Java基础--常用API--集合类相关API

一、泛型

　　1、泛型的本质是将类型参数化，即将数据类型作为参数。
　

　　2、泛型可以在编译期进行检查，其所有的强制转换是隐式且自动的，提高了代码的安全性。
　　

　　3、泛型可以用在类（泛型类）、接口（泛型接口）、方法（泛型方法）的创建。
　　　

　　4、泛型的类型参数只能为引用类型，不能为基本类型。

 

二、常用集合类

1、体系分类：

　　（1）collection体系: set、list、queue。
　　　　set：元素无序且不可重复。hashset，treeset。
　　　　list：元素有序且可重复。linkedlist，arraylist。
　　　　queue:队列，先进先出。deque。

　　（2）map体系：hashmap、treemap。

 

2、分类如下

 

3、集合与数组的区别

 

 

三、collection集合

1、相关方法：

 

2、迭代器

　　（1）使用iterator接口，不能直接new，使用集合的方法去调用。即iterator it = c.iterator();
　

　　（2） java.util.iterator; 其使用流程为问，取，删（不必须）。
　　

　　（3）方法：
　　　　boolean hasnext();问操作，查询当前集合是否还有元素。
　　　　object next()；取操作，取出集合元素。
　　　　iterator remove() ;删操作，删除集合元素。
　　　

　　（4）使用迭代器过程中，不能使用集合的相关方法去改变集合中的元素，只能使用迭代器的方法。比如现有集合c,迭代器t，则只能使用 t.remove()删除刚next出来的元素，不能使用 c.remove()，使用的话会抛出异常。

for (object t :  c ) { //foreach循环
}
//等价于
iterator it = c.iterator();
while(it.hasnext){
object obj = it.next();
}

 

四、set、list集合

1、set与list集合的区别：

 

2、list：

　　（1）arraylist：底层数据结构是数组，查询快，增删慢，线程不安全，效率高，可以存储重复元素

　　（2）linkedlist 底层数据结构是链表，查询慢，增删快，线程不安全，效率高，可以存储重复元素

　　（3）vector:底层数据结构是数组，查询快，增删慢，线程安全，效率低，可以存储重复元素

 

3、set：

　　(1)hashset：底层数据结构采用哈希表实现，元素无序且唯一，线程不安全，效率高，可以存储null元素（key只能有一个为null），元素的唯一性是靠所存储元素类型是否重写hashcode()和equals()方法来保证的，如果没有重写这两个方法，则无法保证元素的唯一性。equals相同的两个对象，hashcode也要相同。但hashcode相同的两个对象，equals却不一定相同。

　　(2)linkedhashset：底层数据结构采用链表和哈希表共同实现，链表保证了元素的顺序与存储顺序一致，哈希表保证了元素的唯一性。线程不安全，效率高。

　　(3)treeset：底层数据结构采用二叉树来实现，元素唯一且已经排好序；唯一性同样需要重写hashcode和equals()方法，二叉树结构保证了元素的有序性。根据构造方法不同，分为自然排序（无参构造，使元素自身具备比较性）和比较器排序（有参构造，使集合自身具备比较性），自然排序要求元素必须实现compareable接口，并重写里面的compareto()方法，元素通过比较返回的int值来判断排序序列，返回0说明两个对象相同，不需要存储；比较器排序需要在treeset初始化是时候传入一个实现comparator接口的比较器对象，或者采用匿名内部类的方式new一个comparator对象，重写里面的compare()方法；

 

4、数组转集合（list）：

　　（1）数组只能转到list集合，不能为set集合，因为数组可能有重复的值，但set为不可重复集合。

　　（2）list arrays.aslist(t array)方法来将数组转为集合。但此操作不能对集合进行任何添加删除操作，即此集合只可读。否则抛出异常java.lang.unsupportedoperationexception。若想操作集合，则将此集合整体加入到另一个集合中，使用构造方法加入，或者调用addall()方法。

5、总结：

 

五、队列与栈

1、队列:

