集合【LinkedList、HashSet、Collection集合体系】
集合【LinkedList、HashSet、Collection集合体系】
第1章 数据结构
1.1 List集合存储数据的结构
List接口下有不少个集合，它们存储元素所采用的结构方式是不一样的，这样就致使了这些集合有它们各自的特色，供给咱们在不一样的环境下进行使用。数据存储的经常使用结构有：堆栈、队列、数组、链表。咱们分别来了解一下：算法
l 堆栈，采用该结构的集合，对元素的存取有以下的特色：数组
n 先进后出（即，存进去的元素，要在后它后面的元素依次取出后，才能取出该元素）。例如，子弹压进弹夹，先压进去的子弹在下面，后压进去的子弹在上面，当开枪时，先弹出上面的子弹，而后才能弹出下面的子弹。安全
n 栈的入口、出口的都是栈的顶端位置数据结构
n 压栈：就是存元素。即，把元素存储到栈的顶端位置，栈中已有元素依次向栈底方向移动一个位置。ide
n 弹栈：就是取元素。即，把栈的顶端位置元素取出，栈中已有元素依次向栈顶方向移动一个位置。this
l 队列，采用该结构的集合，对元素的存取有以下的特色：spa
n 先进先出（即，存进去的元素，要在后它前面的元素依次取出后，才能取出该元素）。例如，安检。排成一列，每一个人依次检查，只有前面的人所有检查完毕后，才能排到当前的人进行检查。线程
n 队列的入口、出口各占一侧。例如，下图中的左侧为入口，右侧为出口。3d
l 数组，采用该结构的集合，对元素的存取有以下的特色：code
n 查找元素快：经过索引，能够快速访问指定位置的元素
n 增删元素慢：
u 指定索引位置增长元素：须要建立一个新数组，将指定新元素存储在指定索引位置，再把原数组元素根据索引，复制到新数组对应索引的位置。以下图
u 指定索引位置删除元素：须要建立一个新数组，把原数组元素根据索引，复制到新数组对应索引的位置，原数组中指定索引位置元素不复制到新数组中。以下图
l 链表，采用该结构的集合，对元素的存取有以下的特色：
n 多个节点之间，经过地址进行链接。例如，多我的手拉手，每一个人使用本身的右手拉住下我的的左手，依次类推，这样多我的就连在一块儿了。
n 查找元素慢：想查找某个元素，须要经过链接的节点，依次向后查找指定元素
n 增删元素快：
u 增长元素：操做如左图，只须要修改链接下个元素的地址便可。
u 删除元素：操做如右图，只须要修改链接下个元素的地址便可。
1.2 LinkedList集合
LinkedList集合数据存储的结构是链表结构。方便元素添加、删除的集合。实际开发中对一个集合元素的添加与删除常常涉及到首尾操做，而LinkedList提供了大量首尾操做的方法。以下图
LinkedList是List的子类，List中的方法LinkedList都是可使用，这里就不作详细介绍，咱们只须要了解LinkedList的特有方法便可。在开发时，LinkedList集合也能够做为堆栈，队列的结构使用。
方法演示：
LinkedList<String>link = newLinkedList<String>();
//添加元素
link.addFirst("abc1");
link.addFirst("abc2");
link.addFirst("abc3");
//获取元素
System.out.println(link.getFirst());
System.out.println(link.getLast());
//删除元素
System.out.println(link.removeFirst());
System.out.println(link.removeLast());
while(!link.isEmpty()){//判断集合是否为空
System.out.println(link.pop());//弹出集合中的栈顶元素
}
第2章 Set接口
查阅Set集合的API介绍，经过元素的equals方法，来判断是否为重复元素，它是个不包含重复元素的集合。Set集合取出元素的方式能够采用：迭代器、加强for。
Set集合有多个子类，这里咱们介绍其中的HashSet、LinkedHashSet这两个集合。
2.1 HashSet集合介绍
查阅HashSet集合的API介绍：此类实现Set接口，由哈希表支持（其实是一个 HashMap集合）。HashSet集合不能保证的迭代顺序与元素存储顺序相同。
HashSet集合，采用哈希表结构存储数据，保证元素惟一性的方式依赖于：hashCode()与equals()方法。
2.2 HashSet集合存储数据的结构（哈希表）
什么是哈希表呢？
哈希表底层使用的也是数组机制，数组中也存放对象，而这些对象往数组中存放时的位置比较特殊，当须要把这些对象给数组中存放时，那么会根据这些对象的特有数据结合相应的算法，计算出这个对象在数组中的位置，而后把这个对象存放在数组中。而这样的数组就称为哈希数组，即就是哈希表。
当向哈希表中存放元素时，须要根据元素的特有数据结合相应的算法，这个算法其实就是Object类中的hashCode方法。因为任何对象都是Object类的子类，因此任何对象有拥有这个方法。即就是在给哈希表中存放对象时，会调用对象的hashCode方法，算出对象在表中的存放位置，这里须要注意，若是两个对象hashCode方法算出结果同样，这样现象称为哈希冲突，这时会调用对象的equals方法，比较这两个对象是否是同一个对象，若是equals方法返回的是true，那么就不会把第二个对象存放在哈希表中，若是返回的是false，就会把这个值存放在哈希表中。
总结：保证HashSet集合元素的惟一，其实就是根据对象的hashCode和equals方法来决定的。若是咱们往集合中存放自定义的对象，那么保证其惟一，就必须复写hashCode和equals方法创建属于当前对象的比较方式。
2.3 HashSet存储JavaAPI中的类型元素
