文章目录

一、前言
二、集合概述
三、Collection接口中的常用方法
四、Iterator迭代器
- 1.使用迭代器遍历集合元素
- 2.foreach循环遍历（增强for循环）
五、List接口
六、Set接口
七、Map接口
八、Map中常用方法
九、Properties处理属性文件
十、Collections工具类

一、前言

这篇技术博客是我复习尚硅谷JavaSE教程做的笔记总结，方便大家的学习同时也方便自己。博客内容非复制粘贴，纯手写。如果对你有帮助，欢迎点赞评论收藏！

二、集合概述

一方面，面向对象语言对事物的体现都是以对象的形式，为了方便对多个对象的操作，就要对对象进行存储。另一方面，使用Array存储对象方面具有一些弊端，而Java 集合就像一种容器，可以动态地把多个对象的引用放入容器中。
说明：此时的存储，主要指的是内存层面的存储，不涉及到持久化的存储（.txt、.jpg、.avi、数据库）

数组在存储多个数据方面的特点：

1. 一旦初始化以后，其长度就确定了
2. 数组一旦定义好，其元素的类型也就确定了。我们就只能操作指定类型
比如String[] arr;int[] arr;Object[] arr2;

数组在存储多个数据方面的缺点：

1. 一旦初始化以后，其长度就不可修改
2. 数组中提供的方法非常有限，对于添加、删除、插入数据等操作，非常不便，同时效率不高
3. 获取数组中实际元素的个数的需求，数组没有现成的属性或方法可用
4. 数组存储数据的特点：有序、可重复。对于无序、不可重复的需求，不能满足

Java 集合类可以用于存储数量不等的多个对象，还可用于保存具有映射关系的关联数组。

集合框架结构：

      |----Collection接口：单列集合，用来存储一个一个的对象
          |----List接口：存储有序、可重复的数据  --->动态数组
              |----ArrayList、LinkedList、Vector
          |----Set接口：存储无序、不可重复的数据
              |----HashSet、LinkedHashSet、TreeSet

     |----Map接口：双列集合，用来存储一对（key - value）的数据
          |----HashMap、LinkedHashMap、TreeMap、Hashtable、Properties

在这里插入图片描述

三、Collection接口中的常用方法

Collection 接口是 List、Set 和 Queue 接口的父接口，该接口里定义的方法既可用于操作 Set 集合，也可用于操作 List 和 Queue 集合。

JDK不提供此接口的任何直接实现，而是提供更具体的子接口(如：Set和List)实现。

在 Java5 之前，Java 集合会丢失容器中所有对象的数据类型，把所有对象都当成 Object 类型处理；从 JDK 5.0 增加了泛型以后，Java 集合可以记住容器中对象的数据类型。

代码展示：

/**
 *
 * Collection接口中声明方法的测试
 *
 * 结论：
 * 向Collection接口的实现类对象中添加obj数据时，要求obj所在类要重写equals()
 *
 */
public class CollectionTest {
    
    
    @Test
    public void test1(){
    
    
        Collection coll = new ArrayList();

        //add(Object e)：将元素e添加到集合coll中
        coll.add("AA");
        coll.add("BB");
        coll.add(123); //自动装箱
        coll.add(new Date());

        //size()：获取添加的元素的个数
        System.out.println(coll.size()); //4

        //addAll(Collection coll1):将coll1集合中的元素添加到当前的集合中
        Collection coll1 = new ArrayList();
        coll1.add(456);
        coll1.add("CC");
        coll.addAll(coll1);
        System.out.println(coll.size()); //6

        //clear():清空集合元素
        coll.clear();

        //isEmpty():判断当前集合是否为null
        System.out.println(coll.isEmpty());
    }

    @Test
    public void test2(){
    
    
        Collection coll = new ArrayList();
        coll.add(123);
        coll.add(456);
        coll.add(new String("Tom"));
        coll.add(false);

        coll.add(new Person("Jerry",20));

        //contains(Object obj):判断当前集合中是否包含obj
        //我们在判断时会调用obj对象所在类的equals()
        boolean contains = coll.contains(123);
        System.out.println(contains);  //true
        System.out.println(coll.contains(new String("Tom"))); //true
        System.out.println(coll.contains(new Person("Jerry",20))); //true

        //containsAll(Collection coll1):判断形参coll1中的所有元素是否都存在于当前集合中
        Collection coll1 = Arrays.asList(123,456);
        System.out.println(coll.containsAll(coll1));  //true
    }

    @Test
    public void test3(){
    
    
        //remove(Object obj):从当前集合中移除obj元素
        Collection coll = new ArrayList();
        coll.add(123);
        coll.add(456);
        coll.add(new Person("Jerry",20));
        coll.add(new String("Tom"));
        coll.add(false);

        coll.remove(123);
        System.out.println(coll);

        coll.remove(new Person("Jerry",20));
        System.out.println(coll);

        //removeAll(Collection coll1):从当前集合中移除coll1中所有的元素
        Collection coll1 = Arrays.asList(123,456);
        coll.removeAll(coll1);
        System.out.println(coll);
    }

