集合框架体系

Collection 接口和常用方法

// 说明：以 ArrayList 实现类来演示
List list = new ArrayList();
// add:添加单个元素
list.add("jack");
list.add(10);//list.add(new Integer(10))
list.add(true);
System.out.println("list=" + list);
// remove:删除指定元素
//list.remove(0);//删除第一个元素
list.remove(true);//指定删除某个元素
System.out.println("list=" + list);
// contains:查找元素是否存在
System.out.println(list.contains("jack"));//T
// size:获取元素个数
System.out.println(list.size());//2
// isEmpty:判断是否为空
System.out.println(list.isEmpty());//F
// clear:清空
list.clear();
System.out.println("list=" + list);
// addAll:添加多个元素
ArrayList list2 = new ArrayList();
list2.add("红楼梦");
list2.add("三国演义");
list.addAll(list2);
System.out.println("list=" + list);
// containsAll:查找多个元素是否都存在
System.out.println(list.containsAll(list2));//T
// removeAll：删除多个元素
list.add("聊斋");
list.removeAll(list2);
System.out.println("list=" + list);//[聊斋]

List接口

List接口常用方法

List list = new ArrayList();
list.add("张三丰");
list.add("贾宝玉");
// void add(int index, Object ele):在 index 位置插入 ele 元素
//在 index = 1 的位置插入一个对象
list.add(1, "韩顺平");
System.out.println("list=" + list);
// boolean addAll(int index, Collection eles):从 index 位置开始将 eles 中的所有元素添加进来List list2 = new ArrayList();
list2.add("jack");
list2.add("tom");
list.addAll(1, list2);
System.out.println("list=" + list);
// Object get(int index):获取指定 index 位置的元素
//说过
// int indexOf(Object obj):返回 obj 在集合中首次出现的位置
System.out.println(list.indexOf("tom"));//2
// int lastIndexOf(Object obj):返回 obj 在当前集合中末次出现的位置
list.add("韩顺平");
System.out.println("list=" + list);
System.out.println(list.lastIndexOf("韩顺平"));
// Object remove(int index):移除指定 index 位置的元素，并返回此元素
list.remove(0);
System.out.println("list=" + list);
// Object set(int index, Object ele):设置指定 index 位置的元素为 ele , 相当于是替换. list.set(1, "玛丽");
System.out.println("list=" + list);
// List subList(int fromIndex, int toIndex):返回从 fromIndex 到 toIndex 位置的子集合// 注意返回的子集合 fromIndex <= subList < toIndex
List returnlist = list.subList(0, 2);
System.out.println("returnlist=" + returnlist);

List接口实现类

ArrayList源码及其注意事项

//使用无参构造器创建 ArrayList 对象
//ArrayList list = new ArrayList();
ArrayList list = new ArrayList(8);
//使用 for 给 list 集合添加 1-10 数据
for (int i = 1; i <= 10; i++) {
list.add(i);
}
//使用 for 给 list 集合添加 11-15 数据
for (int i = 11; i <= 15; i++) {
list.add(i);
}
list.add(100);
list.add(200);
list.add(null);
}

不同jdk源码不同

Vector源码及其注意事项

Vector和ArrayList比较

LikedList源码及其注意事项

 LinkedList linkedList = new LinkedList();
        linkedList.add("first");
        linkedList.add(1);
        linkedList.add(2);
        linkedList.add(3);
        linkedList.add("last");
        System.out.println("linkedList=" + linkedList);
//演示一个删除结点的
        linkedList.remove(); // 这里默认删除的是第一个结点
//linkedList.remove(2);
        System.out.println("linkedList=" + linkedList);
//修改某个结点对象
        linkedList.set(1, 999);
        System.out.println("linkedList=" + linkedList);
//得到某个结点对象
//get(1) 是得到双向链表的第二个对象
        Object o = linkedList.get(1);
        System.out.println(o);//999
//因为 LinkedList 是 实现了 List 接口, 遍历方式
        System.out.println("===LinkeList 遍历迭代器====");
        Iterator iterator = linkedList.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            Object next = iterator.next();
            System.out.println("next=" + next);
        }
        System.out.println("===LinkeList 遍历增强 for====");
        for (Object o1 : linkedList) {
            System.out.println("o1=" + o1);
        }
        System.out.println("===LinkeList 遍历普通 for====");
        for (int i = 0; i < linkedList.size(); i++) {
            System.out.println(linkedList.get(i));
        }

