[2014-08-08]JAVA笔记_Collection（集合）

一、 集合框架中的接口

 所谓框架就是一个类库的集合。集合框架就是一个用来表示和操作集合的统一的架构，包含了实现集合的接口与类。

二、List接口主要有2个实现类：ArrayList、LinkedList

·ArrayList

        1. ArrayList 底层采用数组实现，但是用不带参数的构造方法生产 ArrayList 对象时，实际上会在底层生成一个长度为 10 的 Object 类型的数组。 如果增加的元素超过10个，那么ArrayList底层会新生成一个数组，长度为原数组的1.5倍+1，然后将原数组的内容复制到新数组当中，并且后续增加的内容都会放到新数组当中。当新数组无法容纳增加的元素时，重复该过程。

         2. 对于 ArrayList 元素的删除操作，需要将被删除元素的后续元素向前移动，代价比较高。

         3. 集合当中只能放置对象的引用，无法放置原生数据类型，我们需要使用原生数据类型的包装类才能加入到集合当中。

         4. 集合当中放置的都是 Object 类型，因此取出来的也是 Object 类型，那么必须要使用强制类型转换将其转换为真正的类型（放置进去的类型）。

·LinkedList

          1. LinkedList 底层主要由双向链表实现。

          2. 添加数据：LinkedList list = new LinkedList();  list.add("elements");

          当向 ArrayList 添加啊一个对象时，实际上就是将该对象放置到了 ArrayList 底层所维护的数组当中；当向 LinkedList 中添加一个对象时，实际上 LinkedList 内部会生成一个Entry 对象，该 Entry 对象的结构为：

 // Entry类的伪代码  Entry{  Entry prevoius;  Object element;  Entry next;  }    Entry entry = new Entry();  entry.element = "elements";  list.add(entry); 

其中的 Object 类型的元素 element 就是我们向 LinkedList 中所添加的元素，然后 Entry 又构造好了向前与向后的引用 previous、next，最后将生成的这个Entry 对象加入到了链表当中。换句话说，LinkedList 中所维护的是一个个的Entry 对象。

· 关于ArrayList 与 LinkedList 的比较分析：

           a) ArrayList 底层采用数组实现，LInkedList 底层采用双向链表实现。

           b) 当执行插入或者删除操作时，采用 LinkedList 比较好。

           c) 当执行搜索操作时，采用 ArrayLIst 比较好。

三、 Set 接口

Set的特点：1. 是无序的、没有重复的。

set接口实现类常用的是HashSet。

package com.bob.set;import java.util.HashSet;public class SetTest2 {public static void main(String[] args) {// TODO Auto-generated method stubHashSet set = new HashSet();/*set.add(new People("zhangsan"));set.add(new People("lisi"));set.add(new People("zhangsan"));People p1 = new People("zhangsan");set.add(p1);set.add(p1);*/String s1 = new String("a");String s2 = new String("a");set.add(s1);set.add(s2);System.out.println(set);}}class People{String name;public People(String name){this.name = name;}}

1. 关于 Object 类的 equals 方法的特点（Object 的 equals 方法是比较两个对象是否相等）。

在一个非空的对象引用上它实现一个相等性的关系，它满足以下条件：

       a)  自反性：x.equals(x)应该返回 true
       b)  对称性：x.equals(y)为 true，那么 y.equals(x)也为 true。
       c)  传递性：x.equals(y)为  true 并且 y.equals(z)为 true，那么 x.equals(z)也应该为 true。
       d)  一致性：x.equals(y)的第一次调用为 true，那么 x.equals(y)的第二次、第三次、第 n次调用也应该为 true，前提条件是在比较之间没有修改 x 也没有修改 y。
       e)  对于非空引用 x，x.equals(null)返回 false。

注意：通常重写 equals() 方法的时候我们也会 重写 hashCode() 方法，这样以保证对hashCode()方法的一般性契约，表明相等的对象也有相同的hash Code

2. Object 类中的 hashCode() 方法：

      定义： public int hashCode();    返回一个对象的 hash code  值。这个方法是为了更好的支持 java.util.Hashtable 这个类。

