（Set, Map, Collections工具类）JAVA集合框架二

Java集合框架部分细节总结二

Set

实现类：HashSet，TreeSet

HashSet

基于HashCode计算元素存放位置，当计算得出哈希码相同时，会调用equals判断是否相同，相同则拒绝存入

存储结构：哈希表（数组+链表+红黑树（JDK1.8之后））

即数组上每个元素可追加链表，若HashCode判断相同，而equals判断不同，则会在数组该位置追加Node。超过一定规模，链表转为红黑树存储结构

public static void main(String[] args) {
    Set<Student> set = new HashSet<>();
    Student s1 = new Student("xiaomign",11);
    Student s2 = new Student("xiaohong",12);
    Student s3 = new Student("xiaolan",13);
    set.add(s1);
    set.add(s2);
    set.add(s3);
    set.add(new Student("xiaolan",13));
    System.out.println(set.size());
    System.out.println(set);
}

会输出4个Student实例，之所以出现4个，是因为equals判断不相同(是两个地址)，重写equals可判断重复

存储过程

1. 根据HashCode计算保存位置，若为空，直接包存，否则执行第二步
2. 执行equals，若返回true，则认为重复，否则存入（形成链表）

ArrayList实验中曾重写Student，详情可见”ArrayList“

Set<Student> set = new HashSet<>();
Student s1 = new Student("xiaomign",11);
Student s2 = new Student("xiaohong",12);
Student s3 = new Student("xiaolan",13);
set.add(s1);
set.add(s2);
set.add(s3);
set.add(new Student("xiaolan", 13));

若不改动重写代码，则该段执行，出现4个元素，原因在于第一步判断不为空

想让第一步判断为空，需要重写hashCode()，例：

@Override
public int hashCode() {
    int n1 = this.name.hashCode();
    int n2 = age;
    return n1+n2;
}

重写一二步判断后，则集合中为3个元素

alt+insert可直接调用工具，以下为IDEA自动重写代码

@Override
public boolean equals(Object o) {
    if (this == o) return true;
    if (!(o instanceof Student)) return false;
    Student student = (Student) o;
    return getAge() == student.getAge() &&
            Objects.equals(getName(), student.getName());
}

@Override
public int hashCode() {
    return Objects.hash(getName(), getAge());
}

遍历：增强for，迭代器

PS：

有些版本的重写hashCode()

执行原理是，定义一个Int(31)，质数减少散列冲突；提高执行效率：31*i == (i<<5)-i 取31，内部可以进行移位操作

TreeSet

基于排列顺序实现元素不重复

实现SortedSet接口，对集合元素自动排序

元素对象的类型必须实现Comparable接口，指定排序规则，通过CompareTo方法确定是否为重复元素

TreeSet的存储结构为红黑树，红黑树结构即为二叉查找树，数据结构与算法后续将介绍

TreeSet<Student> treeSet = new TreeSet<>();
Student s1 = new Student("xiaomign",11);
Student s2 = new Student("xiaohong",12);
Student s3 = new Student("xiaolan",13);
treeSet.add(s1);
treeSet.add(s2);
treeSet.add(s3);

举例一段代码，该段代码不能执行

Student cannot be cast to class java.lang.Comparable

使用TreeSet必须要求元素能够实现Comparable接口，Student类实现Comparable接口里重写CompareTo()

@Override
public int compareTo(Student o) {
    int n1 = getName().compareTo(o.getName());
    int n2 = getAge()-o.getAge();
    return n1==0?n2:n1;
}

该重写的比较规则，先比姓名再比年龄，重写后已能删除，总结：只要实现了比较方式，无论重写哈希还是compareTo都可实现删除等操作。

Comparator接口：实现定制比较（比较器）

实现：

TreeSet<Person> people = new TreeSet<>(new Comparator<Person>() {
    @Override
    public int compare(Person o1, Person o2) {
        int n1 = o1.getName().compareTo(o2.getName());
        int n2 = o1.getAge()-o2.getAge();
        return n1==0?n2:n1;
    }
});

在实例化过程中直接定义比较器，不需要在Person类中实现Comparable

Map

实现类：HashMap，TreeMap，Hashtable（JDK1.0，目前基本不用了）

特点：存储任意键值对（Key-Value），类似python字典

• Key：无序，无下标，不允许重复(key的判定实际上还是equals和hashCode)
• Value：无序，无下标，允许重复

HashMap

JDK1.2，线程不安全，运行效率快，允许用null作为K或V，构造一个具有默认初始容量16(int)和默认加载因子0.75(float)的空HashMap

static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // aka 16
static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;

HashMap<String,Integer> hashMap = new HashMap<>();

刚创建的时候hashMap=null, size=0；添加第一个元素之后，才赋值默认初始容量；节省空间

当Size超过加载因子规定的容量，第一轮为Size>12时，容量扩展为2倍，newCap为oldCap向左移位了一位

JDK1.8，当链表长度大于8，且Size大于等于64时，链表调整为红黑树，目的是提高执行效率。当链表长度小于6时，调整为链表结构。JDK1.8以前链表是头插入，1.8及以后是尾插入

存储结构：哈希表

遍历方式 entrySet() 返回值类型<K,V>

//增强for
for(Object ob:hashMap.keySet()){
    System.out.println(ob+hashMap.get(ob).toString());
}
for(Map.Entry<String,Integer> entry :hashMap.entrySet()) {
    System.out.println(entry);
}

同一Key的map中，add之后会覆盖前一个的Value

Hashtable：线程安全，运行效率慢，不允许null作为K或V（初始容量11，加载因子0.75）

Properties：Hashtable的子类，要求K和V均为String，经常用于配置文件的读取（后续会写，涉及流的概念）

Treemap

实现了SortedMap接口（Map子接口），可以对key自动排序

排序过程和TreeSet类似，要满足Comparable接口，两种重写比较方法

遍历方法同HashMap

Collections工具类

常用的有

public static void reverse(List<?>list);  //反转集合中元素顺序
public static void shuffle(List<?>list);  //随机重置集合中元素顺序
public static void sort(List<T>list);     //升序排列（元素类型必须实现Comparable接口）

举例：

Collections.sort(list);
System.out.println(list);

int i =Collections.binarySearch(list,20);
System.out.println(i);//负数则为未找到

注意：

Collections.copy(list1,list);
System.out.println(list1);

copy方法要求两个List大小相同，若list1为刚实例化，则size为0；而list若有元素，size必不为0；无法完成copy

for(int j=0 ; j < list.size() ; j++)
    list1.add(0);

解决方法如上，本demo中list1和list均为Integer类型

Integer[]n = list.toArray(new Integer[0]);
for(Object ob:n){
    System.out.println(ob);
}

.toArray方法，参数为 T[ ]，上述代码若new Integer的大小大于list的大小，则空白处为null，因为Integer为引用类型，默认为null

String[] name = {"apple","pear","banana"};
List<String> list2 = Arrays.asList(name);
System.out.println(list2);

上述为Arrays工具类，与toArray类似，该例中list2不能改动，是一个受限集合

Integer[] num = {1,2,3,4};
List<Integer> list3 = Arrays.asList(num);
System.out.println(list3);

整数数组转List建议这样写，因为int[]之后，下方的泛型也需要使用 int[]，这样的话，list中存储的每个元素都是一个数组

基本总结就是这样了，在将来上述有些知识会陆续补充或放在新的博客里，本博客只显示了集合框架中的大概。