LinkedList和ArrayList比较

Set接口

注意：常用方法和List接口一样，set底层都是map，但是只用到了K-V结构中的K，V都用一个常量代替

HashSet

HashSet hashSet = new HashSet();
hashSet.add("java");//到此位置，第 1 次 add 分析完毕. 
hashSet.add("php");//到此位置，第 2 次 add 分析完毕
hashSet.add("java");
System.out.println("set=" + hashSet);
/*
老韩对 HashSet 的源码解读
1. 执行 HashSet()
public HashSet() {
map = new HashMap<>();
}
2. 执行 add()
public boolean add(E e) {//e = "java"
return map.put(e, PRESENT)==null;//(static) PRESENT = new Object();
}
3.执行 put() , 该方法会执行 hash(key) 得到 key 对应的 hash 值 算法 h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16)
public V put(K key, V value) {//key = "java" value = PRESENT 共享
return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}
4.执行 putVal
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent, boolean evict) {
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i; //定义了辅助变量
//table 就是 HashMap 的一个数组，类型是 Node[]
//if 语句表示如果当前 table 是 null, 或者 大小=0
//就是第一次扩容，到 16 个空间.
if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
n = (tab = resize()).length;
//(1)根据 key，得到 hash 去计算该 key 应该存放到 table 表的哪个索引位置
//并把这个位置的对象，赋给 p
//(2)判断 p 是否为 null
//(2.1) 如果 p 为 null, 表示还没有存放元素, 就创建一个 Node (key="java",value=PRESENT)
//(2.2) 就放在该位置 tab[i] = newNode(hash, key, value, null)
if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
else {
//一个开发技巧提示： 在需要局部变量(辅助变量)时候，在创建
Node<K,V> e; K k; //
//如果当前索引位置对应的链表的第一个元素和准备添加的 key 的 hash 值一样
//并且满足 下面两个条件之一:
//(1) 准备加入的 key 和 p 指向的 Node 结点的 key 是同一个对象
//(2) p 指向的 Node 结点的 key 的 equals() 和准备加入的 key 比较后相同
//就不能加入
if (p.hash == hash &&
((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
e = p;
//再判断 p 是不是一颗红黑树,
//如果是一颗红黑树，就调用 putTreeVal , 来进行添加
else if (p instanceof TreeNode)
e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
else {//如果 table 对应索引位置，已经是一个链表, 就使用 for 循环比较
//(1) 依次和该链表的每一个元素比较后，都不相同, 则加入到该链表的最后
// 注意在把元素添加到链表后，立即判断 该链表是否已经达到8 个结点
// , 就调用 treeifyBin() 对当前这个链表进行树化(转成红黑树)
// 注意，在转成红黑树时，要进行判断, 判断条件
// if (tab == null || (n = tab.length) < MIN_TREEIFY_CAPACITY(64))
// resize();
// 如果上面条件成立，先 table 扩容. 
// 只有上面条件不成立时，才进行转成红黑树
//(2) 依次和该链表的每一个元素比较过程中，如果有相同情况,就直接break
for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
if ((e = p.next) == null) {
p.next = newNode(hash, key, value, null);
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD(8) - 1) // -1 for 1st
treeifyBin(tab, hash);
break;
}
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
break;
p = e;
}
}
if (e != null) { // existing mapping for key
V oldValue = e.value;
if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
e.value = value;
afterNodeAccess(e);
return oldValue;
}
}
++modCount;
//size 就是我们每加入一个结点 Node(k,v,h,next), size++
if (++size > threshold)
resize();//扩容
afterNodeInsertion(evict);
return null;
}
*/

我对HashSet源码的解读：

首先HashSet的add方法调用map.put(e, PRESENT)

put调用putVal(hash(key), key, value, false, true)

hash(key)：返回(key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16)

key.hashCode：key对应的转hash值的方法

putVal中首先是一个if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)

用于第一次扩容：第一次加入值，会扩容到16（通过resize（）方法）

然后是if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)

这个if里先通过当前插入值的hash值计算了当前插入值的插入位置并且判断是否有hash冲突

如果没有冲突就tab[i] = newNode(hash, key, value, null)

有冲突就进入else语句块

这里面就是来判断该不该存这个值，首先判断插入位置的链表第一个元素的hash值和插入值的hash值一样并且满足如果不满足就再判断 p 是不是一颗红黑树,如果是一颗红黑树，就调用 putTreeVal , 来进行添加