关于 Object 类的 hashCode()方法的特点：

       a)  在 Java 应用的一次执行过程当中，对于同一个对象的 hashCode 方法的多次调用，他们应该返回同样的值（前提是该对象的信息没有发生变化） 。
       b)  对于两个对象来说，如果使用 equals 方法比较返回 true，那么这两个对象的 hashCode值一定是相同的。
       c)  对于两个对象来说，如果使用 equals 方法比较返回 false，那么这两个对象的 hashCode值不要求一定不同（可以相同，可以不同） ，但是如果不同则可以提高应用的性能。
       d)  对于 Object 类来说，不同的 Object 对象的 hashCode 值是不同的（Object 类的 hashCode值表示的是对象的地址） 。

3. 当使用 HashSet 时， hashCode()方法就会得到调用，判断已经存储在集合中的对象的hash code 值是否与增加的对象的 hash code 值一致；如果不一致，直接加进去；如果一致，再进行 equals 方法的比较，equals 方法如果返回 true，表示对象已经加进去了，就不会再增加新的对象，否则加进去。（所以当调用set 的 add() 方法的时候底层是通过 hashCode()  和  equals() 方法共同协作完成的。）

4. 如果我们重写 equals 方法，那么也要重写 hashCode 方法，反之亦然。

//覆写hashCode()和equals()方法实现比较人名相同就不添加对象package com.bob.set;import java.util.HashSet;public class SetTest3 {public static void main(String[] args) {HashSet set = new HashSet();Student s1 = new Student("zhangsan");Student s2 = new Student("zhangsan");set.add(s1);set.add(s2);System.out.println(set);}}class Student{String name;public Student(String name){this.name = name;}//override hashCode methodpublic int hashCode(){return this.name.hashCode();}//override equals methodpublic boolean equals(Object obj){if(this == obj){return true;}if(null != obj && obj instanceof Student){Student s = (Student)obj;if(name.equals(s.name)){return true;}}return false;}}//也可使用eclipse工具自动生成这2个方法。Source-->generate hashCode() and equals();

以上例子中取出来的都是[....]对象，如果想要取出对象的属性需要使用 HashSet 中的 iterator() 方法，此方法返回类型为 iterator 接口（可以使用子类实现接口方式返回此类型） 。iterator() 方法定义在 Iterable 接口中，因为Collection 接口是 iterable 的子接口，所以所有类集中都包含iterator()方法。

package com.bob.set;import java.util.HashSet;import java.util.Iterator;public class IteratorTest {public static void main(String[] args) {// TODO Auto-generated method stubHashSet set = new HashSet();set.add("a");set.add("b");set.add("c");set.add("d");//使用 Iterator必须先调用HashSet类的iterator()方法返回一个Iterator对象//Iterator iter = set.iterator();////while(iter.hasNext()){//String value = (String)iter.next();//System.out.println(value);//}for(Iterator iter = set.iterator(); iter.hasNext();){String value = (String)iter.next();System.out.println(value);}//对于Set一般采取迭代器(遍历)方式取得元素。//List也可以通过这种方式取得，但是一般list直接使用下标操纵更加方便。}}

5. Set的子接口：SortedSet

 SortedSet 中主要常用类：TreeSet

//将对象排序package com.bob.set;import java.util.Comparator;import java.util.Iterator;import java.util.TreeSet;public class TreeSetTest2 {public static void main(String[] args) {// TODO Auto-generated method stubTreeSet set = new TreeSet(new PersonComparator()); // 按照此种实例方法规则排序Person p1 = new Person(10);Person p2 = new Person(20);Person p3 = new Person(30);Person p4 = new Person(40);set.add(p1);set.add(p2); // 向TreeSet添加对象TreeSet会自动跟里面已有对象进行比较set.add(p3);set.add(p4);for (Iterator iter = set.iterator(); iter.hasNext();) {Person p = (Person) iter.next();System.out.println(p.score);}}}class Person {int score;public Person(int score) {this.score = score;}public String toString() {return String.valueOf(this.score);}}// 自定义比较规则class PersonComparator implements Comparator {@Overridepublic int compare(Object o1, Object o2) {// compare()方法返回值意思：// <0，arg0 < arg1。 arg1在arg0前面// =0, arg0 == arg1// <0, arg0 > arg1Person p1 = (Person) o1; // 集合中放置的是什么类型就转换成什么类型Person p2 = (Person) o2;return -(p1.score - p2.score); // 根据返回值来进行排序}}