　　（1）先进先出原则（firstinputfirstoutput）。 

　　（2）java.util.queue.。jdk提供queue接口，linkedlist是其实现类，这是由于queue频繁增删。offer添加，poll取出。

　　（3）方法：

　　　　boolean offer(t t); 入队方法，添加到队尾。
　　　　t poll();出队方法，用于获取队首元素。
　　　　t peek()；不出队方法，用于获取队首元素。
　　　　遍历方法是一次性的，每次都是出队操作。

queue<string> queue = new linkedlist<string>();
queue.offer("1");
queue.offer("2");
system.out.println(queue); //[1,2]
string str = queue.poll();
system.out.println(queue);//[2]
str = queue.peek();
system.out.println(queue);//[2]

 

2、双端队列与栈：

　　（1）deque为queue的子接口。为双端队列，即两端均可以进行offer与poll操作。

　　（2）若将其限制为只准一端进行offer与poll操作，那么即为栈（stack）的数据结构。其中入栈push，出栈pop。栈遵循先进后出原则（firstinputlastoutput),用于记录一组可回溯的操作，比如撤销与前进操作。

　　（3）方法：
　　　　void push(t t); 入栈操作，压入一个元素。
　　　　t pop() ；出栈操作，取出栈顶元素。
　　　　t peek(); 取出栈顶元素，但不出栈。
　　　　遍历也是一次性的。

deque<string> stack = new linkedlist<string>();
stack.push("1");
stack.push("2");
system.out.println(stack);//[2,1],后进先出
string str = stack.peek();
system.out.println(stack);//[2,1]
str = stack.pop();
system.out.println(stack);//[1]

 

六、map

　　1、 map 没有继承 collection 接口。

　　　　map用于保存具有映射关系的数据，map里保存着两组数据：key和value，它们都可以使任何引用类型的数据，但key不能重复。所以通过指定的key就可以取出对应的value。 map是接口，通常使用其实现类hashmap来创建它。也可以通过linkedhashmap来创建它，可以保证存入与取出的顺序一致。

　　2、map 接口提供 3 种集合的视图.

　　　　map 的内容可以被当作一组 key 集合（set keyset()），一组 value 集合(collection values)，或者一组 key-value 映射(set entryset())。

　　　　想要获取map中的元素，由于map没有迭代器，但collection有迭代器，所以需将map集合转换为set集合，然后就可以使用迭代器了。之所以转为set集合，是因为map集合具备着键的唯一性。set集合底层用的就是map方法。

方法：
1、set keyset(); //将map中的键存入set集合，迭代后只能通过get(key)方法取值。（无序存放）

2、set<map.entry<k, v>> entryset();  //取的是键与值的映射关系，返回的是entry接口，

迭代后可以用e.getkey()取键，用e.getvalue()取value。返回一个entry接口。

注：entryset（推荐使用）速度比keyset快。

实例（keyset）：
import java.util.hashmap;
import java.util.iterator;
import java.util.map;
import java.util.set;
public class test{
    public static void main(string[] args){
　　　　//实例化一个map集合
        map<string, string> map = new hashmap<string, string>();
       //添加数据 
        map.put("1", "zhangsan");
        map.put("2", "lisi");
        map.put("3", "wangermazi");
　　　　//使用keyset去将map转为set
        set<string> keyset = map.keyset();
　　　　//使用迭代器
        iterator<string> it = keyset.iterator();
        while (it.hasnext()) {
            string key = it.next();
　　　　　　//通过get(key)取value值
            string value = map.get(key);
            system.out.println("key:" + key + "->value: " + value);
        }
    }
/*
输出
key:1->value: zhangsan
key:2->value: lisi
key:3->value: wangermazi
*/
}

实例（entryset）：
import java.util.hashmap;
import java.util.iterator;
import java.util.map;
import java.util.set;
public class helloworld{
    public static void main(string[] args){
        //实例化一个map集合
        map<string, string> map = new hashmap<string, string>();
        //添加数据
        map.put("1", "zhangsan");
        map.put("2", "lisi");
        map.put("3", "wangermazi");
        //使用entryset去将map转为set
        set<map.entry<string, string>> entryset = map.entryset();
        //使用迭代器
        iterator<map.entry<string, string>> it = entryset.iterator();
        while (it.hasnext()) {
//获取map.entry关系对象me。
            map.entry<string, string> me = (map.entry) it.next();
//通过关系对象去获取key与value
            system.out.println(me.getkey()+ "-> " + me.getvalue());
        }
    }
/*
输出
1-> zhangsan
2-> lisi
3-> wangermazi
*/
}

