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java常用方法2

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，可以动态地把多个对象的引用放入容器中。

1. 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

2. 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。
  同时无法直接获取存储元素的个数
• 数组存储的数据是有序的、可以重复的。---->存储数据的特点单一

3. Java 集合类可以用于存储数量不等的多个对象，还可用于保存具有映射关系的
   关联数组。

• 将Java对象或Java对象构成的List转换为JSON对象或JSON数组
  Java 集合可分为 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

1. List：元素有序、可重复的集合
2. Set：元素无序、不可重复的集合

• Map接口：双列数据，保存具有映射关系“key-value对”的集合

Collection 接口

Collection 接口方法

List接口

List接口方法

List实现类之一：ArrayList

• ArrayList 是 List 接口的典型实现类、主要实现类
• 本质上，ArrayList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？

1. JDK1.7：ArrayList像饿汉式，直接创建一个初始容量为10的数组
2. JDK1.8：ArrayList像懒汉式，一开始创建一个长度为0的数组，当添加第一个元素时再创建一个始容量为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

LinkedList类方法

Vector类方法
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()

Set 接口概述

• Set接口是Collection的子接口，set接口没有提供额外的方法
• Set 集合不允许包含相同的元素，如果试把两个相同的元素加入同一个
  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

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：

1. 不能保证元素的排列顺序
2. HashSet 不是线程安全的
3. 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hashCode(Object obj)方法，以实现对象相等规则。即：“相等的对象必须具有相等的散列码”。

Set实现类之二：LinkedHashSet

• LinkedHashSet 是 HashSet 的子类
• LinkedHashSet 根据元素的 hashCode 值来决定元素的存储位置，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，但在迭代访问 Set 里的全部元素时有很好的性能。
• LinkedHashSet 不允许集合元素重复。

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)

1. Comparator comparator()
2. Object first()
3. Object last()
4. Object lower(Object e)
5. Object higher(Object e)
6. SortedSet subSet(fromElement, toElement)
7. SortedSet headSet(toElement)
8. 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。

Map接口

• 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 中的 key 用Set来存放，不允许重复，即同一个 Map 对象所对应的类，须重写hashCode()和equals()方法
• 常用String类作为Map的“键”
• 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

Map接口常用方法
添加、删除、修改操作：

元素查询的操作：

元视图操作的方法：

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()
• 所有的value构成的集合是Collection:无序的、可以重复的。所以，value所在的类要重写：equals()
• 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。
  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。
  HashMap源码中的重要常量
• DEFAULT_INITIAL_CAPACITY : HashMap的默认容量，16
• MAXIMUM_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

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160.75=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。

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元素的顺序
• 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

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 的排序：

1. 自然排序：TreeMap 的所有的 Key 必须实现 Comparable 接口，而且所有
   的 Key 应该是同一个类的对象，否则将会抛出 ClasssCastException
2. 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

Map实现类之四：Hashtable

• Hashtable是个古老的 Map 实现类，JDK1.0就提供了。不同于HashMap，Hashtable是线程安全的。
• Hashtable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 对的顺序
• Hashtable判断两个key相等、两个value相等的标准，与HashMap一致。

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

Properties pros = new Properties();
pros.load(new FileInputStream("jdbc.properties"));
String user = pros.getProperty("user");
System.out.println(user);
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Collections工具类

• Collections 是一个操作 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等方法
  排序操作：（均为static方法）

Collections常用方法

Collections常用方法：同步控制
Collections 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