(十五)集合

   日期:2024-12-27    作者:jogmu 移动:http://mip.riyuangf.com/mobile/quote/72989.html

集合是一个存储多个数据的容器。大小不固定。

(十五)集合

集合的顶级接口。
子接口:List,Set,Queue
Collection:E表示泛型,声明集合的元素类型。由于泛型的限定,集合中只能存储引用类型的数据。
例子

1.重要方法

add();

添加元素。
已经重写了toString方法,把每个元素用“,”拼接成一个字符串。

remove();

移除元素。如果移除的元素不存在,会直接忽略。

containe();

判断指定的元素是否存在。

clear();

清空集合。

equals(Object o);

比较。

isEmpty();

判断集合是否为空。

iterator();

返回在此 collection 的元素上进行迭代的迭代器。

size();

获取集合中元素个数。

toArray();

将集合转化为数组。数组的类型只能是Object类。

toArray(new String[0]);

参数表示要转化的数组类型。 如果传入的数组长度小于了集合中元素的个数,那么会将底层的数组返回。如果传入的数组的长度大于等于了集合中元素的个数,会将底层数组的元素复制到传入的数组中,返回传入的数组。
当传入的数组容量过大时,你就分不清数组中的null到底是元素还是真的空着,所以最好传入最小的数组大小。

代码示例

List接口保证元素的存入顺序,元素是有序的,可以存储重复元素,元素有序可重复。
在List中会对元素进行编号,编号从0开始,元素存在下标,所以可以通过下标来获取和操作对应的元素。

1.特点

1.元素是有序的。
2.可以存储重复元素。
3.元素存在下标。所以我们可以通过下标来获取和操作对应的元素。

2.重要方法

get(int index);

获取指定下标对应的元素。

add(int index, E e);

指定的下标处,插入指定的元素。在下标index的位置插入d。index <= size。index > size就会报错。

equals(object o)

依次调用每个位置上的元素的equals方法来比较的。两个集合在进行比较的时候和元素的顺序有关。

底层过程

1.比较两个列表的元素个数是否一致,如果不一致,返回false。
2.如果元素个数一致,则一次比较对应下标位置上的元素。底层比较元素的时候用的是equals方法。
凡是引用类型的对象,除非确定不存在为null的可能,否则一律先==后equals。

indexOf(object o);

获取指定元素第一次出现的下标。如果元素不存在就返回-1。

lastIndexOf(object o);

最后一次出现的下标。

remove(int index);

移除指定下标的元素。

set(int index,E e);

表示替换指定下标位置上的元素。

size();

获取列表的大小。

subList(int index,int index);

截取列表。包含起始下标,而不包含结束下标。

代码示例

3.ArrayList< E > class

ArrayList底层是用数组来存储数据的,是基于数组的。内存空间是连续的,默认初始容量是10,每次扩容一半,是一个线程不安全的列表。不便于增删元素,便于查询元素较快。

重要方法

继承List< E >接口。

练习

简易ArrayList
数组来实现一个简易版的ArrayList,元素是String,实现add/remove/set/get/indexOf/contains/isEmpty/size/toString

4.LinkedList< T > class

LinkedList< T > 类基于链表实现的。内存空间是不连续的。不用设置初始容量,便于增删元素,不便于查询元素。是一个线程不安全的列表。

每个元素包含三部分
第一部分存储上个节点的地址。第一个元素的第一部分为null。
第二部分存储元素在常量池的地址。
第三部分存储下个节点的地址。最后一个元素的第三部分null。

链表对象里有三个属性
第一个属性:Node< E >fist:null
第二个属性:Node< E >last:null
第三个属性:int size :0
在对查询效果影响不是很大的情况,一般都会选择LinkedList。可以节省内存。

重要方法

继承List。

5.Vector class(向量

Vector基于数组实现的。默认初始容量是10,每次扩容一倍。是一个线程安全的集合。
Vector是java中最早的集合,在1.1版本中出现,List是在1.2版本出现,由于接口比类出现的晚,Vector中出现来大量重复的方法。

重要方法
capacity();

获取集合的容量。

elements();