给HashSet中存储JavaAPI中提供的类型元素时，不须要重写元素的hashCode和equals方法，由于这两个方法，在JavaAPI的每一个类中已经重写完毕，如String类、Integer类等。
l 建立HashSet集合，存储String对象。
publicclass HashSetDemo {
publicstaticvoidmain(String[] args) {
//建立HashSet对象
HashSet<String>hs = newHashSet<String>();
//给集合中添加自定义对象
hs.add("zhangsan");
hs.add("lisi");
hs.add("wangwu");
hs.add("zhangsan");
//取出集合中的每一个元素
Iterator<String>it = hs.iterator();
while(it.hasNext()){
Strings = it.next();
System.out.println(s);
}
}
}
输出结果以下，说明集合中不能存储重复元素：
wangwu
lisi
zhangsan
2.4 HashSet存储自定义类型元素
给HashSet中存放自定义类型元素时，须要重写对象中的hashCode和equals方法，创建本身的比较方式，才能保证HashSet集合中的对象惟一
l 建立自定义对象Student
publicclass Student {
private String name;
privateintage;
public Student(String name, int age) {
super();
this.name= name;
this.age= age;
}
public String getName() {
returnname;
}
publicvoid setName(String name) {
this.name= name;
}
publicint getAge() {
returnage;
}
publicvoid setAge(intage) {
this.age= age;
}
@Override
public String toString() {
return"Student[name=" + name+ ", age=" + age + "]";
}
@Override
publicint hashCode() {
finalint prime = 31;
int result = 1;
result = prime * result + age;
result = prime * result + ((name == null) ? 0 : name.hashCode());
return result;
}
@Override
publicboolean equals(Object obj) {
if (this == obj)
returntrue;
if(!(obj instanceof Student)){
System.out.println("类型错误");
returnfalse;
}
Student other = (Student) obj;
returnthis.age== other.age&&this.name.equals(other.name);
}
}
l 建立HashSet集合，存储Student对象。
publicclass HashSetDemo {
publicstaticvoidmain(String[] args) {
//建立HashSet对象
HashSeths = newHashSet();
//给集合中添加自定义对象
hs.add(newStudent("zhangsan",21));
hs.add(newStudent("lisi",22));
hs.add(newStudent("wangwu",23));
hs.add(newStudent("zhangsan",21));
//取出集合中的每一个元素
Iteratorit = hs.iterator();
while(it.hasNext()){
Students = (Student)it.next();
System.out.println(s);
}
}
}
输出结果以下，说明集合中不能存储重复元素：
Student[name=lisi, age=22]
Student[name=zhangsan, age=21]
Student[name=wangwu, age=23]
第3章 判断集合元素惟一的原理
3.1 ArrayList的contains方法判断元素是否重复原理
ArrayList的contains方法会使用调用方法时，传入的元素的equals方法依次与集合中的旧元素所比较，从而根据返回的布尔值判断是否有重复元素。此时，当ArrayList存放自定义类型时，因为自定义类型在未重写equals方法前，判断是否重复的依据是地址值，因此若是想根据内容判断是否为重复元素，须要重写元素的equals方法。
3.2 HashSet的add/contains等方法判断元素是否重复原理
Set集合不能存放重复元素，其添加方法在添加时会判断是否有重复元素，有重复不添加，没重复则添加。
HashSet集合因为是无序的，其判断惟一的依据是元素类型的hashCode与equals方法的返回结果。规则以下：
先判断新元素与集合内已经有的旧元素的HashCode值
l 若是不一样，说明是不一样元素，添加到集合。
l 若是相同，再判断equals比较结果。返回true则相同元素；返回false则不一样元素，添加到集合。
因此，使用HashSet存储自定义类型，若是没有重写该类的hashCode与equals方法，则判断重复时，使用的是地址值，若是想经过内容比较元素是否相同，须要重写该元素类的hashcode与equals方法。