如果都不满足就依次和该链表的每一个元素比较后，都不相同, 则加入到该链表的最后，注意在把元素添加到链表后，立即判断该链表是否已经达到8 个结点就调用 treeifyBin() 对当前这个链表进行树化(转成红黑树)，转红黑树时先判断 if (tab == null || (n = tab.length) < MIN_TREEIFY_CAPACITY(64)) 如果上面条件成立，先调用resize()；对table 扩容. 只有上面条件不成立时，才进行转成红黑树，依次和该链表的每一个元素比较过程中，如果有相同情况,就直接break

HashSet扩容机制和转红黑树机制

注意：table大小由属性size决定，每新加一个对象size就加1；

LinkedHashSet

注意：LinkedHashSet底层是LinkedHashMap

LinkedHashMap初始化时底层调用HashMap的构造方法

LinkedHashSet增加元素调用map.put(e, PRESENT)：（和HashSet一样）

LinkedHashSet的table数组是HashMap$Node类型，存放的是LinkedKashMap$Entry类型数据

Map接口

Map 接口实现类的特点 [很实用]

//老韩解读 Map 接口实现类的特点, 使用实现类 HashMap
//1. Map 与 Collection 并列存在。用于保存具有映射关系的数据:Key-Value(双列元素)
//2. Map 中的 key 和 value 可以是任何引用类型的数据，会封装到 HashMap$Node 对象中
//3. Map 中的 key 不允许重复，原因和 HashSet 一样，前面分析过源码. 
//4. Map 中的 value 可以重复
//5. Map 的 key 可以为 null, value 也可以为 null ，注意 key 为 null,
// 只能有一个，value 为 null ,可以多个
//6. 常用 String 类作为 Map 的 key
//7. key 和 value 之间存在单向一对一关系，即通过指定的 key 总能找到对应的value
Map map = new HashMap();
map.put("no1", "韩顺平");//k-v
map.put("no2", "张无忌");//k-v
map.put("no1", "张三丰");//当有相同的 k , 就等价于替换. map.put("no3", "张三丰");//k-v
map.put(null, null); //k-v
map.put(null, "abc"); //等价替换
map.put("no4", null); //k-v
map.put("no5", null); //k-v
map.put(1, "赵敏");//k-v
map.put(new Object(), "金毛狮王");//k-v
// 通过 get 方法，传入 key ,会返回对应的 value
System.out.println(map.get("no2"));//张无忌
System.out.println("map=" + map);

Map接口常用方法

//演示 map 接口常用方法
Map map = new HashMap();
map.put("邓超", new Book("", 100));//OK
map.put("邓超", "孙俪");//替换-> 一会分析源码
map.put("王宝强", "马蓉");//OK
map.put("宋喆", "马蓉");//OK
map.put("刘令博", null);//OK
map.put(null, "刘亦菲");//OK
map.put("鹿晗", "关晓彤");//OK
map.put("hsp", "hsp 的老婆");
System.out.println("map=" + map);
// remove:根据键删除映射关系
map.remove(null);
System.out.println("map=" + map);
// get：根据键获取值
Object val = map.get("鹿晗");
System.out.println("val=" + val);
// size:获取元素个数
System.out.println("k-v=" + map.size());
// isEmpty:判断个数是否为 0
System.out.println(map.isEmpty());//F
// clear:清除 k-v
//map.clear();
System.out.println("map=" + map);
// containsKey:查找键是否存在
System.out.println("结果=" + map.containsKey("hsp"));//T
}
}
class Book {
private String name;
private int num;
public Book(String name, int num) {
this.name = name;
this.num = num;
}