    @Test
    public void test4(){
    
    
        Collection coll = new ArrayList();
        coll.add(123);
        coll.add(456);
        coll.add(new Person("Jerry",20));
        coll.add(new String("Tom"));
        coll.add(false);

        //retainAll(Collection coll1):获取当前集合和coll1结合的交集，并返回给当前集合
        //Collection coll1 = Arrays.asList(123,456,789);
        //coll.retainAll(coll1);
        //System.out.println(coll);

        //equals(Object obj):要想返回true，需要当前集合和形参集合的元素都相同
        Collection coll1 = new ArrayList();
        coll1.add(123);
        coll1.add(456);
        coll1.add(new Person("Jerry",20));
        coll1.add(new String("Tom"));
        coll1.add(false);

        System.out.println(coll.equals(coll1));
    }

    @Test
    public void test5(){
    
    
        Collection coll = new ArrayList();
        coll.add(123);
        coll.add(456);
        coll.add(new Person("Jerry",20));
        coll.add(new String("Tom"));
        coll.add(false);

        //hashCode():返回当前对象的哈希值
        System.out.println(coll.hashCode());

        //toArray():集合--->数组
        Object[] arr = coll.toArray();
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
    
    
            System.out.println(arr[i]);
        }

        //Arrays.asList():数组--->集合
        List<String> list = Arrays.asList(new String[]{
    
    "AA", "BB", "CC"});
        System.out.println(list);

        List arr1 = Arrays.asList(new int[]{
    
    123,456});
        System.out.println(arr1.size()); // 1

        List arr2 = Arrays.asList(new Integer[]{
    
    123,456});
        System.out.println(arr2.size()); // 2

        //iterator():返回Iterator接口的实例，用于遍历集合元素
    }
}

四、Iterator迭代器

1.使用迭代器遍历集合元素

Iterator对象称为迭代器(设计模式的一种)，主要用于遍历 Collection 集合中的元素。

GOF给迭代器模式的定义为：提供一种方法访问一个容器(container)对象中各个元
素，而又不需暴露该对象的内部细节。迭代器模式，就是为容器而生。

Collection接口继承了java.lang.Iterable接口，该接口有一个iterator()方法，那么所
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
Iterator接口的对象。

Iterator 仅用于遍历集合，Iterator 本身并不提供承装对象的能力。如果需要创建
Iterator 对象，则必须有一个被迭代的集合。

集合对象每次调用iterator()方法都得到一个全新的迭代器对象，默认游标都在集合
的第一个元素之前。

代码展示：

/**
 * 集合元素的遍历操作，使用Iterator迭代器接口
 * 内部方法：hasNext()和next()
 * 在调用it.next()方法之前必须要调用it.hasNext()进行检测。
 * 若不调用，且下一条记录无效，直接调用it.next()会抛出NoSuchElementException异常。
 * 
 * 内部定义了remove()，可以在遍历的时候，删除集合中的元素。此方法不同于集合直接调用remove
 */
public class IteratorTest {
    
    
    @Test
    public void test(){
    
    
        Collection coll = new ArrayList();
        coll.add(123);
        coll.add(456);
        coll.add(new String("Tom"));
        coll.add(false);


        Iterator iterator = coll.iterator();

        //方式一：
//        System.out.println(iterator.next());
//        System.out.println(iterator.next());
//        System.out.println(iterator.next());
//        System.out.println(iterator.next());
//        //报异常：NoSuchElementException
//        System.out.println(iterator.next());

        //方式二：
//        for (int i = 0; i < coll.size(); i++) {
    
    
//            System.out.println(iterator.next());
//        }

        //方式三：推荐
        //hasNext():判断是否还有下一个元素
        while (iterator.hasNext()){
    
    
        	//next():1.指针下移 2.将下移以后集合位置上的元素返回
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }
    
	//测试Iterator中的remove()
	//如果还未调用next()或在上一次调用 next 方法之后已经调用了 remove 方法，
    //再调用remove都会报IllegalStateException
	@Test
    public void test2(){
    
    
        Collection coll = new ArrayList();
        coll.add(123);
        coll.add(456);
        coll.add(new String("Tom"));
        coll.add(false);

        //删除集合中"Tom"
        Iterator iterator = coll.iterator();
        while (iterator.hasNext()){
    
    
            Object obj = iterator.next();
            if ("Tom".equals(obj)){
    
    
                iterator.remove();
            }
        }

        //遍历集合
        iterator = coll.iterator();
        while (iterator.hasNext()){
    
    
            System.out.println(iterator.next()); //false
        }
    }
}

迭代器执行原理：
在这里插入图片描述

2.foreach循环遍历（增强for循环）

Java 5.0 提供了 foreach 循环迭代访问集合和数组。
遍历操作不需获取Collection或数组的长度，无需使用索引访问元素。
遍历集合的底层调用Iterator完成操作。
foreach还可以用来遍历数组。