第4章 Collection总结
4.1 知识点总结
l Collection:
|- List 能够存储重复元素,有序的(元素存取顺序)
|- ArrayList
|- LinkedList
|- Set 不能存储重复元素,无序的(元素存取顺序)
|- HashSet
|- LinkedHashSet
l Collection方法：
n boolean add(Object e) 把给定的对象添加到当前集合中
n void clear() 清空集合中全部的元素
n boolean remove(Object o) 把给定的对象在当前集合中删除
n boolean contains(Object o) 判断当前集合中是否包含给定的对象
n boolean isEmpty() 判断当前集合是否为空
n Iterator iterator() 迭代器，用来遍历集合中的元素的
n int size() 返回集合中元素的个数
n Object[] toArray() 把集合中的元素，存储到数组中
l Iterator : 迭代器
n Object next()返回迭代的下一个元素
n boolean hasNext()若是仍有元素能够迭代，则返回 true。
l List与Set集合的区别？
List:
它是一个有序的集合(元素存与取的顺序相同)
它能够存储重复的元素
Set:
它是一个无序的集合(元素存与取的顺序可能不一样)
它不能存储重复的元素
l List集合中的特有方法
n void add(int index, Object element) 将指定的元素，添加到该集合中的指定位置上
n Object get(int index)返回集合中指定位置的元素。
n Object remove(int index) 移除列表中指定位置的元素, 返回的是被移除的元素
n Object set(int index, Object element)用指定元素替换集合中指定位置的元素,返回值的更新前的元素
l ArrayList:
底层数据结构是数组，查询快，增删慢
线程不安全，效率高
l LinkedList:
底层数据结构是链表，查询慢，增删快
线程不安全，效率高
l 泛型： 用来约束数据的数据类型
n 泛型的格式：
<数据类型>
泛型可使用在 类，接口，方法，变量上
n 泛型的好处
A:提升了程序的安全性
B:将运行期遇到的问题转移到了编译期
C:省去了类型强转的麻烦
l 加强for
简化数组和Collection集合的遍历
格式：
for(元素数据类型 变量 : 数组或者Collection集合) {
使用变量便可，该变量就是元素
}
好处：简化遍历
l HashSet:
元素惟一不能重复
底层结构是 哈希表结构
元素的存与取的顺序不能保证一致
如何保证元素的惟一的？
重写hashCode() 与 equals()方法
l LinkedHashSet:
元素惟一不能重复
底层结构是 哈希表结构 + 链表结构
元素的存与取的顺序一致
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01.集合_回顾_Java集合体系结构Collection(接口):单列集合|--List(接口):1.有序的；2.能够存储重复元素|--ArrayList(子类):数组实现|--LinkedList(子类):链表实现|--Set(接口):1.无序的;2.不能存储重复元素|--HashSet(子类):哈希表实现|--LinkedHashSet(子类--有序):链表、哈希表实现Map(接口):双列集合02.集合_回顾_Collection接口的经常使用方法1).boolean add(E e):将元素e添加到集合中。返回值：存储成功返回true(对于List集合基本都返回true)，存储失败返回false(对于Set集合若是存储重复元素返回false)2).void clear() : 清空集合。3).boolean contains(Object o) : 判断集合中是否包含元素o4).boolean remove(Object o) : 在集合中移除元素o。若是有多个，只移除一个。5).int size():获取集合大小。6).Object[] toArray() : 将集合内的元素封装到一个Object[]数组中返回。将集合转换为数组。7).Iterator<E> iterator():获取一个迭代器，用于遍历集合元素。03.集合_Collection接口中contains方法判断元素重复的原理Collection<String> strList = new ArrayList<>();String s1 = new String("黄渤");strList.add(s1);String s2 = new String("黄渤");System.out.println("集合中是否有黄渤：" + strList.contains(s2));//调用s2的equals()跟已经存储的每一个元素依次比较，若是哪一个返回true，说明找到。04.集合_Collection存储自定义Person对象重写equals方法1).定义Person类2).在Person类中重写equals()方法 Eclipse下-->shift + alt + s --> 松手 --> h --> 代码生成后能够去掉hashCode()方法 ---------------------------------------------------------------05.集合_List集合特色_特有方法1.特色：1).有序的；2).能够存储重复元素；2.特有方法：1).void add(int index, E element):在index位置上添加元素element。