11-Java集合
11—Java集合
1. Java集合框架概述
- 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,可以动态的把多个对象引用放入容器中
- 数组在内存存储方面的特点:
- 数组初始化以后,长度就确定了
- 数组声明的类型,就决定了进行元素初始化时的类型
- 数组在存储数据方面的弊端
- 数组初始化以后,长度就不可变了,不便于扩展
- 数组中提供的属性和方法少,不便于进行添加、删除、插入等操作,且效率不高,无法直接获取存储元素的个数
- 数字存储的数据是有序的、可以重复的。—>存储数据的特点单一
- 数组在内存存储方面的特点:
- Java集合类可以用于存储数量不等的多个对象,还可以用来保存具有映射关系的关联数组
- 使用场景
- Java集合可以分为Collection和Map两种体系
- Collection接口:单列数据,定义了存取一组对象的方法的集合
- List:元素有序、可重复的集合
- Set:元素无序、不可重复的集合
- Collection接口继承树

- Map接口:双列数据,保存具有映射关系”key=value”的集合
- Map接口继承树

- Collection接口:单列数据,定义了存取一组对象的方法的集合
2. Collection接口方法
Collection接口
- 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以用于操作Set集合,也可以用于操作List和Queue集合
- JDK不提供此接口的任何直接实现,而是提供更加具体的子接口(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JDK5.0增加泛型以后,Java集合可以记住容器中对象的数据类型
Collection接口方法
- 添加
- add(Object obj)
- addAll(Collection coll)
- 删除
- boolean remove(Object obj):通过元素的equals方法判断是否要删除那个元素。只会删除找到的第一个元素
- boolean removeAll(Collection coll):取当前集合的差集
- 清空集合
- void clear()
- 获取有效元素的个数
- int size()
- 取两个集合的交集
- boolean retainAll(Collection coll):把交集的结果存在当前集合中,不影响coll
- 集合是否相等
- boolean equals(Object obj)
- 是否包含某个元素
- boolean contains(Object obj):是通过元素的equals方法来判断是否是同一个对象
- boolean containsAll(Collection c):也是调用元素的equals方法来比较的。拿两个集合的元素挨个比较
- 是否是空集
- boolean isEmpty()
- 转成对象数组
- Object[] toArray()
- 获取集合对象的哈希值
- hashCode()
- 遍历
- iterator():返回迭代器对象,用于集合遍历
1 | package Collection; |
[123, xiong, Person{name=’zhuo’, age=23}, false, GUET]
[123, xiong, Person{name=’zhuo’, age=23}, false, GUET, Student{name=’sut’, age=22, score=87.5}]
[123, xiong, Person{name=’zhuo’, age=23}, false, GUET]
[123, xiong, Person{name=’zhuo’, age=23}, false, GUET]
[xiong, Person{name=’zhuo’, age=23}, false, GUET]
[123]
[]
true
4
true
true
true coll1: [xiong]
xiong
114060790
xiong
3. Iterator迭代器接口
使用Iterator接口遍历集合元素
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,而又不需要暴露内部细节。迭代器模式,就是为容器而生。类似于“公交车上的售票员”、”火车上的乘务员”
Collection接口继承了java.lang.Iterable接口,该接口有一个iterator()方法,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
在调用it.next()方法之前必须要调用it.hasNext()进行检测。若不调用,且在下一条记录无效,直接调用it.next()会抛出NoSuchElementException异常


Iterator接口remove()方法
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7Iterator ter = coll.iterator();//回到起点
while(iter.hasNext()){
Object obj = iter.next();
if(obj.equals("Tom")){
iter.remove();
}
}- Iterator可以删除集合的元素,但是是遍历过程中普通迭代器对象的remove方法,不是集合对象的remove方法
- 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
使用foreach循环遍历集合元素
Java5.0提供了foreach循环迭代访问Collection和数组
遍历操作不需要获得Collection或数组长度,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
1 | import org.junit.Test; |
4. Collection子接口一:List
4.1 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
4.2 List接口方法
- 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 indexm 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在当前集合中首次出现的位置