Map 接口遍历方法

Map map = new HashMap();
map.put("邓超", "孙俪");
map.put("王宝强", "马蓉");
map.put("宋喆", "马蓉");
map.put("刘令博", null);
map.put(null, "刘亦菲");
map.put("鹿晗", "关晓彤");
//第一组: 先取出 所有的 Key , 通过 Key 取出对应的 Value
Set keyset = map.keySet();
//(1) 增强 for
System.out.println("-----第一种方式-------");
for (Object key : keyset) {
System.out.println(key + "-" + map.get(key));
}
//(2) 迭代器
System.out.println("----第二种方式--------");
Iterator iterator = keyset.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
Object key = iterator.next();
System.out.println(key + "-" + map.get(key));
}
//第二组: 把所有的 values 取出
Collection values = map.values();
//这里可以使用所有的 Collections 使用的遍历方法
//(1) 增强 for
System.out.println("---取出所有的 value 增强 for----");
for (Object value : values) {
System.out.println(value);
}
//(2) 迭代器
System.out.println("---取出所有的 value 迭代器----");
Iterator iterator2 = values.iterator();
while (iterator2.hasNext()) {
Object value = iterator2.next();
System.out.println(value);
}
//第三组: 通过 EntrySet 来获取 k-v
Set entrySet = map.entrySet();// EntrySet<Map.Entry<K,V>>
//(1) 增强 for
System.out.println("----使用 EntrySet 的 for 增强(第 3 种)----");
for (Object entry : entrySet) {
//将 entry 转成 Map.Entry
Map.Entry m = (Map.Entry) entry;
System.out.println(m.getKey() + "-" + m.getValue());
}
//(2) 迭代器
System.out.println("----使用 EntrySet 的 迭代器(第 4 种)----");
Iterator iterator3 = entrySet.iterator();
while (iterator3.hasNext()) {
Object entry = iterator3.next();
//System.out.println(next.getClass());//HashMap$Node -实现-> Map.Entry (getKey,getValue)
//向下转型 Map.Entry
Map.Entry m = (Map.Entry) entry;
System.out.println(m.getKey() + "-" + m.getValue());
}

HashMap

HashMap map = new HashMap();
map.put("java", 10);//ok
map.put("php", 10);//ok
map.put("java", 20);//替换 value
System.out.println("map=" + map);//
/*老韩解读 HashMap 的源码+图解
1. 执行构造器 new HashMap()
初始化加载因子 loadfactor = 0.75
HashMap$Node[] table = null
2. 执行 put 调用 hash 方法，计算 key 的 hash 值 (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16)
public V put(K key, V value) {//K = "java" value = 10
return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}
3. 执行 putVal
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent, boolean evict) {
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;//辅助变量
//如果底层的 table 数组为 null, 或者 length =0 , 就扩容到 16
if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
n = (tab = resize()).length;
//取出 hash 值对应的 table 的索引位置的 Node, 如果为 null, 就直接把加入的k-v
//, 创建成一个 Node ,加入该位置即可
if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
else {
Node<K,V> e; K k;//辅助变量
// 如果 table 的索引位置的 key 的 hash 相同和新的 key 的 hash 值相同，
// 并 满足(table 现有的结点的 key 和准备添加的 key 是同一个对象 || equals 返回真)
// 就认为不能加入新的 k-v
if (p.hash == hash &&
((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
e = p;
else if (p instanceof TreeNode)
//如果当前的 table 的已有的 Node 是红黑树，就按照红黑树的方式处理
e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
else {
//如果找到的结点，后面是链表，就循环比较
for (int binCount = 0; ; ++binCount) {//死循环
if ((e = p.next) == null) {
//如果整个链表，没有和他相同,就加到该链表的最后p.next = newNode(hash, key, value, null);
//加入后，判断当前链表的个数，是否已经到 8 个，到8 个，后
//就调用 treeifyBin 方法进行红黑树的转换
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
treeifyBin(tab, hash);
break;
}
if (e.hash == hash && 
//如果在循环比较过程中，发现有相同,就break,就只是替换
value((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
break;
p = e;
}
}
if (e != null) { // existing mapping for key
V oldValue = e.value;
if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
e.value = value; //替换，key 对应 value
afterNodeAccess(e);
return oldValue;
}
}
++modCount;//每增加一个 Node ,就 size++
if (++size > threshold[12-24-48])//如 size > 临界值，就扩容
resize();
afterNodeInsertion(evict);
return null;
}
5. 关于树化(转成红黑树)
//如果 table 为 null ,或者大小还没有到 64，暂时不树化，而是进行扩容. 
//否则才会真正的树化 -> 剪枝
final void treeifyBin(Node<K,V>[] tab, int hash) {
int n, index; Node<K,V> e;
if (tab == null || (n = tab.length) < MIN_TREEIFY_CAPACITY)
resize();
}
*/

