);//ok
table.put("lic", 88);//替换
table.put("hello1", 1);
table.put("hello2", 1);
table.put("hello3", 1);
table.put("hello4", 1);
table.put("hello5", 1);
table.put("hello6", 1);
System.out.println(table);
//简单说明一下Hashtable的底层
//1. 底层有数组 Hashtable$Entry[] 初始化大小为 11
//2. 临界值 threshold 8 = 11 * 0.75
//3. 扩容:
//4. 执行 方法 addEntry(hash, key, value, index); 添加K-V 封装到Entry
//5. 当 if (count >= threshold) 满足时，就进行扩容
//5. 按照 int newCapacity = (oldCapacity Hashtable 和HashMap 对比
Map 接口实现类-Properties
基本介绍
- Properties类继承自 Hashtable 类并且实现了Map接口，也是使用一种键值对的形式来保存数据。
- 他的使用特点和Hashtable类似。
- Properties还可以用于从xxx.properties文件中，加载数据到Properties类对象, 并进行读取和修改。
- 说明:工作后 xxx.properties文件通常作为配置文件，这个知识点在IO流举例,有兴趣可先看文章。cnblogs.com/xudong-bupt/p/3758136.html
基本使用
package com.hspedu.map_;
import java.util.Properties;
@SuppressWarnings({"all"})
public class Properties_ {
public static void main(String[] args) {
//1. Properties 继承 Hashtable
//2. 可以通过 k-v 存放数据，当然key 和 value 不能为 null
//增加
Properties properties = new Properties();
//properties.put(null, "abc");//抛出 空指针异常
//properties.put("abc", null); //抛出 空指针异常
properties.put("john", 100);//k-v
properties.put("lucy", 100);
properties.put("lic", 100);
properties.put("lic", 88);//如果有相同的key ， value被替换
System.out.println("properties=" + properties);
//通过k 获取对应值
System.out.println(properties.get("lic"));//88
System.out.println(properties.getProperty("lic"));
//删除
properties.remove("lic");
System.out.println("properties=" + properties);
//修改
properties.put("john", "约翰");
System.out.println("properties=" + properties);
}
}总结-开发中如何选择集合实现类!
在开发中，选择什么集合实现类，主要取决于业务操作特点，然后根据集合实现类特性进行选择,分析如下:
- 先判断存储的类型(一组对象[单列]或一组键值对[双列])
-
一组对象[单列]:Collection接口
允许重复:List- 增删多:LinkedList[底层维护了一个双向链表]
- 改查多: ArrayList[底层维护Object类型的可变数组]
不允许重复:Set
- 无序:HashSet[底层是HashMap，维护了一个哈希表即(数组+链表+红黑树)
- 排序:TreeSet
- 插入和取出顺序一致:LinkedHashSet .维护数组+双向链表
-
一组键值对[双列]:Map
- 键无序;HashMap [底层是;哈希表 jdk7:数组+链表,jdk8:数组+链表+红黑
- 键排序: TreeMap
- 键插入和取出顺序一致:LinkedHashMap
- 读取文件Properties
TreeSet
package com.hspedu.set_;
import java.util.Comparator;
import java.util.TreeSet;
@SuppressWarnings({"all"})
public class TreeSet_ {
public static void main(String[] args) {
//1. 当我们使用无参构造器，创建TreeSet时，仍然是无序的
//2. 希望添加的元素，按照字符串大小来排序
//3. 使用TreeSet 提供的一个构造器，可以传入一个比较器(匿名内部类)并指定排序规则
//4. 简单看看源码
/*
1. 构造器把传入的比较器对象，赋给了 TreeSet的底层的 TreeMap 的属性 this.comparator
public TreeMap(Comparator super K> comparator) {
this.comparator = comparator;
}
2. 在 调用 treeSet.add("tom"), 在底层会执行到
if (cpr != null) {//cpr 就是我们的匿名内部类(对象)
do {
parent = t;
//动态绑定到我们的匿名内部类(对象)compare
cmp = cpr.compare(key, t.key);
if (cmp 0)
t = t.right;
else //如果相等，即返回0,这个Key就没有加入
return t.setValue(value);
} while (t != null);
}
*/
// TreeSet treeSet = new TreeSet();
TreeSet treeSet = new TreeSet(new Comparator() {
@Override
public int compare(Object o1, Object o2) {
//下面 调用String的 compareTo方法进行字符串大小比较
//return ((String) o2).compareTo((String) o1);
//如果要求加入的元素，按照长度大小排序
return ((String) o1).length() - ((String) o2).length();
}
});
//添加数据.