在这里插入图片描述

代码展示：

public class ForeachTest {
    
    
    @Test
    public void test(){
    
    
        Collection coll = new ArrayList();
        coll.add(123);
        coll.add(456);
        coll.add(new String("Tom"));
        coll.add(false);

        //foreach
        //内部仍然调用了迭代器
        for(Object obj : coll){
    
    
            System.out.println(obj);
        }
    }

    @Test
    public void test2(){
    
    
        int[] arr = new int[]{
    
    1,2,3,4,5,6};
        for (int i : arr) {
    
    
            System.out.println(i);
        }
    }
}

五、List接口

1.List接口概述

鉴于Java中数组用来存储数据的局限性，我们通常使用List替代数组
List集合类中元素有序、且可重复，集合中的每个元素都有其对应的顺序索引。
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接口的实现类常用的有：ArrayList、LinkedList和Vector。

 |----Collection接口：单列集合，用来存储一个一个的对象
     |----List接口：存储有序、可重复的数据  --->动态数组
         |----ArrayList：作为List接口的主要实现类，线程不安全的，效率高；底层使用Object[] elementData存储
         |----LinkedList：对于频繁的插入、删除操作，使用此类效率比ArrayList高；底层使用双向链表存储
         |----Vector：作为List接口的古老实现类，线程安全的，效率低；底层使用Object[] elementData存储
 
 面试题：ArrayList、LinkedList、Vector三者的异同？
 同：三个类都实现了List接口，存储数据的特点相同：存储有序的、可重复的数据
 不同：见上

2.实现类的底层实现原理

ArrayList

ArrayList源码分析：
      jdk7的情况下
          ArrayList list = new ArrayList(); //底层创建了长度是10的Object[]数组elementData
          list.add(123);  //elementData[0] = new Integer(123);
          ...
          list.add(11);  //如果此次添加导致底层elementData数组容量不够，则扩容。
          默认情况下，扩容为原来的容量的1.5倍，同时需要将原有数组中的数据复制到新的数组中
 
         结论：建议开发中使用带参的构造器：ArrayList list = new ArrayList(int capacity)
 
      jdk8中ArrayList的变化：
          ArrayList list = new ArrayList(); //底层Object[] elementData初始化为{}，并没有创建长度为10的数组
          list.add(123);  //第一次调用add()时，底层才创建了长度10的数组，并将数据123添加到elementData[0]
          ...
          后续的添加和扩容操作与jdk7无异
 
      小结：jdk7中的ArrayList的创建类似于单例的饿汉式，而jdk8中的ArrayList的对象的创建类似于单例的懒汉式
           延迟了数组的创建，节省内存

LinkedList

LinkedList的源码分析：
       LinkedList list = new LinkedList(); 内部声明了Node类型的first和last属性，默认值为null
       list.add(123); //将123封装到Node中，创建了Node对象
       
       其中,Node定义为：体现了LinkedList的双向链表的说法
       private static class Node<E> {
          E item;
          Node<E> next;
          Node<E> prev;
 
          Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
              this.item = element;
              this.next = next;
              this.prev = prev;
          }
      }

Vector

Vector的源码分析：jdk7和jdk8中通过Vector()构造器创建对象时，
底层都创建了长度为10的数组
在扩容方面，默认扩容为原来的数组长度的2倍数

3.List中常用方法

List除了从Collection集合继承的方法外，List 集合里添加了一些根据索引来操作集合元素的方法。

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。如果不存在返回-1
int lastIndexOf(Object obj):返回obj在当前集合中末次出现的位置。如果不存在返回-1
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
List subList(int fromIndex, int toIndex):返回从fromIndex到toIndex位置的左闭右开区间的子集合

总结：常用方法

增：add(Object obj)
删：remove(int index) / remove(Object obj)
改：set(int index,Object ele)
查：get(int index)
插：add(int index,Object ele)
长度：size()
遍历：1.Iterator迭代器
      2.增强for循环
      3.普通的循环

代码展示：

/**
 * List接口中的常用方法
 */
public class ListTest {
    
    
    @Test
    public void test1(){
    
    
        ArrayList list = new ArrayList();
        list.add(123);
        list.add(456);
        list.add("AA");
        list.add(new Person("Tom",12));
        list.add(456);

        System.out.println(list);

        //void add(int index, Object ele):在index位置插入ele元素
        list.add(1,"BB");
        System.out.println(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 list1 = Arrays.asList(1, 2, 3);
        list.addAll(list1);
//        list.add(list1);
        System.out.println(list.size()); //9

        //Object get(int index):获取指定index位置的元素
        System.out.println(list.get(0));
    }

    @Test
    public void test2(){
    
    
        ArrayList list = new ArrayList();
        list.add(123);
        list.add(456);
        list.add("AA");
        list.add(new Person("Tom",12));
        list.add(456);

        //int indexOf(Object obj):返回obj在集合中首次出现的位置，如果不存在返回-1
        int index = list.indexOf(456);
        System.out.println(index);

        //int lastIndexOf(Object obj):返回obj在当前集合中末次出现的位置。如果不存在返回-1
        System.out.println(list.lastIndexOf(456));