- int lastIndexOf(Object obj):返回obj在当前集合中末次出现的位置
- Object set(int index, Object ele):设置指定index位置的元素为ele
- List subList(int formIndex, int toIndex):返回从fromIndex到toIndex位置的子集
1 | package Collection.List; |
4.2.1 List实现类之一:ArrayList
Array是List接口的典型实现类、主要实现类、
本质上,ArratList是对象引用的一个”变长“数组
ArrayList的JDK1.8之前与之后的实现区别
- JDK1.7:ArrayList像饿汉式,直接创建一个初始容量为10的数组
- JDK1.8:ArrayList像懒汉式,一开始直接创建一个长度为0的数组,当添加第一个元素时再创建一个容量为10的数组
Arrays.asList(…)方法返回的List集合,既不是ArrayList实例,也不是Vector实例。Arrays.asList(…)返回值是一个固定长度的List集合

4.2.2 List实现类之二:LinkedList
对于频繁的插入或删除元素的操作,建议使用LinkedList类,效率较高
新增方法:
- void addFirst(Object obj)
- void addLast(Object obj)
- Object getFirst()
- Object getLast()
- Object removeFirst()
- Object removeLast()
LinkedList:双向链表,内部是没有声明数组,而是定义了Node类型的first和last,用于记录首末元素。同时,定义内部类Node,作为LinkedList中保存数据的基本结构。Node除了保存数据,还定义了两个变量:
prev变量记录前一个元素的位置
next变量记录下一个元素的位置
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; } }1
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```java
package Collection.List;
import org.junit.Test;
import java.util.LinkedList;
public class LinkedListTest {
@Test
public void test1(){
LinkedList linkedList = new LinkedList();
linkedList.add(123);
linkedList.addFirst("xiong");
linkedList.addLast("end");
System.out.println(linkedList);//[xiong, 123, end]
System.out.println(linkedList.getFirst());//xiong
System.out.println(linkedList.getLast());//end
System.out.println(linkedList.removeFirst());//xiong
System.out.println(linkedList);//[123, end]
System.out.println(linkedList.removeLast());//end
System.out.println(linkedList);//[123]
}
}
4.2.3 List实现类之三:Vector
- Vector是一个古老的集合,JDK1.0就有了。大多数操作与ArrayList相同,区别之处在于Vector是线程安全的
- 在各种list中,最好把ArryList作为缺省选择。当插入、删除频繁时,使用LinkedList;Vector总是比ArrayList慢,所以尽量避免使用
- 新增方法:
- void addElement(Object obj)
- void insertElementAt(Object obj, int index)
- void setElementAt(Object obj, int index)
- void removeElement(Object obj)
- void removeAllElements()
1 | package Collection.List; |
面试题
请问ArrayList/LinkedList/Vector的异同?谈谈你的理解?ArrayList底层是什么?扩容机制是什么?Vector和ArrayList的最大区别?
ArrayList和LinkedList的异同
二者都是线程不安全的,相对于线程安全的Vector,执行效率高。
此外,ArrayList是实现了基于动态数组的数据结构,LinkedList基于链表的数据结构。对于随机访问get和set,ArrayList优于LinkedList,因为LinkedList要移动指针。对于新增和删除操作add(特指插入)和remove,LinkedList比较占优势,因为ArrayList要移动数据
ArrayList和Vector的区别
Vector和ArrayList几乎是完全相同的,唯一的区别在于Vector是同步类(synchronized),属于强同步类。因此开销就比ArrayList要大,访问要慢。正常情况下,大多数的Java程序员使用ArrayList而不是Vector,因为同步完全可以由程序员自己控制。Vectro每次请求扩容其大小的2倍空间,而ArrayList是1.5倍。Vector还有一个子类Stack
5. Collection子接口二:Set
5.1 Set接口概述
- Set接口是Collection的子接口,set接口没有提供给额外的方法
- Set集合不允许包含相同的元素,如果试着把两个相同的元素加到同一个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
5.2 Set接口方法
5.2.1 Set实现类之一:HashSet
- HashSet是Set接口的典型实现,大多数时候使用Set集合时都使用这个实现类。
- HashSet按Hash算法来存储集合中的元素,因此具有很好的存取、查找、删除性能