Collections 静态类

package com.bob.set;import java.util.Collections;import java.util.Comparator;import java.util.Iterator;import java.util.LinkedList;public class CollectionsTest {public static void main(String[] args) {LinkedList list = new LinkedList();list.add(new Integer(-3));list.add(new Integer(-1));list.add(new Integer(-9));list.add(new Integer(3));list.add(new Integer(13));//使用Collections类中的reverseOrder()方法进行反序Comparator cmr = Collections.reverseOrder();Collections.sort(list, cmr);for(Iterator iter = list.iterator(); iter.hasNext();){System.out.println(iter.next() + " ");}System.out.println("#####################");//将集合打乱Collections.shuffle(list);for(Iterator iter = list.iterator(); iter.hasNext();){System.out.println(iter.next() + " ");}//打印最大数和最小数System.out.println("minimum value:" + Collections.min(list));System.out.println("maximum value:" + Collections.max(list));}}

四 、 Map（映射）

      1. map是一个对象，它会将键映射到它的值上。一个 map 不能包含重复的键，一个键最多映射一个值。(值可以是重复的)

      2. Map 的 keySet() 方法返回 Key 的集合， 因为 Map 的键是不能重复的的，因此 keySet()方法的返回类型是 Set；而 Map 的值是可以重复的，因此 values() 方法的返回类型是 Collection， 可以容纳重复的元素。

              keySet() 方法返回所有键的集合。返回一个 Set 类型，因为 Set 里面的元素是不能重复的。

              values() 方法返回一个 Collection 类型，因为 Collection 是可以重复的。

// put() get() keySet()package com.bob.set;import java.util.HashMap;import java.util.Iterator;import java.util.Set;public class MapTest3 {public static void main(String[] args) {HashMap map = new HashMap();map.put("a", "aa");map.put("b", "bb");map.put("c", "cc");map.put("d", "dd");map.put("e", "ee");//使用keySet()获取所有key的集合，遍历所有key，或者key对于的值Set set = map.keySet();for(Iterator iter = set.iterator() ; iter.hasNext(); ){String key = (String)iter.next();String value = (String)map.get(key);System.out.println(key + "=" + value);}}}

//使用entrySet()方式实现。Map接口中的成员变量Map.Entry类型package com.bob.set;import java.util.HashMap;import java.util.Iterator;import java.util.Map;import java.util.Map.Entry;import java.util.Set;public class MapTest5 {public static void main(String[] args) {HashMap map = new HashMap();map.put("a", "aa");map.put("b", "bb");map.put("c", "dd");map.put("c", "dd");//获取entry对象，entry对象里面包含了key和value一对的映射视图Set set = map.entrySet();//map.entrySet返回的类型是Map.Entryfor(Iterator iter = set.iterator(); iter.hasNext(); ){Map.Entry entry = (Map.Entry)iter.next();String key = (String)entry.getKey();String value = (String)entry.getValue();System.out.println(key + " : " + value);}}}

3. TreeMap

        TreeMap类不仅实现了Map接口，还实现了Map接口的子接口java.util.SortedMap。

五、HashSet 与 HashMap 源代码

         1. HashSet 底层是用 HashMap 实现的。当使用 add() 方法将对象添加到 Set 当中时， 实际上是将该对象作为底层所维护的 Map 对象的 key，而 value 则都是同一个 Object 对象（该对象我们用不上）；

         2. HashMap 底层会维护一个数组，我们向 HashMap 中放置的对象实际上是存储在该数组中。

         3. 当向 HashMap 中 put 一对键值时，它会根据 key 的 hashCode 值计算出一个位置，该位置就是此对象准备往数组中存放的位置。如果该位置没有对象存在，就将此对象直接放进数组中； 如果该位置已经有对象存在了，则顺着此存在的对象的链开始寻找（Entry 类有一个 Entry 类型的 next 成员变量，指向了该对象的下一个对象），如果该链上有对象的话，在去使用 equals 方法进行比较，如果对此链上的某个对象的 equals 方法比较为 false，则将该对象放到数组当中，然后将数组中该位置以前存在的那个对象链接到此对象的后面(根据操作系统原理，当前被使用的元素，在不久的将来更有可能会被使用，所以替换了之前的位置)。

HashMap 的内存实现布局