treeSet.add("jack");
treeSet.add("tom");// 3
treeSet.add("sp");
treeSet.add("a");
treeSet.add("abc");// 长度为3，加不进去
System.out.println("treeSet=" + treeSet);
}
}TreeMap
package com.hspedu.map_;
import java.util.Comparator;
import java.util.TreeMap;
@SuppressWarnings({"all"})
public class TreeMap_ {
public static void main(String[] args) {
//使用默认的构造器，创建TreeMap, 是无序的(也没有排序)
/*
要求：按照传入的 k(String) 的大小进行排序
*/
// TreeMap treeMap = new TreeMap();
TreeMap treeMap = new TreeMap(new Comparator() {
@Override
public int compare(Object o1, Object o2) {
//按照传入的 k(String) 的大小进行排序
//按照K(String) 的长度大小排序
//return ((String) o2).compareTo((String) o1);
return ((String) o2).length() - ((String) o1).length();
}
});
treeMap.put("jack", "杰克");
treeMap.put("tom", "汤姆");
treeMap.put("kristina", "克瑞斯提诺");
treeMap.put("smith", "斯密斯");
treeMap.put("hsp", "韩顺平");//加入不了
System.out.println("treemap=" + treeMap);
/*
解读源码：
1. 构造器. 把传入的实现了 Comparator接口的匿名内部类(对象)，传给给TreeMap的comparator
public TreeMap(Comparator super K> comparator) {
this.comparator = comparator;
}
2. 调用put方法
2.1 第一次添加, 把k-v 封装到 Entry对象，放入root
Entry t = root;
if (t == null) {
compare(key, key); // type (and possibly null) check
root = new Entry(key, value, null);
size = 1;
modCount++;
return null;
}
2.2 以后添加
Comparator super K> cpr = comparator;
if (cpr != null) {
do { //遍历所有的key , 给当前key找到适当位置
parent = t;
cmp = cpr.compare(key, t.key);//动态绑定到我们的匿名内部类的compare
if (cmp 0)
t = t.right;
else //如果遍历过程中，发现准备添加Key 和当前已有的Key 相等，就不添加
return t.setValue(value);
} while (t != null);
}
*/
}
} Collections 工具类
Collections 工具类介绍
1) Collections是一个操作 Set、List 和 Map等集合的工具类。
2) Collections中提供了一系列静态的方法对集合元素进行排序、查询和修改等操作。
排序操作（均为static 方法)
1) reverse(List):反转List中元素的顺序
2) shuffle(List):对List集合元素进行随机排序
3) sort(List):根据元素的自然顺序对指定List集合元素按升序排序
4) sort(List,Comparator):根据指定的Comparator产生的顺序对List 集合元素进行排序
5) swap(List，int，int):将指定 list集合中的i处元素和j处元素进行交换
查找、替换
1) Object max(Collection):根据元素的自然顺序,返回给定集合中的最大元素。
2) Object max(Collection,Comparator):根据Comparator指定的顺序，
返回给定集合中的最大元素。
3) Object min(Collection)
4) Object min(Collection,Comparator)
5) int frequency(Collection,Object):返回指定集合中指定元素的出现次数。
6) void copy(List dest,List src):将src中的内容复制到dest中。
7) boolean replaceAll(List list,Object oldVal,Object newVal):使用新值
替换List 对象的所有旧值。
package com.hspedu.collections_;
import java.util.*;
@SuppressWarnings({"all"})
public class Collections_ {
public static void main(String[] args) {
//创建ArrayList 集合，用于测试.
List list = new ArrayList();
list.add("tom");
list.add("smith");
list.add("king");
list.add("milan");
list.add("tom");
// reverse(List)：反转 List 中元素的顺序
Collections.reverse(list);
System.out.println("list=" + list);
// shuffle(List)：对 List 集合元素进行随机排序
// for (int i = 0; i 本章作业
1.编程题 按要求实现:
(1) 封装一个新闻类，包含标题和内容属性，提供get、set方法，重写toString方法，打印对象时只打印标题;
(2) 只提供一个带参数的构造器，实例化对象时，只初始化标题;并且实例化两个对象:新闻一:新冠确诊病例超千万，数百万印度教信徒赴恒河“圣浴”引民众担忧
新闻二:男子突然想起2个月前钓的鱼还在网兜里，捞起一看赶紧放生
(3) 将新闻对象添加到ArrayList集合中，并且进行倒序遍历;
(4) 在遍历集合过程中，对新闻标题进行处理，超过15字的只保留前15个，然后在后边加“….”