- HashSet具有以下特点
- 不能保证元素排列的顺序
- HashSet不是线程安全的
- 集合元素可以是null
- HashSet集合判断两个元素相等的标准:两个对象通过hashCode()方法比较相等,并且两个对象的equals()方法返回值也相等
- 对于存放在Set容器中的对象,对应的类一定要重写equals()和hasCode(Object obj)方法,以实现对象相等规则。即:”相等的对象必须有相等的散列码”
- 向HashSet中添加元素的过程:
- 当向HashSet集合中存入一个元素时,HashSet会调用该对象的hasCode()方法来得到该对象的hashCode值,然后根据hashCode值,通过某种散列函数决定该对象在HashSet底层数组中的存储位置。(这个散列函数会与底层数组的长度相计算得到在数组中的下表,并且这种散列函数计算还尽可能保证均匀存储元素,越是散列分布,该散列函数设计的越好
- 如果两个元素的hashCode()值相等,会再继续调用equals方法,如果equals方法结果为true,添加失败;如果结果为false,那么会保存该元素,但是该数组的位置已经有元素了,那么会通过链表的方式继续连接
- 如果有两个元素的equals()方法返回true,但他们的hashCode()返回值不相等,hashSet将会把他们存储在不同的位置,但依然可以添加成功

重写hashCode()方法的基本原则
- 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()方法的基本原则
- 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,他们不仅仅是两个对象
- 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
1 | package Collection.Set; |
结果不是按照添加顺序进行输出
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xiong
true
Eclipse/IDEA工具里的hashCode()的重写
以Eclipse/IDEA为例,在自定义类中可以调用工具自动重写equals和hashCode。问题:为什么用Eclipse/IDEA复写hashCode方法,有31这个数字?
1 |
|
- 选择系数的收要选择尽量大的系数。因为如果计算出来的hash地址越大,所谓的“冲突”就越少。查找起来效率也会提高。(减少冲突)
- 并且31只占用5bits,相乘造成数据溢出的概率小较小
- 31可以由i*31==(i<<5)-1来表示,现在很多虚拟机里都有做相关优化。(提高算法效率)
- 31是一个素数,素数的作用就是如果我用一个数字来乘以这个素数,那么最终出来的结果只能被素数本身和被乘数还有1来整除(减少冲突)
5.2.2 Set实现类之二:LinkedHashSet
- LinkedHashSet是HashSet的子类
- LinkedHashSet根据元素的hashCode值来确定元素的存储位置,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,但在迭代器访问Set全部元素时有很好的性能
- LinkedHashSet不允许集合元素重复

1
package Collection.Set;import org.junit.Test;import java.util.Iterator;import java.util.LinkedHashSet;import java.util.Set;public class LinkedHashSetTest { public void test1(){ Set set = new LinkedHashSet(); set.add(123); set.add("xiong"); set.add(2345); set.add(true); Iterator iterator = set.iterator(); while (iterator.hasNext()){ System.out.println(iterator.next()); } }}
结果按照添加顺序进行输出
123
xiong
2345
true
面试题:考察存储方式:先算hashCode再进行equals()
1 | package Collection.Set; |
其中Person类中重写了hashCode()和equal()方法
[Person{name=’Guet’, age=23}, Person{name=’zhuo’, age=12}]
[Person{name=’Guet’, age=23}, Person{name=’Guet’, age=23}, Person{name=’zhuo’, age=12}]
[Person{name=’Guet’, age=23}, Person{name=’xiong’, age=23}, Person{name=’Guet’, age=23}, Person{name=’zhuo’, age=12}]
Set实现类之三:TreeSet
- 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
- 新增的方法如下:(了解)
- Comparator comparator()
- Object first()
- Object last()
- Object lower(Object e)
- Object higher(Object e)
- SortedSet subSet(fromElement, toElement)
- SortedSet headSet(toElement)
- SortedSet tailSet(fromElement)
- 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
排序——自然排序
- 自然排序:TreeSet会调用集合元素的compareTo(Object obj)方法来比较元素之间的大小关系,然后将集合元素按升序(默认情况)排列
- 如果试图把一个对象添加到TreeSet时,则该对象的类必须实现Comparable接口
- 实现Comparable的类必须实现compareTo(Object obj)方法,两个对象即通过compareTo(Object obj)方法的返回值来比较大小