原index位置上的元素及其后续其它元素依次后移。2).E get(int index) : 获取index位置上的元素：Collection<String> strList = new ArrayList<>();for(int i = 0;i < strList.size(); i++){System.out.println(strList.get(i));//编译错误}3).ListIterator<E> listIterator():获取一个ListIterator迭代器；双向迭代器(Iterator--单向迭代器)4).E remove(int index) : 移除index位置上的元素；区分Collection中的remove(Object obj)。5).E set(int index,E element):将index位置上的元素替换为element。返回：被替换的元素。6).List<E> subList(int fromIndex, int toIndex)返回列表中指定的 fromIndex（包括 ）和 toIndex（不包括）之间的部分视图，原集合不变。06.集合_Set集合特色1).特色：1).无序的；2).不能存储重复元素2).特有方法：【无】所有继承自Collection---------------------------------------------------------------07.集合_数据结构_栈1).特色：先进后出08.集合_数据结构_队列1).特色：先进先出09.集合_数据结构_数组1).特色：查询快(由于使用索引直接做为数组的索引) 增删慢(由于要建立新数组，复制原数组的内容)10.集合_数据结构_链表1).特色：查询慢(由于从第一个节点开始找)增删快(仅指：增删两个操做自己，只须要赋值两个引用便可，但增删也是基于查询的)---------------------------------------------------------------11.集合_LinkedList的基本使用1).做为普通的List集合使用：LinkedList<String> strList = new LinkedList<>();strList.add("黄渤");strList.add("孙红雷");strList.add("王宝强");strList.add("黄磊");for(String s : strList){System.out.println(s);}12.集合_LinkedList模拟栈结构1).栈的特色：先进后出2).LinkedList的特有方法：1).addFirst():将元素添加到链表的首位。 addLast():将元素添加到链表的末尾；2).getFirst():获取链表的第一个元素(但不删除) getLast():获取链表的最后一个元素(但不删除)3).removeFirst():移除链表的第一个元素 removeLast():移除链表的最后一个元素4).pop():移除并返回此列表的第一个元素(能够实现弹栈)5).push():压栈。将该元素插入此列表的开头6).isEmpty():判断集合是否为空。3).代码实现栈结构：LinkedList<String> strList = new LinkedList<>();strList.push("aaa");//压栈strList.push("bbb");strList.push("ccc");System.out.println(strList);while(!strList.isEmpty()){System.out.println(strList.pop());}---------------------------------------------------------------13.集合_HashSet的基本使用-存储字符串Set<String> strSet = new HashSet<>();strSet.add("aaa");strSet.add("bbb");strSet.add("ccc");strSet.add("ddd");strSet.add("ddd");//不存储strSet.add("ddd");//不存储for(String s : strSet){System.out.println(s);//无序的}14.集合_HashSet存储自定义对象Set<Student> stuSet = new HashSet<>();stuSet.add(new Student(1.70,20));stuSet.add(new Student(1.70,20));//重写hashCode()和equals()以后，不存储了。System.out.println(stuSet.size());for(Student stu : stuSet){System.out.println(stu.height + "--" + stu.age);}15.集合_哈希表结构16.集合_自定义对象重写equals方法和hashCode方法怎样重写：Eclipse-->shift + alt + s -->松手 --> h (生成两个方法：hashCode()和equals())17.集合_LinkedHashSet集合1).LinkedHashSet:数据结构：链表 + 哈希表； 链表：保证元素的顺序； 哈希表：保证元素的惟一； 它是Set的特例，它是有序的Set2).示例：LinkedHashSet<String> set = new LinkedHashSet<>();set.add("aaa");set.add("bbb");set.add("ccc");set.add("ccc");//不存储for(String s : set){System.out.println(s);//aaa,bbb,ccc(有序的)}