Java基础点：集合

集合概述
a) 对多个数据进行存储，简称java容器
b) 动态地把多个对象的引用放入容器中
c) 与数组对比
i. 数组初始化后，长度确定。
ii. 数组需要定义数组类型，定义后是确定的
Java集合两种体系
Collection
a) 单列数据，定义了存取一组对象的方法的集合
i. List：元素有序，可重复集合
ii. Set：元素无序，不可重复集合
Map
a) 双列数据，具有映射关系“key—value对”的集合
Collection API
a) Add(Object e): 将元素e添加到集合当中
b) addAll(Collection coll)：将集合coll中的元素添加到当前的集合中
c) Size(): 添加的元素的个数
d) Clear(): 清空集合元素
e) isEmpty(): 判断当前集合是否为空
Collection.List
a) ArrayList：Collection coll = new ArrayList();
i. Coll.contains(Object obj);判断集合中是否包含object 默认调用equals（）！！注意调用的object是否重写了equals方法—>自定义类需要重写equals()方法
ii. Coll.containAll(Collection coll1):判断是否包含所有coll1的数据
iii. Coll.remove(Object obj): 移除obj数据，调用equals()方法
iv. Coll.removeAll(Object obj):
v. Coll.retainAll(Object obj): 求两个集合的交集
vi. Object[] arr = Coll.toArray(); 集合转化为数组
vii. List list = Arrays.asList(new String(){“aa”}); 数组转化为集合返回list（list想当动态数组，元素有序可重复集合）
viii. Iterator：返回iterator接口的实例，用于遍历元素
Iterator
a) 其对象称为迭代器，是一种设计模式，用于遍历Collection集合中的元素
b) Iterator iterator = coll.iterator();
c) Iterator.next(); 返回下一个元素 –>异常：noSuchElementException
d) Iterator.hasNext(); 是否有下一个元素
e) Iterator.remove; 可以删除集合的元素，使用的是迭代器对象的remove方法
Foreach循环遍历—增强for循环
a) 可以遍历集合Collection和数组
b) 底层调用的是Iterator来完成操作
c) 遍历操作不需要Collection和数组的长度，无需使用索引访问元素。
d) For(Object obj : coll){} // for (集合元素的类型局部变量 : 集合对象) 代码块中修改obj 不会改变原集合coll的元素
List接口：存储有序可重复的数据
a) ArrayList：List接口的主要实现类，线程不安全，效率高，底层使用Object[]数组
b) LinkedList：对于频繁的插入和删除操作，其效率更高，底层使用双向链表存储
c) Vector：古老实现类，线程安全，效率低，底层使用Object[]数组
d) 三个的异同
i. 同：都是实现了List的接口，存储数据特点相同
ii. 不同：同上
ArrayList源码
a) ArrayList list = new Arraylist(); 创建了长度为10的Object[]数组elementData
b) 添加到第11次，底层数组容量不够，则默认扩容为原来的1.5倍，length = old + (old>>1) 右移一位除于2，将原有的数组复制到新的数组
c) ArrayList list = new ArrayList(int initialCapacity)：初始化数组大小
d) JDK8 时，创建对象时底层elementData初始化为{}，在调用add方法才创建数组长度，节约资源。JDK7 时，对象创建立即创建长度为10的数组
LinkedList源码
a) 是一个双向链表
b) LinkedList LL = new LinkedList(); 内部声明了Node类型的first、last属性，默认为null
c) List.add(123); //将123封装到node中
Vector源码不怎么用
a) 默认扩容为原来的2倍，线程安全的。
b) 创建对象是底层都创建了长度为10的Object[]数组
ArrayList方法
a) 是collection的子接口，Collection 中的方法都可以用
b) Void add(int index, Object ele); 在index位置插入ele元素
c) addAll(index index, Collections coll); 将集合coll中的所有元素加入
d) Object get(int index): 获取指定index位置的元素
e) Int indexOf(Object obj): 返回首次出现的元素的索引，找不到返回-1
f) Object remove(int index):移除指定位置的元素，并返回该元素（和Collections对比是方法的重载，不同的参数列表）
g) Object set(index, obj);
h) List subList(int fromIndex, int toIndex): 返回子集合左闭右开
Set接口
a) Set：元素无序，不可重复集合