        //Object remove(int index):移除指定index位置的元素，并返回此元素
        Object obj = list.remove(0);
        System.out.println(obj);
        System.out.println(list);

        //Object set(int index, Object ele):设置指定index位置的元素为ele
        list.set(1,"CC");
        System.out.println(list);

        //List subList(int fromIndex, int toIndex):返回从fromIndex到toIndex位置的左闭右开区间的子集合
        List subList = list.subList(2, 4);
        System.out.println(subList);
        System.out.println(list);
    }

    @Test
    public void test3(){
    
    
        ArrayList list = new ArrayList();
        list.add(123);
        list.add(456);
        list.add("AA");

        //方式一：Iterator迭代器
        Iterator it = list.iterator();
        while (it.hasNext()){
    
    
            System.out.println(it.next());
        }

        //方式二：增强for循环
        for (Object obj : list){
    
    
            System.out.println(obj);
        }

        //方式三：普通for循环
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
    
    
            System.out.println(list.get(i));
        }
    }
}

六、Set接口

1.Set接口概述

Set接口是Collection的子接口，set接口没有提供额外的方法
Set 集合不允许包含相同的元素，如果试把两个相同的元素加入同一个
Set 集合中，则添加操作失败。
Set 判断两个对象是否相同不是使用 == 运算符，而是根据 equals() 方法

  Set接口的框架：
        |----Set接口：存储无序、不可重复的数据
            |----HashSet：作为Set接口的主要实现类；线程不安全的；可以存储null值
                |----LinkedHashSet：作为HashSet的子类，遍历其内部数据时，可以按照添加的顺序遍历
                					对于频繁的遍历操作，LinkedHashSet效率高于HashSet
            |----TreeSet：可以按照添加对象的指定属性，进行排序。

2.HashSet中元素添加过程

一、Set:存储无序的、不可重复的数据
以HashSet为例说明：
1.无序性：不等于随机性。存储的数据在底层数组中并非按照数组索引的顺序添加。而是根据数据的哈希值决定
2.不可重复性：保证添加的元素按照equals()判断时，不能返回true。即相同的元素只能添加一个。

二、添加元素的过程：以HashSet为例：
    我们像HashSet中添加元素a，首先调用元素a所在类的hashCode(),计算元素a的哈希值
    此哈希值接着通过某种算法计算出在HashSet底层数组中的存放位置（即为：索引位置），
    判断数组此位置上是否已经有元素：
        如果此位置上没有其他元素，则元素a添加成功  --->情况一
        如果此位置上有其他元素b（或以链表形式存在的多个元素），则比较元素a与元素b的哈希值：
            如果哈希值不相同，则元素a添加成功  --->情况二
            如果哈希值相同，进而需要调用元素a所在类的equals()：
                equals()返回true，元素a添加失败
                equals()返回false，元素a添加成功  --->情况三

    对于添加成功的情况二和情况三而言：元素a与已经存在指定索引位置上数据以链表的方式存储
    jdk7:元素a放到数组中，指向原来的元素
    jdk8:原来的元素在数组中，指向元素a
    总结：七上八下
    
    HashSet底层：数组 + 链表的结构

在这里插入图片描述

3.关于hashCode和equals方法重写

重写 hashCode()基本原则

在程序运行时，同一个对象多次调用 hashCode() 方法应该返回相同的值。
当两个对象的 equals() 方法比较返回 true 时，这两个对象的 hashCode()方法的返回值也应相等。
对象中用作 equals() 方法比较的 Field，都应该用来计算 hashCode 值

重写 equals() 基本原则

以自定义的Customer类为例，何时需要重写equals()？

当一个类有自己特有的“逻辑相等”概念,当改写equals()的时候，总是
要改写hashCode()，根据一个类的equals方法（改写后），两个截然不
同的实例有可能在逻辑上是相等的，但是，根据Object.hashCode()方法，它们仅仅是两个对象。
因此，违反了“相等的对象必须具有相等的散列码”。
结论：复写equals方法的时候一般都需要同时复写hashCode方法。通
常参与计算hashCode的对象的属性也应该参与到equals()中进行计算。

总结：

要求：向Set中添加的元素，其所在的类一定要重写hashCode()和equals()
要求：重写的hashCode()和equals()尽可能保持一致性：相等的对象必须具有相同的散列码
重写两个方法小技巧：对象中用作equals()比较的Field，都应该用来计算hashCode

4.LinkedHashSet的使用

LinkedHashSet 是 HashSet 的子类
LinkedHashSet 根据元素的 hashCode 值来决定元素的存储位置，
但它同时使用双向链表维护元素的次序，这使得元素看起来是以插入
顺序保存的。
LinkedHashSet插入性能略低于 HashSet，但在迭代访问 Set 里的全
部元素时有很好的性能。
LinkedHashSet 不允许集合元素重复。
在添加数据的同时，每个数据还维护了两个引用，记录此数据前一个数据和后一个数据。