- Comparable的典型实现:
- BigDecimal、BigInteger以及所有的数值型对应的包装类:按他们对应的数值大小进行比较
- Character:按字符的unicode值来进行比较
- Boolean:true对应的包装类实例大于false对应包装类的实例
- String:按字符串中字符的unicode值进行比较
- Date、Time:后边的时间、日期比前面的时间、日期大
- 向TreeSet中添加元素时,只有第一个元素无需比较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)方法比较应该返回0
排序——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他属性大小来进行排序,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 02)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比较返回值是否为0
1 | package Collection.Set; |
1 | package Collection.Set; |
6. Map接口
Map接口继承树
6.1 Map接口概述
- 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里的key用Set来存放,不允许重复,即同一个Map对象所对应的类,需重写hashCOde()和equals()方法
- 常用Sting类作为Map的”键”
- key和value之间存在单向一对一关系,即能通过指定的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
6.2 Map接口:常用方法
- 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)当前那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):移除指定的key的key-value对,并返回value
- void clear():清空当前map中的所有数据
- 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():判断当前的Map是否为空
- boolean equals(Object obj):判断当前map和参数对象obj是否相等
- 元视图操作的方法
- 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对所构成的Set集合
6.3 Map实现类之一:HashMap
- 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()
- 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
6.3.1 HashMap的存储结构
JDK 7及以前版本:HashMap是数组+链表结构(即为链地址法)
JDK 8版本发布以后:HashMap是数组+链表+红黑树实现。
6.3.2 HashMap源码中的重要常量
DEFAULT_INITIAL_CAPACITY:HashMap的默认容量,16
MAXMUN_CAPACITY:HashMap的最大支持容量,2^30
DEFAULT_LOAD_FACTOR:HashMap的默认加载因子
TREEIFY_THRESHOLD:Bucket中链表长度大于该默认值,转化为红黑树
UNTREEIFY_THRESHOLD:Bucket中红黑树存储的Node小于该默认值,转化为链表
MIN_TREEIFY_CAPACITY:桶中的Node被树化时最小的hash表容量。(当桶中Node的 数量大到需要变红黑树时,若hash表容量小于MIN_TREEIFY_CAPACITY时,此时应执行 resize扩容操作这个MIN_TREEIFY_CAPACITY的值至少是TREEIFY_THRESHOLD的4 倍。)
table:存储元素的数组,总是2的n次幂
entrySet:存储具体元素的集
size:HashMap中存储的键值对的数量
modCount:HashMap扩容和结构改变的次数。
threshold:扩容的临界值,=容量*填充因子
loadFactor:填充因子
6.3.3 HashMap的存储结构:JDK 1.8之前
- HashMap的内部存储结构其实是数组和链表的结合。当实例化一个HashMap时,系统会创建一个长度为Capacity的Entry数组,这个长度在哈希表中被称为容量(Capacity),在这个数组红可以存放元素的位置我们称为”桶“(bucket),每个bucket都有自己的索引,系统更可以更具索引快速的查找bucket中的元素
- 每个bucket中存储一个元素,即一个Entry对象,但每一个Entry对象可以带一个引用变量,用于指向下一元素,因此,在一个桶中,就有可能生成一个Entry链。而且新添加的元素作为链表的head
- 添加元素的过程
向HashMap中添加entry1(key,value),需要首先计算entry1中key的哈希值(根据 key所在类的hashCode()计算得到),此哈希值经过处理以后,得到在底层Entry[]数 组中要存储的位置i。如果位置i上没有元素,则entry1直接添加成功。如果位置i上 已经存在entry2(或还有链表存在的entry3,entry4),则需要通过循环的方法,依次 比较entry1中key和其他的entry。如果彼此hash值不同,则直接添加成功。如果 hash值不同,继续比较二者是否equals。如果返回值为true,则使用entry1的value 去替换equals为true的entry的value。如果遍历一遍以后,发现所有的equals返回都 为false,则entry1仍可添加成功。entry1指向原有的entry元素。
HashMap的扩容
当HashMap中的元素越来越多的时候,hash冲突的几率也就越来越高,因为数组的 长度是固定的。所以为了提高查询的效率,就要对HashMap的数组进行扩容,而在 HashMap数组扩容之后,最消耗性能的点就出现了:原数组中的数据必须重新计算 其在新数组中的位置,并放进去,这就是resize。
那么HashMap什么时候进行扩容呢?