(5)在控制台打印遍历出经过处理的新闻标题;
package com.hspedu.homework;
import java.util.ArrayList;
@SuppressWarnings({"all"})
public class Homework01 {
public static void main(String[] args) {
ArrayList arrayList = new ArrayList();
arrayList.add(new News("新冠确诊病例超千万，数百万印度教信徒赴恒河"圣浴"引民众担忧"));
arrayList.add(new News("男子突然想起2个月前钓的鱼还在网兜里，捞起一看赶紧放生"));
int size = arrayList.size();
for (int i = size - 1; i >= 0; i--) {
//System.out.println(arrayList.get(i));
News news = (News)arrayList.get(i);
System.out.println(processTitle(news.getTitle()));
}
}
//专门写一个方法，处理现实新闻标题 process处理
public static String processTitle(String title) {
if(title == null) {
return "";
}
if(title.length() > 15) {
return title.substring(0, 15) + "..."; //[0,15)
} else {
return title;
}
}
}
/**
* 按要求实现：
* (1) 封装一个新闻类，包含标题和内容属性，提供get、set方法，重写toString方法，打印对象时只打印标题；
* (2) 只提供一个带参数的构造器，实例化对象时，只初始化标题；并且实例化两个对象：
* 新闻一：新冠确诊病例超千万，数百万印度教信徒赴恒河“圣浴”引民众担忧
* 新闻二：男子突然想起2个月前钓的鱼还在网兜里，捞起一看赶紧放生
* (3) 将新闻对象添加到ArrayList集合中，并且进行倒序遍历；
* (4) 在遍历集合过程中，对新闻标题进行处理，超过15字的只保留前15个，然后在后边加“…”
* (5) 在控制台打印遍历出经过处理的新闻标题；
*/
class News {
private String title;
private String content;
public News(String title) {
this.title = title;
}
public String getTitle() {
return title;
}
public void setTitle(String title) {
this.title = title;
}
public String getContent() {
return content;
}
public void setContent(String content) {
this.content = content;
}
@Override
public String toString() {
return "News{" +
"title='" + title + ''' +
'}';
}
}2.编程题
使用ArrayList完成对对象Car {name, price}的各种操作
1.add:添加单个元素
2.remove:删除指定元素
3.contains:查找元素是否存在
4.size:获取元素个数
5.isEmpty:判断是否为空6.clear:清空
7.addAll:添加多个元素
8.containsAl:查找多个元素是否都存在
9.removeAll:删除多个元素
使用增强for和迭代器来遍历所有的car，需要重写Car的toString方法
package com.hspedu.homework;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
@SuppressWarnings({"all"})
public class Homework02 {
public static void main(String[] args) {
ArrayList arrayList = new ArrayList();
Car car = new Car("宝马", 400000);
Car car2 = new Car("宾利",5000000);
//1.add:添加单个元素
arrayList.add(car);
arrayList.add(car2);
System.out.println(arrayList);
//* 2.remove:删除指定元素
arrayList.remove(car);
System.out.println(arrayList);
//* 3.contains:查找元素是否存在
System.out.println(arrayList.contains(car));//F
//* 4.size:获取元素个数
System.out.println(arrayList.size());//1
//* 5.isEmpty:判断是否为空
System.out.println(arrayList.isEmpty());//F
//* 6.clear:清空
//System.out.println(arrayList.clear(););
//* 7.addAll:添加多个元素
System.out.println(arrayList);
arrayList.addAll(arrayList);//2个宾利
System.out.println(arrayList);
//* 8.containsAll:查找多个元素是否都存在
arrayList.containsAll(arrayList);//T
//* 9.removeAll：删除多个元素
//arrayList.removeAll(arrayList); //相当于清空
//* 使用增强for和 迭代器来遍历所有的car , 需要重写 Car 的toString方法
for (Object o : arrayList) {
System.out.println(o);//
}
System.out.println("===迭代器===");
Iterator iterator = arrayList.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
Object next = iterator.next();
System.out.println(next);
}
}
}
/**
* 使用ArrayList 完成对 对象 Car {name, price} 的各种操作
* 1.add:添加单个元素
* 2.remove:删除指定元素
* 3.contains:查找元素是否存在
* 4.size:获取元素个数
* 5.isEmpty:判断是否为空
* 6.clear:清空
* 7.addAll:添加多个元素
* 8.containsAll:查找多个元素是否都存在
* 9.removeAll：删除多个元素
* 使用增强for和 迭代器来遍历所有的car , 需要重写 Car 的toString方法
*/
class Car {
private String name;
private double price;
public Car(String name, double price) {
this.name = name;
this.price = price;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public double getPrice() {
return price;
}
public void setPrice(double price) {
this.price = price;
}
@Override
public String toString() {
return "Car{" +
"name='" + name + ''' +
", price=" + price +
'}';
}
}3.编程题，按要求完成下列任务