优点：对于频繁的遍历操作，LinkedHashSet效率高于HashSet

在这里插入图片描述

5.TreeSet类

TreeSet 是 SortedSet 接口的实现类，TreeSet 可以确保集合元素处于排序状态。

TreeSet底层使用红黑树结构存储数据

在这里插入图片描述

TreeSet 两种排序方法：自然排序和定制排序。默认情况下，TreeSet 采用自然排序。

自然排序

向 TreeSet 中添加元素时，只有第一个元素无须比较compareTo()方法，后面添加的所有元素都会调用compareTo()方法进行比较。
因为只有相同类的两个实例才会比较大小，所以向 TreeSet 中添加的应该是同一个类的对象。
对于 TreeSet 集合而言，它判断两个对象是否相等的唯一标准是：两个对象通过 compareTo(Object obj) 方法比较返回值。
当需要把一个对象放入 TreeSet 中，重写该对象对应的 equals() 方法时，应保证该方法与 compareTo(Object obj) 方法有一致的结果：如果两个对象通过equals() 方法比较返回 true，则通过 compareTo(Object obj) 方法比较应返回 0。否则，让人难以理解。

public class TreeSetTest {
    
    
    /*
    1.向TreeSet中添加的数据，要求是相同类的对象
    2.两种排序方式：自然排序（实现Comparable） 和 定制排序

    3.自然排序中，比较两个对象是否相同的标准为：
    compareTo()返回0，不再是equals()
     */
    @Test
    public void test1(){
    
    
        TreeSet set = new TreeSet();
        //报错：不能添加不同类的对象
//        set.add(123);
//        set.add(456);
//        set.add("AA");
//        set.add(new Person("Tom",12));

        //举例一：
//        set.add(34);
//        set.add(-34);
//        set.add(43);
//        set.add(11);
//        set.add(8);

        //举例二：
        set.add(new Person("Tom",12));
        set.add(new Person("Jerry",32));
        set.add(new Person("Jim",2));
        set.add(new Person("Mike",65));
        set.add(new Person("Jack",33));
        set.add(new Person("Jack",56));

        Iterator iterator = set.iterator();
        while (iterator.hasNext()){
    
    
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }
}

=========================================================
public class Person implements Comparable{
    
    
    private String name;
    private int age;

    public Person() {
    
    
    }

    public Person(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;
    }

    public void setAge(int age) {
    
    
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
    
    
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
    
    
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        Person person = (Person) o;
        return age == person.age &&
                Objects.equals(name, person.name);
    }

    //按照姓名从小到大,年龄从小到大排列
    @Override
    public int compareTo(Object o) {
    
    
        if (o instanceof Person){
    
    
            Person p = (Person) o;
            //return this.name.compareTo(p.name);
            int compare = this.name.compareTo(p.name);
            if (compare != 0){
    
    
                return compare;
            }else {
    
    
                return Integer.compare(this.age,p.age);
            }
        }else {
    
    
            throw new RuntimeException("输入的类型不匹配");
        }
    }
}

定制排序

TreeSet的自然排序要求元素所属的类实现Comparable接口，如果元素所属的类没有实现Comparable接口，或不希望按照升序(默认情况)的方式排列元素或希望按照其它属性大小进行排序，则考虑使用定制排序。定制排序，通过Comparator接口来实现。需要重写compare(T o1,T o2)方法。
利用int compare(T o1,T o2)方法，比较o1和o2的大小：如果方法返回正整数，则表示o1大于o2；如果返回0，表示相等；返回负整数，表示o1小于o2。
要实现定制排序，需要将实现Comparator接口的实例作为形参传递给TreeSet的构造器。
此时，仍然只能向TreeSet中添加类型相同的对象。否则发生ClassCastException异常。
使用定制排序判断两个元素相等的标准是：通过Comparator比较两个元素返回了0。

public class TreeSetTest {
    
    
    /*
    1.向TreeSet中添加的数据，要求是相同类的对象
    2.两种排序方式：自然排序（实现Comparable） 和 定制排序（Comparator）

    3.自然排序中，比较两个对象是否相同的标准为：
    compareTo()返回0，不再是equals()
    4.在定制排序中，比较两个对象是否相同的标准为：
    compare()返回0，不再是equals()
     */
    @Test
    public void test(){
    
    
        Comparator com = new Comparator() {
    
    
            //按照年龄从小到大排列
            @Override
            public int compare(Object o1, Object o2) {
    
    
                if (o1 instanceof Person && o2 instanceof Person){
    
    
                    Person p1 = (Person) o1;
                    Person p2 = (Person) o2;
                    return Integer.compare(p1.getAge(),p2.getAge());
                }else {
    
    
                    throw new RuntimeException("输入的数据类型不匹配");
                }
            }
        };

        TreeSet set = new TreeSet(com);
        set.add(new Person("Tom",12));
        set.add(new Person("Jerry",32));
        set.add(new Person("Jim",2));
        set.add(new Person("Mike",65));
        set.add(new Person("Jack",33));
        set.add(new Person("Mary",33));
        set.add(new Person("Jack",56));