当HashMap中的元素个数超过数组大小(数组总大小length,不是数组中个数 size)* loadFactor 时 , 就 会 进 行 数 组 扩 容 , loadFactor 的默认 值 (DEFAULT_LOAD_FACTOR)为0.75,这是一个折中的取值。也就是说,默认情况 下,数组大小(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)为16,那么当HashMap中元素个数 超过16* 0.75=12(这个值就是代码中的threshold值,也叫做临界值)的时候,就把 数组的大小扩展为 2*16=32,即扩大一倍,然后重新计算每个元素在数组中的位置, 而这是一个非常消耗性能的操作,所以如果我们已经预知HashMap中元素的个数, 那么预设元素的个数能够有效的提高HashMap的性能
6.3.4 HashMap的存储结构:JDK 1.8
- HashMap的内部存储结构其实是数组+链表+树的结合。当实例化一个 HashMap时,会初始化initialCapacity和loadFactor,在put第一对映射关系 时,系统会创建一个长度为initialCapacity的Node数组,这个长度在哈希表 中被称为容量(Capacity),在这个数组中可以存放元素的位置我们称之为 “桶”(bucket),每个bucket都有自己的索引,系统可以根据索引快速的查 找bucket中的元素。
- 每个bucket中存储一个元素,即一个Node对象,但每一个Node对象可以带 一个引用变量next,用于指向下一个元素,因此,在一个桶中,就有可能 生成一个Node链。也可能是一个一个TreeNode对象,每一个TreeNode对象 可以有两个叶子结点left和right,因此,在一个桶中,就有可能生成一个 TreeNode树。而新添加的元素作为链表的last,或树的叶子结点。
那么HashMap什么时候进行扩容和树形化呢?
当HashMap中的元素个数超过数组大小(数组总大小length,不是数组中个数 size)* loadFactor 时 , 就会进行数组扩容 , loadFactor 的默认 值 (DEFAULT_LOAD_FACTOR)为0.75,这是一个折中的取值。也就是说,默认 情况下,数组大小(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)为16,那么当HashMap中 元素个数超过16* 0.75=12(这个值就是代码中的threshold值,也叫做临界值) 的时候,就把数组的大小扩展为 2*16=32,即扩大一倍,然后重新计算每个元 素在数组中的位置,而这是一个非常消耗性能的操作,所以如果我们已经预知 HashMap中元素的个数,那么预设元素的个数能够有效的提高HashMap的性能。 当HashMap中的其中一个链的对象个数如果达到了8个,此时如果capacity没有 达到64,那么HashMap会先扩容解决,如果已经达到了64,那么这个链会变成 树,结点类型由Node变成TreeNode类型。当然,如果当映射关系被移除后, 下次resize方法时判断树的结点个数低于6个,也会把树再转为链表。
关于映射关系的key是否可以修改?answer:不要修改
映射关系存储到HashMap中会存储key的hash值,这样就不用在每次查找时重新计算 每一个Entry或Node(TreeNode)的hash值了,因此如果已经put到Map中的映射关 系,再修改key的属性,而这个属性又参与hashcode值的计算,那么会导致匹配不上。
6.3.5 总结:JDK1.8相较于之前的变化:
1.HashMap map = new HashMap();//默认情况下,先不创建长度为16的数组
2.当首次调用map.put()时,再创建长度为16的数组
3.数组为Node类型,在jdk7中称为Entry类型
4.形成链表结构时,新添加的key-value对在链表的尾部(七上八下)
5.当数组指定索引位置的链表长度>8时,且map中的数组的长度> 64时,此索引位置 上的所有key-value对使用红黑树进行存储
面试题:负载因子值的大小,对HashMap有什么影响
- 负载因子的大小决定了HashMap的数据密度。
- 负载因子越大密度越大,发生碰撞的几率越高,数组中的链表越容易长, 造成查询或插入时的比较次数增多,性能会下降。
- 负载因子越小,就越容易触发扩容,数据密度也越小,意味着发生碰撞的几率越小,数组中的链表也就越短,查询和插入时比较的次数也越小,性能会更高。但是会浪费一定的内容空间。而且经常扩容也会影响性能,建议初始化预设大一点的空间。
- 按照其他语言的参考及研究经验,会考虑将负载因子设置为0.7~0.75,此 时平均检索长度接近于常数。
1 | package Map; |
6.4 Map实现类之二:LinkedHashMap
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
HashMap中的内部类:Node
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6static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
final int hash;
final K key;
V value;
Node<K,V> next;
}LinkedHashMap中的内部类:Entry
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6static class Entry<K,V> extends HashMap.Node<K,V> {
Entry<K,V> before, after;