1) 使用HashMap类实例化一个Map类型的对象m，键(String)和值(int)分别用于存储员工的姓名和工资，存入数据如下:jack—650元; tom—1200元; smith——2900元;
2) 将jack的工资更改为2600元
3) 为所有员工工资加薪100元;
4) 遍历集合中所有的员工
5) 遍压售合听有的工咨
package com.hspedu.homework;
import java.util.*;
@SuppressWarnings({"all"})
public class Homework03 {
public static void main(String[] args) {
Map m = new HashMap();
m.put("jack", 650);//int->Integer
m.put("tom", 1200);//int->Integer
m.put("smith", 2900);//int->Integer
System.out.println(m);
m.put("jack", 2600);//替换，更新
System.out.println(m);
//为所有员工工资加薪100元；
//keySet
Set keySet = m.keySet();
for (Object key : keySet) {
//更新
m.put(key, (Integer)m.get(key) + 100);
}
System.out.println(m);
System.out.println("=============遍历=============");
//遍历 EntrySet
Set entrySet = m.entrySet();
//迭代器
Iterator iterator = entrySet.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
Map.Entry entry = (Map.Entry)iterator.next();
System.out.println(entry.getKey() + "-" + entry.getValue());
}
System.out.println("====遍历所有的工资====");
Collection values = m.values();
for (Object value : values) {
System.out.println("工资=" + value);
}
}
}
/**
* 按要求完成下列任务
* 1）使用HashMap类实例化一个Map类型的对象m，键（String）和值（int）分别用于存储员工的姓名和工资，
* 存入数据如下： jack—650元；tom—1200元；smith——2900元；
* 2）将jack的工资更改为2600元
* 3）为所有员工工资加薪100元；
* 4）遍历集合中所有的员工
* 5）遍历集合中所有的工资
*/4.简答题
试分析HashSet和TreeSet分别如何实现去重的
(1) HashSet的去重机制:hashCode() + equals() ,底层先通过存入对象,进行运算得到一个hash值，通过hash值得到对应的索引，如果发现table索引所在的位置,没有数据，就直接存放如果有数据，就进行equals比较[遍历比较]，如果比较后，不相同，就加入，否则就不加入。
(2)TreeSet的去重机制:如果你传入了一个Comparator匿名对象，就使用实现的compare去重，如果方法返回0，就认为是相同的元素/数据，就不添加，如果你没有传入一个Comparator匿名对象,则以你添加的对象实现的Compareable接口的compareTo去重。
5.代码分析题
下面代码运行会不会抛出异常，并从源码层面说明原因。[考察读源码＋接口编程+动态绑定]
TreeSet treeSet = new TreeSet();
treeSet.add(new Person());package com.hspedu.homework;
import java.util.TreeSet;
@SuppressWarnings({"all"})
public class Homework05 {
public static void main(String[] args) {
TreeSet treeSet = new TreeSet();
//分析源码
//add 方法，因为 TreeSet() 构造器没有传入Comparator接口的匿名内部类
//所以在底层 Comparable super K> k = (Comparable super K>) key;
//即 把 Perosn转成 Comparable类型
treeSet.add(new Person());//ClassCastException.
treeSet.add(new Person());//ClassCastException.
System.out.println(treeSet);
}
}
class Person implements Comparable{
@Override
public int compareTo(Object o) {
return 0; // 重写，永远都是0，此时就只能加一个对象
}
}6.下面的代码输出什么?这道题很有意思,稍不注意就掉进陷阱.
已知: Person类按照id和name重写了hashCode和equals方法（id和name相同的话就认定为同一个对象）, 问下面代码输出什么?
package com.hspedu.homework;
import java.util.HashSet;
import java.util.Objects;
@SuppressWarnings({"all"})
public class Homework06 {
public static void main(String[] args) {
HashSet set = new HashSet();//ok
Person p1 = new Person(1001,"AA");//ok
Person p2 = new Person(1002,"BB");//ok
set.add(p1);//ok
set.add(p2);//ok
p1.name = "CC"; // 修改了原p1的name为CC
set.remove(p1); // 可能删除失败，这里删除p1按照当前的1001和CC计算hash，那么这对应的位置与原p1不同
System.out.println(set);// 2
set.add(new Person(1001,"CC")); // 可以添加成功，添加到本来要删除的p1（实际删除失败）的位置
System.out.println(set);// 3
set.add(new Person(1001,"AA")); // 可以添加，因为原p1已经修改了
System.out.println(set);// 4
}
}
class Person {
public String name;
public int id;
public Person(int id, String name) {
this.name = name;
this.id = id;
}
@Override
public boolean equals(Object o) {
if (this == o) return true;
if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
Person person = (Person) o;
return id == person.id &&
Objects.equals(name, person.name);
}
@Override
public int hashCode() {
return Objects.hash(name, id);
}
@Override
public String toString() {
return "Person{" +
"name='" + name + ''' +
", id=" + id +
'}';
}
}7.试写出Vector和ArrayList的比较?
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