        Iterator iterator = set.iterator();
        while (iterator.hasNext()){
    
    
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }
}

七、Map接口

Map与Collection并列存在。用于保存具有映射关系的数据:key-value
Map 中的 key 和 value 都可以是任何引用类型的数据
Map 中的 key 用Set来存放，不允许重复，即同一个 Map 对象所对应的类，须重写hashCode()和equals()方法
常用String类作为Map的“键”
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
唯一的、确定的 value
Map接口的常用实现类：HashMap、TreeMap、LinkedHashMap和
Properties。其中，HashMap是 Map 接口使用频率最高的实现类

1.实现类结构及对比

在这里插入图片描述

|----Map：双列数据，存储key-value对的数据  ---类似于高中的函数：y = f(x)
       |----HashMap：作为Map的主要实现类；线程不安全的，效率高；存储null的key和value
               |----LinkedHashMap:保证再遍历map元素时，可以按照添加的顺序实现遍历
                   原因：在原有的HashMap底层结构基础上，添加了一对指针，指向前一个和后一个元素
                   对于频繁的遍历操作，此类执行效率要高于HashMap
       |----TreeMap：保证按照添加的key-value对进行排序，实现排序遍历。此时考虑key的自然排序或定制排序
                     底层使用红黑树
       |----Hashtable：作为古老的实现类；线程安全的，效率低；不能存储null的key和value
               |----Properties:常用来处理配置文件。key和value都是String类型

  HashMap的底层：数组 + 链表 （jdk7及之前）
               数组 + 链表 + 红黑树  （jdk8）

2.key-value的理解

Map中的key：无序的、不可重复的，使用Set存储所有的key  --->key所在的类重写equals()和hashCode()：以HashMap为例
Map中的value：无序的、可重复的，使用Collection存储所有的value  --->value所在类要重写equals()
一个键值对：key-value构成了一个Entry对象
Map中的Entry：无序的、不可重复的，使用Set存储所有的entry

在这里插入图片描述

3.HashMap底层实现原理

HashMap是 Map 接口使用频率最高的实现类。

允许使用null键和null值，与HashSet一样，不保证映射的顺序。
所有的key构成的集合是Set:无序的、不可重复的。所以，key所在的类要重写：equals()和hashCode()
所有的value构成的集合是Collection:无序的、可以重复的。所以，value所在的类要重写：equals()
一个key-value构成一个entry
所有的entry构成的集合是Set:无序的、不可重复的
HashMap 判断两个 key 相等的标准是：两个 key 通过 equals() 方法返回 true，hashCode 值也相等。
HashMap 判断两个 value相等的标准是：两个 value 通过 equals() 方法返回 true。

基于JDK7版本

HashMap map = new HashMap();
在实例化以后，底层创建了长度为16的一维数组Entry[] table
...可能已经执行过多次put操作...

map.put(key1,value1):
首先，调用key1所在类的hashCode()计算key1哈希值，此哈希值经过某种算法计算
以后，得到在Entry数组中的存放位置
如果此位置上数据为空，此时key1-value1添加成功  --->情况一
如果此位置上的数据不为空，（意味着此位置上存在一个或多个数据（以链表形式存在））
比较key1和已经存在的一个或多个数据的哈希值：
	如果key1的哈希值与已经存在的数据的哈希值都不相同，此时key1-value1添加成功  --->情况二
	如果key1的哈希值和已经存在的某一个数据（key2-value2）的哈希值相同，继续比较：调用key1所在类的equals(key2)比较：
		如果equals()返回false:此时key1-value1添加成功  --->情况三
		如果equals()返回true:使用value1替换value2

	补充：关于情况2和情况3：此时key1-value1和原来的数据以链表的方式存储
	
	在不断的添加过程中，会涉及到扩容问题，当超出临界值（且要存放的位置非空）时，扩容。默认的扩容方式：扩容为原来容量的2倍，并将原有的数据复制过来

在这里插入图片描述

基于JDK8版本

jdk8 相较于 jdk7在底层实现方面的不同：
1.new HashMap():底层没有创建一个长度为16的数组
2.jdk8底层的数组时：Node[]，而非Entry[]
3.首次调用put()时，底层创建长度为16的数组
4.jdk7底层结构只有：数组 + 链表。jdk8中底层结构：数组 + 链表 + 红黑树
当数组的某一个索引位置上的元素以链表形式存在的数据个数 > 8且当前数组的长度 > 64，此时此索引位置上
的所有数据改为使用红黑树存储

## 4.Linked

4.LinkedHashMap底层实现原理

LinkedHashMap 是 HashMap 的子类
在HashMap存储结构的基础上，使用了一对双向链表来记录添加
元素的顺序
与LinkedHashSet类似，LinkedHashMap 可以维护 Map 的迭代
顺序：迭代顺序与 Key-Value 对的插入顺序一致