HashTable

注意：HashTab底层是HashMap$Entry数组初始化大小为11，

add方法不是putVal，是addEntry（hash，key，value，index）；

常用方法和HashMap差不多

Properties

//老韩解读
//1. Properties 继承 Hashtable
//2. 可以通过 k-v 存放数据，当然 key 和 value 不能为 null
//增加
Properties properties = new Properties();
//properties.put(null, "abc");//抛出 空指针异常
//properties.put("abc", null); //抛出 空指针异常
properties.put("john", 100);//k-v
properties.put("lucy", 100);
properties.put("lic", 100);
properties.put("lic", 88);//如果有相同的 key ， value 被替换
System.out.println("properties=" + properties);
//通过 k 获取对应值
System.out.println(properties.get("lic"));//88
//删除
properties.remove("lic");
System.out.println("properties=" + properties);
//修改
properties.put("john", "约翰");
System.out.println("properties=" + properties);

TreeSet

//老韩解读
//1. 当我们使用无参构造器，创建 TreeSet 时，仍然是无序的
//2. 老师希望添加的元素，按照字符串大小来排序
//3. 使用 TreeSet 提供的一个构造器，可以传入一个比较器(匿名内部类)
// 并指定排序规则
//4. 简单看看源码
//老韩解读
/*
1. 构造器把传入的比较器对象，赋给了 TreeSet 的底层的 TreeMap 的属性 this.comparator
public TreeMap(Comparator<? super K> comparator) {
this.comparator = comparator;
}
2. 在 调用 treeSet.add("tom"), 在底层会执行到
if (cpr != null) {//cpr 就是我们的匿名内部类(对象)
韩顺平循序渐进学Java 零基础第688页do {
parent = t;
//动态绑定到我们的匿名内部类(对象)compare
cmp = cpr.compare(key, t.key);
if (cmp < 0)
t = t.left;
else if (cmp > 0)
t = t.right;
else //如果相等，即返回 0,这个 Key 就没有加入
return t.setValue(value);
} while (t != null);
}
*/
// TreeSet treeSet = new TreeSet();
TreeSet treeSet = new TreeSet(new Comparator() {
@Override
public int compare(Object o1, Object o2) {
//下面 调用 String 的 compareTo 方法进行字符串大小比较
//如果老韩要求加入的元素，按照长度大小排序
//return ((String) o2).compareTo((String) o1);
return ((String) o1).length() - ((String) o2).length();
}
});
//添加数据. treeSet.add("jack");
treeSet.add("tom");//3
treeSet.add("sp");
treeSet.add("a");
treeSet.add("abc");//3
System.out.println("treeSet=" + treeSet);

TreeMap

//使用默认的构造器，创建 TreeMap, 是无序的(也没有排序)
/*
老韩要求：按照传入的 k(String) 的大小进行排序
*/
// TreeMap treeMap = new TreeMap();
TreeMap treeMap = new TreeMap(new Comparator() {
@Override
public int compare(Object o1, Object o2) {
//按照传入的 k(String) 的大小进行排序
//按照 K(String) 的长度大小排序
//return ((String) o2).compareTo((String) o1);
return ((String) o2).length() - ((String) o1).length();
}
});
treeMap.put("jack", "杰克");
treeMap.put("tom", "汤姆");
treeMap.put("kristina", "克瑞斯提诺");
treeMap.put("smith", "斯密斯");
treeMap.put("hsp", "韩顺平");//加入不了
System.out.println("treemap=" + treeMap);
/*
老韩解读源码：
1. 构造器. 把传入的实现了 Comparator 接口的匿名内部类(对象)，传给给 TreeMap 的comparator
public TreeMap(Comparator<? super K> comparator) {
this.comparator = comparator;
}
2. 调用 put 方法
2.1 第一次添加, 把 k-v 封装到 Entry 对象，放入 root
Entry<K,V> t = root;
if (t == null) {
compare(key, key); // type (and possibly null) check
root = new Entry<>(key, value, null);
size = 1;
modCount++;
return null;
}
2.2 以后添加
Comparator<? super K> cpr = comparator;
if (cpr != null) {
do { //遍历所有的 key , 给当前 key 找到适当位置
parent = t;
cmp = cpr.compare(key, t.key);//动态绑定到我们的匿名内部类的 compare
if (cmp < 0)
t = t.left;
else if (cmp > 0)
t = t.right;
else //如果遍历过程中，发现准备添加 Key 和当前已有的 Key 相等，就不添加
韩顺平循序渐进学Java 零基础第692页return t.setValue(value);
} while (t != null);
}
*/