b) 接口没有提供额外的方法
c) 根据equals（）判断两个对象是否相同
d) HashSet：set接口的主要实现类；线程不安全；可以存储null值底层：数组加链表结构
i. LinkedHashSet：作为HashSet子类，遍历内部数据可以按照添加的顺序遍历
e) TreeSet：放入的数据是同一个类，按照添加的对象的指定属性进行排序（comparable）
存储无序性和不可重复性
a) 无序性：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。不等于随机性
b) 不可重复性：保证添加的数据（利用到哈希值）按照equals()方法判断时，不能返回true
c) 添加元素过程，HashSet为例：
i. 添加元素a，调用a所在类的hashCode（）方法，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）
ii. 判断存放位置上是否有元素，若无元素，a直接添加
iii. 若存在其他元素b（或以链表形式存在的多个元素），则比较元素a和元素b的hash值，若不相同，则a添加（七上八下）
若hash值相同，则调用元素a所在类的equals()方法
a) 返回true，元素已经存在，添加不成功
b) 返回false，添加成功
iv. Jdk7：元素a放到数组中，指向原来的元素
v. Jdk8：原来数组中的元素，指向元素a
d) 扩容：若使用率超过75%，则扩大为原来的两倍（初始16，扩容为32）
HashCode()重写方法
a) 向set中添加数据，一定重写equals和hashCode方法！！
b) 重写的hashCode和equal方法尽可能保持一致性—相同的对象有相同的散列码（hashcode）
c) 使用31乘
i. 可以减少哈希码相同的冲突，增加了查找的概率
ii. 31只占用5bits，数据溢出概率小
iii. 算法效率高，相当于i*31 == i<<5-1
iv. 31是一个素数
LinkedHashSet
a) 作为hashSet的子类，在添加数据的同时维护了一对双向链表，记录前一个数据和后一个数据
b) 优点：对于频繁的遍历操作，效率高。
TreeSet—底层采用红黑树，是一种二叉树
a) 添加的对象，必须是同一个类的对象，使得可以从小到大排序
b)
c) 自然排序（实现comparable接口）和定制排序（实现comparator）
i. 自然排序
比较对象使用compareTo(),而不是equals。对类实现comparable接口
ii. 定制排序
Comparator com = new comparator(@override…) ; TreeSet ts = new TreeSet(com)；
比较对象使用compare()方法，不再是equals
HashSet底层实现原理
a) 新建一个HashMap的对象
b) 将数据存放在HashMap的key值中，value值为static final Object Present = new Object, 使得所有的value都为同一个静态Object 对象PRESENT
Map --接口
a) 双列数据
b) HashMap—Map的主要实现类；线程不安全，效率高；可以存储null的key、value
i. LinkedHashMap—在遍历map元素是，保证添加的顺序进行遍历
原因：在原有的HashMap基础上，添加了一对指针，指向前一个和后一个元素
频繁的遍历操作，效率更高
底层使用数组+链表+红黑树（jdk8）
c) TreeMap—根据添加的key、value对进行排序，实现排序遍历
i. 考虑key的自然排序和定制排序
ii. 底层使用红黑树
d) Hashtable—古老的实现类；线程安全；效率低；不可存储null
i. Properties–常用来处理配置文件，key和value都是String类型
Map结构
a) Map中的key：无序的、不可重复的，使用set存储所有的key。HashMap重写HashCode和equals。
b) Map中的value：无序的，可重复的，使用collection去存储。Value所在类重写equals
c) 一个键值对：构成Entry对象
i. 无序的，不可重复的，利用set存储所有entry
HashMap 在jdk7的底层原理
a) HashMap map = new HashMap()；
i. 实例化后，创建长度为16的一维数组Entry[] table。
b) Map.put(key1, value1):
i. 首先，调用key1所在类的hashCode()计算哈希值，得到存放位置
ii. 数据为空，添加成功
iii. 不为空，比较key1和已经存在的数据的哈希值，若都不相同，添加成功
iv. 不为空，比较key1和已经存在的数据的哈希值，存在相同，调用key1的equals(key2)方法，比较的是key，若不相同，添加。
v. 若调用equals方法返回true：使用value1替换原value，相当于修改操作
c) 添加过程的扩容问题，扩容为原来的二倍，将原来的数据复制过来
HashMap 在jdk8的底层原理
a) New HashMap—底层没有创建数组
b) 首次调用put(), 底层创建长度为16的数组
c) 底层的数组是Node[]，而非Entry[]
d) 底层结构式数组+链表+红黑树
e) 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 且数组长度大于64，则索引上的所有数据改为红黑树存储。
HashMapJDK7源码
a) 不管初始化的大小是什么，初数长度一定是2的几次幂。