源码中：
static class Entry<K,V> extends HashMap.Node<K,V> {
    
    
	Entry<K,V> before, after; //能够记录添加的元素的先后顺序
	Entry(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {
    
    
		super(hash, key, value, next);
	}
}

5.TreeMap类

TreeMap存储 Key-Value 对时，需要根据 key-value 对进行排序。
TreeMap 可以保证所有的 Key-Value 对处于有序状态。
TreeSet底层使用红黑树结构存储数据
自然排序：TreeMap 的所有的 Key 必须实现 Comparable 接口，而且所有的 Key 应该是同一个类的对象，否则将会抛出 ClasssCastException
定制排序：创建 TreeMap 时，传入一个 Comparator 对象，该对象负责对TreeMap 中的所有 key 进行排序。此时不需要 Map 的 Key 实现Comparable 接口
TreeMap判断两个key相等的标准：两个key通过compareTo()方法或
者compare()方法返回0。

自然排序与定制排序

public class MapTest {
    
    
    //向TreeMap中添加key-value，要求key必须是由同一个类创建的对象
    //因为要按照key进行排序：自然排序、定制排序

    //自然排序
    @Test
    public void test1(){
    
    
        TreeMap map = new TreeMap();

        Person p1 = new Person("Tom",23);
        Person p2 = new Person("Jerry",32);
        Person p3 = new Person("Jack",22);
        Person p4 = new Person("Rose",18);

        map.put(p1,98);
        map.put(p2,89);
        map.put(p3,76);
        map.put(p4,100);

        Set entrySet = map.entrySet();
        Iterator iterator1 = entrySet.iterator();
        while (iterator1.hasNext()) {
    
    
            Object obj = iterator1.next();
            Map.Entry entry = (Map.Entry) obj;
            System.out.println(entry.getKey() + "---->" + entry.getValue());
        }
    }

    //定制排序
    @Test
    public void test2(){
    
    
        TreeMap map = new TreeMap(new Comparator() {
    
    
            @Override
            public int compare(Object o1, Object o2) {
    
    
                if (o1 instanceof Person && o2 instanceof Person){
    
    
                    Person p1 = (Person) o1;
                    Person p2 = (Person) o2;
                    return Integer.compare(p1.getAge(),p2.getAge());
                }
                throw new RuntimeException("输入的类型不匹配");
            }
        });

        Person p1 = new Person("Tom",23);
        Person p2 = new Person("Jerry",32);
        Person p3 = new Person("Jack",22);
        Person p4 = new Person("Rose",18);

        map.put(p1,98);
        map.put(p2,89);
        map.put(p3,76);
        map.put(p4,100);

        Set entrySet = map.entrySet();
        Iterator iterator1 = entrySet.iterator();
        while (iterator1.hasNext()) {
    
    
            Object obj = iterator1.next();
            Map.Entry entry = (Map.Entry) obj;
            System.out.println(entry.getKey() + "---->" + entry.getValue());
        }
    }
}

==================================================================

public class Person implements Comparable{
    
    
    private String name;
    private int age;

    public Person() {
    
    
    }

    public Person(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;
    }

    public void setAge(int age) {
    
    
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
    
    
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
    
    
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        Person person = (Person) o;
        return age == person.age &&
                Objects.equals(name, person.name);
    }

    //按照姓名从小到大,年龄从小到大排列
    @Override
    public int compareTo(Object o) {
    
    
        if (o instanceof Person){
    
    
            Person p = (Person) o;
            //return this.name.compareTo(p.name);
            int compare = this.name.compareTo(p.name);
            if (compare != 0){
    
    
                return compare;
            }else {
    
    
                return Integer.compare(this.age,p.age);
            }
        }else {
    
    
            throw new RuntimeException("输入的类型不匹配");
        }
    }
}

八、Map中常用方法

1.添加、删除、修改操作

Object put(Object key,Object value)：将指定key-value添加到(或修改)当前map对象中
void putAll(Map m):将m中的所有key-value对存放到当前map中
Object remove(Object key)：移除指定key的key-value对，并返回value
void clear()：清空当前map中的所有数据

代码展示：

public class MapTest {
    
    
    @Test
    public void test(){
    
    
        Map map = new HashMap();
        //add()
        //添加
        map.put("AA",123);
        map.put(45,123);
        map.put("BB",56);
        //修改
        map.put("AA",87);
        System.out.println(map);


        //putAll()
        Map map1 = new HashMap();
        map1.put("CC",123);
        map1.put("DD",123);
        map.putAll(map1);
        System.out.println(map);


        //remove(Object key)
        Object value = map.remove("CC");
        System.out.println(value);
        System.out.println(map);


        //clear()
        map.clear(); //与map = null操作不同
        System.out.println(map.size());
        System.out.println(map);
    }
}

2.元素查询的操作

Object get(Object key)：获取指定key对应的value
boolean containsKey(Object key)：是否包含指定的key
boolean containsValue(Object value)：是否包含指定的value
int size()：返回map中key-value对的个数
boolean isEmpty()：判断当前map是否为空
boolean equals(Object obj)：判断当前map和参数对象obj是否相等

代码展示：

public class MapTest {
    
    
    @Test
    public void test1(){
    
    
        Map map = new HashMap();
        map.put("AA",123);
        map.put(45,123);
        map.put("BB",56);

