集合框架-（Collection/Map）

1.单列集合

1.1基础概要

集合中存储的是对象的地址信息，想要输出对象的信息，需要在具体的类中重写toString（）方法
Collection代表单列集合，每个元素数据只包含一个值

List集合：添加的元素可以是有序、可重复、有索引ArrayList,LinkedList,有序可重复，有索引
Set集合：添加的元素无序，不重复，无索引
HashSet,无序不重复，无索引。
LinkedHashSet,有序不重复，无索引
TreeSet:按照大小默认升序，不重复，无索引
Collection<E>接口的方法能被所有单列集合所调用，详细信息参考java开发文档

Collection<String> list=new ArrayList<>();//多态
Object[] list=list.toArray();将数组集合转为对象数组
#如果想要转换为其他类型的数组
//将数组集合转换为字符串数组，前提是集合里面都是字符串数据
list.toArray(new String[list.size()]);

1.2 Collection的遍历方式

迭代器
Collection集合获取迭代器的方法
Iterator<E> iterator(),返回集合中的迭代器对象，迭代器对象默认指向当前集合的第一个元素

#iterator()
//获取迭代器对象
Collection<String> list=new ArrayList<>();
Iterator<String>=list.iterator();//迭代器对象会存储和集合一样的数据类型
//迭代器遍历集合
#boolean hasNext(),该方法用于返回迭代器中是否还有下一位，用于判断取元素越界
#E next()获取当前位置的元素，同时将迭代器指向下一位元素
while(list.hasNext)
{System.out.print(list.next());
}

实现思路，集合调用iterator()方法获取迭代器对象，然后通过迭代器内置方法，遍历数据

增强for

//可以遍历数组，也可以遍历集合
Collection<String> list=new ArrayList<>();
for(String s:list)
{
System.out.print(s)
}

lambda表达式

Collection<String> list=new ArrayList<>();
list.forEach(s->{System.out.print(s)})

1.3 List集合

特点及方法

`List<String> list=new ArrayList<>();`
`List<String> list=new LinkedList<>();`

遍历
1.for循环
2.迭代器
3.增强for循环
4.Lambda表达式

ArrayList
基于数组实现
特点：

• 通过索引查询数据，查询速度较快
• 删除效率较低，删除某个数据时，需要将数据整体前移
• 添加效率低，在某个索引位置添加时，需要将数据整体后移，或者需要对数组扩容
• 利用无参构造创建集合，底层会默认创建一个容量为10的数组用作数组集合，当数据存满10个时，会扩容1.5倍

LinkedList
特点：

• 链表中的节点是独立的对象，在内存中是不连续的

• 查询较慢，需要从头开始查找

• 链表增删相对较快，不需要移动元素位置

• LinkedList基于双链表实现的，双向链表即分别存储前节点和后节点，对于首尾元素增删改查的速度极快
  双链表的方法
  
  LinkedList的使用场景
  1.设计队列
  队列频繁操作对头和队尾元素，且队列是有序的

  LinkedList<String> queue=new LinkedList<>();
  #进队，队尾进队
  queue.addLast("一号");
  queue.addLast("二号");
  queue.addLast("三号");
  #出队，对头出队
  queue.removeFirst();
  queue.removeFirst();
  

  2.设计栈

  LinkedList<String> stack=new LinkedList<>();
  //进栈
  stack.addFirst("第一颗");
  stack.addFirst("第二颗");
  stack.addFirst("第三颗");
  //出栈
  stack.removeFirst();
  

1.4 Set集合

hashset
特点：无序，不重复，无索引
哈希值：一个int类型的数值，java中的每个对象都有一个哈希值
哈希值的获取 public int hashCode();返回值就是哈希码，该方法由Objeact类提供
同一个对象调用hashcode方法，获取的哈希值是一样的
不同对象，哈希值一般不同，也有可能相同int数值类型表示的范围-21亿~~+21亿

hashset集合是基于哈希表实现的，哈希表是一种增删改查数据，性能都较好的数据结构

实现原理：
1.创建一个长度默认为16的数组，默认加载因子0.75
即当哈希表存储到16*0.75=12时，就需要进行扩容
jdk8之后，当链表的长度>8，数组长度>=64,自动将链表转为红黑树
红黑树

2.获取具体对象的哈希值
3.对哈希值按数组长度进行取余操作
4.在取余操作后，在数组下标等于余数位进行存值5.如果多个对象在同一个下标位置，则当前下标位存储方式改为链表存储，在存储前，需要对元素逐个进行判断，一样的就不保存

LinkedSet
特点：有序、不重复、无索引

• 有序的实现是通过使用双链表机制
• 无序：从下标0开始找，如果某个下标中有链表元素，则就必须先将该链表元素找完后，再找其他下标的元素
• 引入双链表后，Linkedset集合为有序
  