 

　　3、hashtable与hashmap的区别：

　　　　（1）hashmap: 基于哈希表实现。使用hashmap要求添加的键类明确定义了hashcode()和equals()[可以重写hashcode()和equals()]，为了优化hashmap空间的使用，您可以调优初始容量和负载因子。由链表与数组组合实现。首先根据hashcode计算一个哈希值，再根据hash算法计算一个值，此值代表的是数据在数组中的存储位置。当定位到同一个数组位置上时，会通过链表的形式将值保存。即使用数组保存数据的位置，使用链表保存每个数组位置的值。jdk8后，当链表的存储的数据个数大于8时，将自动转为红黑树保存。

 

　　4、treemap：

　　　　非线程安全基于红黑树实现。treemap没有调优选项，因为该树总处于平衡状态。适用于按自然顺序或自定义顺序遍历键(key)。

 

七、collections工具类

1、collections是java.util下的一个类，是针对集合类的一个工具类，提供了一系列的静态方法，实现对集合的查找、排序、替换、线程安全化等操作。

 

2、collection是java.util下的一个接口，是各种集合结构的父接口，实现它的接口主要为set与list，提供了一些关于集合的操作，比如插入、删除、判断元素是否存在、以及遍历。

常用方法：
    collections.sort(list);    //list集合进行元素的自然排序
    collections.sort(list, new comparatorbylen());  //按指定比较器排序 
    collections.max(list);      //返回list字典顺序最大的元素
    int index = collections.binarysearch(coil,"c")；  //二分查找，返回下标（角标，从0开始）
    collections.reverse(list);  //反转排序
    collections.shuffle(list);  //随机将list中的元素进行位置的置换

import java.util.arraylist;
import java.util.collections;
import java.util.comparator;
import java.util.list;

//自己构造一个比较器，重写compare方法
class comparatorbylen implements comparator<string> {
        public int compare(string s1, string s2) {
            int temp = s1.length() - s2.length();
            return temp == 0? s1.compareto(s2) : temp;
        }
}

public class test{
    public static void main(string[] args){
//实例化一个list集合
        list<string> coil = new arraylist();
       //添加数据 
coil.add("c");
        coil.add("bw");
        coil.add("a");
        system.out.println(coil);     

//对元素进行自然排序
        collections.sort(coil);
        system.out.println(coil);

//调用自己建的比较器进行排序
        collections.sort(coil, new comparatorbylen());
        system.out.println(coil);

//返回list中字典顺序最大的元素
        system.out.println(collections.max(coil));

//二分查找，返回下标（角标，从0开始）
        system.out.println(collections.binarysearch(coil,"c"));

//逆向输出
        collections.reverse(coil);
        system.out.println(coil);

//随机对list中元素进行位置的互换
        collections.shuffle(coil);
        system.out.println(coil);
    }
/*
输出
[c, bw, a]
[a, bw, c]
[a, c, bw]
c
1
[bw, c, a]
[c, a, bw]
*/
}

 

八、总结

1、按线程是否安全分类：

　　（1）linkedlist、arraylist、hashset是非线程安全的，vector是线程安全的;

　　（2）hashmap是非线程安全的，hashtable是线程安全的;

　　（3）stringbuilder是非线程安全的，stringbuffer是线程安全的。

2、按数据结构分类：

　　（1）arrayxxx:底层数据结构是数组，查询快，增删慢

　　（2）linkedxxx:底层数据结构是链表，查询慢，增删快

　　（3）hashxxx:底层数据结构是哈希表。依赖两个方法：hashcode()和equals()

　　（4）treexxx:底层数据结构是二叉树。两种方式排序：自然排序和比较器排序

 

 

参考：

https://blog.csdn.net/feiyanaffection/article/details/81394745