b) LoadFactor—加载因子0.75,用于计算临界值。提前扩容的原因用于减少链表的产生，而且数组不一定全部放满，都生成了链表了。
c) Threshold—临界值，超过临界值开始扩容，为LoadFactorcapacity，第一次为0.7516 = 12；
d) 根据key存放到特定index中：使用&与的位运算符
i. Return h&(length-1);相对于取余数%效率高，保证位于数组中
e) 在不断添加的过程中，当超出临界值且要存放的位置非空（形成链表），则扩容到原来的二倍。数组复制到扩容后的数组，被重新放各个数据。
f) CreatyEntry操作—table[bucketIndex] = new Entry<>(hash, key, value, e);
i. 其中 hash，key，value为新加入的键值对
ii. e为原来的bucketIndex位置的键值对，构造器用next描述，表示新的键值对指向原来的键值对，形成链表
HashMapJDK8源码
a) 对象创建时，只赋值了加载因子，没有创建底层长度16数组
b) 不再是Entry 而是Node<K,V>[] table;
c) 当一条链上的数据超过8（treeify_THRESHOLD）时，且当前数组的长度大于64时，将链上的数据转为树结构
d)
LinkedHashMap底层原理
a) 重写了父类的newNode方法
b) 内部类Entry继承了父类HashMap的内部类Node
i. 增加了before和after属性，用于记录添加元素的先后顺序
Map中常用的方法
a) Map map = new HashMap();
b) 添加
i. Map.put(Object key, Object Value);
ii. Map.putAll(Map m): m中的所以键值对放到map中
c) 修改
i. Map.put(Object key, Object Value); 将原来key上的值改为Value的值
d) 删除
i. removeValue = Map.remove（Object key）: 根据key值移除键值对，返回移除的value。不存在返回null
e) 清空
i. map.clear(): 不是将直接map = null（相当于map.size()会有空指针异常），只是清空里面的数据
f) 元素查询
i. Map.get(Object key)：返回value 没有返回null
ii. Map.containKey(Obj key); Map.containValue(Obj value); 是否包含指定的key或者value
iii. Int size(); 返回多少对键值对
iv. Equals(Obj obj): 判断当前map和参数对象obj是否相等
g) 元试图操作方法—不用迭代器遍历（用于collection方法）
i. 所有key构成set，value构成collection，键值对构成Entry对象，也是set
ii. 将上面的调用迭代器iterator即可遍历
iii. 遍历key
Set set = map.keySet(); ->Iterator it = ser.Iterator();
iv. 遍历value
Collection values = map.values();
v. 遍历key—value
Set<Map.Entry<String, Integer>> entrySet = map.entrySet();
a) Entry是map中的内部接口
Iterator<Map.Entry<String,Integer>> it = entry.Iterator();
Object obj = it.nextValue();
得到的是entry对象，进行强转
Map.Entry entry = (Map.Entry)obj;
或者直接Map.Entry<String, Integer> entry = it.next();
调用Entry类的getKey和getValue方法
TreeMap方法
a) 向treeMap中添加keyValue，key必须为同一对象，用于排序
b) 自然排序：类中实现的comparable和定制排序构造器重写comparator
Properties
a) 用于配置文件，key和value都是String类型
Collections工具类
a) 操作Set，list，Map等集合的工具类
b) 多为静态方法
c) Collection是集合接口，Collections是工具类
d) Reverse(list), sort(list), shuffle(list): 对list进行处理，反转，排序（自然排序or定制排序），随机排序
e) Object max(Collection, comparator): 获取collection中最大值
f) Int frequency(Collection, Object): Object出现了几次
g) List dest = Arrays.asList(new Object[list.size()]);
i. 先将两个数组的size设成相同
ii. Collections.copy(dest, list)复制操作
h) 线程安全方法ArrayList和HashMap都不安全
i) Collections.synChronizedXxxx() 方法
j) List list1 = Collections.synchronizedList(list);

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