TreeSet
特点：排序(默认升序)，不重复，无索引
排序是基于红黑树实现的

• 对于Integer\Double类型，默认按照数值本身排序
• 对于字符串，默认按照首字符的编号排序
• 对于自定义对象，需要自定义排序，方法如下
  
  总结
• 有序、有索引、可重复，且频繁的根据索引查找数据—ArrayList，底层基于数组实现
• 有序、可重复、有索引，且增删首位数据频率较多—LinkedList，底层基于双链表实现
• 无序、不重复、无索引，增删改查都快—HashSet，底层基于哈希表实现
• 有序、不重复、无索引，—LinkedHashSet，底层基于双链表实现
• 排序、不重复、无索引，—TreeSet,底层基于红黑树实现

遍历删除时，发生异常

#集合遍历，根据条件删除，没有完全删除的解决方案
//for循环
public static void test5(){List<Person> people=new ArrayList<>();//多态people.add(0,new Person("赵立秋",24,"男"));people.add(1,new Person("张立秋",22,"男"));people.add(2,new Person("赵立春",18,"男"));for (int i = people.size()-1; i>=0 ; i--) {Person person = people.get(i);if (person.getName().contains("秋")){people.remove(person);}}System.out.println(people);}
//迭代器遍历Iterator<Person> iterator = people.iterator();while (iterator.hasNext()){Person next = iterator.next();if (next.getName().contains("秋")){iterator.remove(); //底层的逻辑就是i--}}System.out.println(people);}

1.5 Collectoion的其他知识

可变参数
即可选择传参也可选择不传参
特点：
1.一个形参列表中，只能有一个可变参数
2.可变参数必须放在形参列表的最后
3.可变参数在方法内部就是一个数组

public static void test(int age,int...nums)//...nums就是可变形参

Collections
不是Collection集合，而是一种操作集合的工具类

使用上述中的sort方法，如果参数中的集合是类对象，想要进行排序就必须在该类实现Comparable接口，指定比较规则

2.双列集合

map代表双列集合，每个元素包含两个值，键值对
map集合中，键不能重复，值可以
应用场景：一 一对应

Map集合的特点

• HashMap:无序、不重复（键相同时，后者覆盖前者）、无索引
• LinkedHashMap:有序（键决定）、不重复、无索引
• TreeMap:按照大小默认升序排序(键决定)，无索引，不重复

map集合的遍历方式
1.entryset的方式，进行遍历

//双列转单列集合，将键值对转换成一个整体对象，通过增强for遍历
Map<String,String> map=new HashMap<>();
Set<Map.Entry<String,String>> entry=map.entrySet();
for(Map.Entry<String,String> en:entry)
{
en.getKey();
en.getValue();
}

2.Lambda表达式遍历map集合（jdk8版本后可用）

map.forEach((k,v)->
{
System.out.print(k+"--->"+v);
}
);

Map集合遍历案例

#Map集合，模拟投票public static void test2(){List<String> list=new ArrayList<>();String [] str={"A风景区","B田园","C公园","D王府井","E万达广场"};Random random=new Random();for (int i =1; i <=35; i++) {int index = random.nextInt(5);list.add(str[index]);}Map<String,Integer> scenery=new HashMap<>();for (String i:list) {if (scenery.containsKey(i)){scenery.put(i,scenery.get(i)+1);}else{scenery.put(i,1);}}System.out.println(scenery);}

HashMap底层原理

• HashMap和HashSet的底层原理一样，都是基于哈希表完成的
• JDK8之前，哈希表=数组+链表
• JDK8之后，哈希表=数组+链表+红黑树
• 哈希表是一个增删改查数据，性能都比较好的数据结构
• HashMap的存储原理，是用键的哈希值取余，确定存储位置的

HashMap实现键值唯一：

• 如果键不是一个自定义类，则函数发现键值重复的时候，后者会覆盖前者
• 如果键是一个自定义的类，那么就需要在该类中重写equals和hashcode的方法
  

LinkedHashMap底层原理

• 底层是基于哈希表实现的吗，每个键值对元素采用双链表机制存储
• 有序、不重复、无索引

TreeMap

• 排序，不重复，无索引
• 根据键值排序，如果键值是一个类
  1.通过在该类中实现Comparable接口，重写compareTo()方法
  
  2.在TreeMap的构造方法中，创建比较器
  

集合嵌套

    public static void test4(){List<String> city=new ArrayList<>();Collections.addAll(city,"南充","成都","攀枝花","达州");Map<String,List<String>> map=new HashMap<>();map.put("四川",city);System.out.println(map);//{四川=[南充, 成都, 攀枝花, 达州]}}```