        //get()
        System.out.println(map.get(45));

        //containsKey()
        boolean isExist = map.containsKey("BB");
        System.out.println(isExist);

        //containsValue()
        isExist = map.containsValue(123);
        System.out.println(isExist);

        //isEmpty()
        map.clear();
        System.out.println(map.isEmpty());
    }
}

3.元视图的操作

Set keySet()：返回所有key构成的Set集合
Collection values()：返回所有value构成的Collection集合
Set entrySet()：返回所有key-value对构成的Set集合

代码展示：

public class MapTest {
    
    
    @Test
    public void test1() {
    
    
        Map map = new HashMap();
        map.put("AA", 123);
        map.put(45, 123);
        map.put("BB", 56);

        //遍历所有的key集：keySet()
        Set set = map.keySet();
        Iterator iterator = set.iterator();
        while (iterator.hasNext()){
    
    
            System.out.println(iterator.next());
        }


        //values()
        Collection values = map.values();
        for (Object obj : values) {
    
    
            System.out.println(obj);
        }


        //遍历所有的key-value
        //方式一：entrySet()
        Set entrySet = map.entrySet();
        Iterator iterator1 = entrySet.iterator();
        while (iterator1.hasNext()){
    
    
            Object obj = iterator1.next();
            //entrySet结合中的元素都是entry
            Map.Entry entry = (Map.Entry) obj;
            System.out.println(entry.getKey() + "---->" + entry.getValue());
        }

        //方式二：
        Set keySet = map.keySet();
        Iterator iterator2 = keySet.iterator();
        while (iterator2.hasNext()){
    
    
            Object key = iterator2.next();
            Object value = map.get(key);
            System.out.println(key + "--->" + value);
        }
    }
}

总结常用方法：

添加：Object put(Object key,Object value)
删除：Object remove(Object key)
修改：Object put(Object key,Object value)：
查询：get(Object key)
长度：size()
遍历：keySet() / values() / entrySet()

九、Properties处理属性文件

Properties 类是 Hashtable 的子类，该对象用于处理属性文件
由于属性文件里的 key、value 都是字符串类型，所以 Properties 里的 key和 value 都是字符串类型
存取数据时，建议使用setProperty(String key,String value)方法和
getProperty(String key)方法

我们先在项目中创建一个jdbc.properties配置文件：
在这里插入图片描述

代码展示：

public class PropertiesTest {
    
    
    //Properties：常用来处理配置文件。key和value都是String类型
    public static void main(String[] args){
    
    
        FileInputStream fis = null;
        try {
    
    
            Properties pros = new Properties();

            fis = new FileInputStream("jdbc.properties");
            pros.load(fis); //加载流对应的文件
            String name = pros.getProperty("name");
            String password = pros.getProperty("password");
            System.out.println("name = " + name + ", password = " + password);
        } catch (IOException e) {
    
    
            e.printStackTrace();
        }finally {
    
    
            if (fis != null){
    
    
                try {
    
    
                    fis.close();
                } catch (IOException e) {
    
    
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

十、Collections工具类

Collections 是一个操作 Set、List 和 Map 等集合的工具类

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，还提供了对集合对象设置不可变、对集合对象实现同步控制等方法

常用方法：

reverse(List)：反转 List 中元素的顺序
shuffle(List)：对 List 集合元素进行随机排序
sort(List)：根据元素的自然顺序对指定 List 集合元素按升序排序
sort(List，Comparator)：根据指定的 Comparator 产生的顺序对 List 集合元素进行排序
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
Object max(Collection)：根据元素的自然顺序，返回给定集合中的最大元素
Object max(Collection，Comparator)：根据 Comparator 指定的顺序，返回
给定集合中的最大元素
Object min(Collection)
Object min(Collection，Comparator)
int frequency(Collection，Object)：返回指定集合中指定元素的出现次数
void copy(List dest,List src)：将src中的内容复制到dest中
boolean replaceAll(List list，Object oldVal，Object newVal)：使用新值替换List 对象的所有旧值

在这里插入图片描述

Java集合笔记（含底层原理分析）

文章目录

一、前言

二、集合概述

三、Collection接口中的常用方法

四、Iterator迭代器

1.使用迭代器遍历集合元素

2.foreach循环遍历（增强for循环）

五、List接口

1.List接口概述

2.实现类的底层实现原理

ArrayList

LinkedList

Vector

3.List中常用方法

六、Set接口

1.Set接口概述

2.HashSet中元素添加过程

3.关于hashCode和equals方法重写

重写 hashCode()基本原则

重写 equals() 基本原则

4.LinkedHashSet的使用

5.TreeSet类

自然排序

定制排序

七、Map接口

1.实现类结构及对比

2.key-value的理解

3.HashMap底层实现原理

基于JDK7版本

基于JDK8版本

4.LinkedHashMap底层实现原理

5.TreeMap类

自然排序与定制排序

八、Map中常用方法

1.添加、删除、修改操作

2.元素查询的操作

3.元视图的操作

九、Properties处理属性文件

十、Collections工具类

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