Entry(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {
super(hash, key, value, next);
}
}1
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17package Map;
import org.junit.Test;
import java.util.LinkedHashMap;
import java.util.Map;
public class LinkedHashMapTest {
public void test1(){
Map map = new LinkedHashMap();
map.put("zhuo",23);
map.put("xiong",24);
map.put("熊",23);
System.out.println(map);//{zhuo=23, xiong=24, 熊=23}
}
}
6.4.1 Map实现类之三:TreeMap
- 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
- TreeMap的Key排序:
- 自然排序:TreeMap的所有Key必须实现Comparable接口,而且所有的Key应该时同一个类的对象,否则将会抛出ClassCastException
- 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
1 | package Map; |
6.4.2 Map实现类之四:Hashtable
- Hashtable是一个古老的Map实现类,JDK1.0就提供了。不同于HashMap,Hashtable时线程安全的
- Hatable实现原理和HashMap相同,功能相同。底层都使用哈希表结构,查询速度快,很多情况下可以互用
- 与HashMap不同,Hashtable不允许使用null作为key和value
- 与HashMap一样,Hashtable也不能保证其中Key-Value的顺序
- Hashtable判断两个key相等、两个value相等的标准,与HashMap一致
1 | package Map; |
6.4.3 Map实现类之五:Properties
- 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
1 | package Map; |

7. Collections工具类
- Collection是操作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的方法
- 排序操作:(均为static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
7.1 Collections常用方法
查找、替换
- 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
同步控制
Collection类中提供了多个synchronizedXxx()方法,该方法可使将指定集合包装成线程同步的集合,从而可以解决多线程并发访问集合时的线程安全问题
| 方法修饰符和返回值 | 方法 |
|---|---|
| static |
synchronizedCollection(Collection Return a synchronized(thread-safe) collection backed by the spacified collection |
| static |
synchronizedList(List Return a synchronized(thread-safe)list backed by the specified list |
| static <K,V> Map <K,V> | synchronizedMap(Map<K,V> m) Return a synchronized(thread-safe) map backed by the specified map |
| static |
synchronizedSet(Set Return a synchronized(thread-safe) set backed by the specified set |
| static <K,V> SotredMap <K,V> | synchronizedSortedMap(SortedMap <K,V> m) Return a synchronized(thread-safe)sorted map backed by the specified sorted map |
| static |
synchronizedSortedSet(SortedSet Return a synchronized(thread-safe) sorted set backed by the specified sorted set |
1 | package Collections; |
补充
- Enumeration接口时Iterator迭代器的“古老版本”
| 返回值类型 | 方法 |
|---|---|
| boolean | hasMoreElements() Tests if this enumeration contains more elements |
| E | nextElement() Return the next element of this enumeration if this enumeration object has at least one more element to provide |
1 | Enumeration stringEnum = new StringTokenizer("a-b*c-d-e-g", "-"); |