返回向量组件的枚举。名义上是枚举,其实返回的是迭代器。

6.Stack class(栈

定义

栈的原则是先进后出或者后进先出。继承了Vector class。
最先放入的元素叫栈底元素。
最后放入的元素叫栈顶元素。
将元素放入栈中的操作叫入栈(压栈)。
将元素从栈中取出叫出栈(弹栈)。

构造方法
Stack< E >();

创建一个空堆栈。

重要方法
isEmpty();

判断栈是否为空。

push();

入栈、压栈。

peek();

获取栈顶元素,不删除。
如果栈为空,则抛出EmptyStackException(空栈异常)。

pop();

出栈,获取并移除栈顶元素。
如果栈为空,则抛出EmptyStackException(空栈异常)。

获取指定元素在栈中的位置。获取的时候从栈顶到栈底的顺序查找,以1位基数。如果元素不存在返回-1。

练习

用数组实现Stack。

用节点实现Stack。

7.总结
ArrayList和数组有什么区别

ArrayList的容量可变,数组的容量是固定的。ArrayList只可以存储引用类型,数组不做限制。
容量:ArrayList可变,数组固定
元素类型:ArrayList可以存储引用类型,数组不限制。

List和数组有什么区别

List的容量是可变的,数组的容量是固定的,List只能存储引用类型,数组不做限制。数组的内存空间是连续的,List的的内存空间是根据实现类的不同而不同,针对LinkedList而言,内存空间是不连续的,针对ArrayList、Vocter、Stack而言内存空间是连续的。

ArrayList和Vector有什么区别

ArrayList和Vector都是基于数组实现的,并且其底层的数组的默认初始容量都是10.对于ArrayList而言,其扩容机制是基于右移运算的,每次右移1位,所以扩容完成之后,容量就变为原来的1.5倍。对于Vector而言,其扩容机制是基于三元运算求和的,如果不指定增量的话,扩容完成之后就变为原来的两倍。ArrayList是一个线程不安全的集合,但是可以通过Collections.synchronizedList();方法将其包装成一个线程安全的集合。Vector是一个线程安全的集合。

LinkedList和ArrayList那个增添数据更快

如果增删的元素的位置相对靠前,此时LinkedList较快;如果增删的元素的位置靠后,此时ArrayList较快。
如果需要扩容,LinkedList偏快;如果不需要扩容,ArrayList偏快。

队列遵循先进先出的原则。先放入的元素叫队头元素,最后放入的叫队尾元素。

重要方法

offer();

插入元素。如果失败返回false。

add();

插入元素。如果失败则抛出异常。

peek();

获取队头元素。如果获取失败,则返回null。

element();

获取队头元素。如果获取失败则抛出一个异常

poll();

移除队头。如果移除失败则返回一个null。

remove();

移除队头。如果失败则返回一个NoElementException。

1.定义

散列集合,Set中的元素无序不可重复。

2.特点

1.Set中元素不可重复。
2.Set中元素不保证存入的顺序。
3.基于元素的哈希码进行存储。
4.Set在存储过程中,如果出现了相同元素,则会抛弃后续添加的元素。

重要方法

继承Collection< E >接口的方法。

equals(Set s);

比较。在比较的时候比较的是实际元素是否一致。跟顺序和地址无关。

3.HashSet class

Set实现类之一。不保证Set的迭代顺序,不保证该顺序恒久不变。HashSet的底层是基于HashMap的。是一个线程不安全的集合。
碰撞:当两个对象往同一个位置存储的时候产生的现象。当存储的数据越多的时候,碰撞的次数越多,效率越低。
加载因子:相当于一个警戒线。
rehash:将扩容之后的HashSet的空间打乱,重新分配空间范围。

构造方法
HashSet();

默认初始容量是16,加载因子是0.75f。每次扩容一倍。

HashSet(int initialCapacity, float loadFactor);

指定容量,指定加载因子。

重要方法

继承Set的方法。

iterator();

通过指针的挪动来遍历集合。在遍历过程中不允许集合本身来增删原集合。

1.Iterable< T > interface

如果一个对象允许用增强for循环来遍历,那么这个对象对应的类必须实现Iterable 接口,增强for(foreach)循环本质上就是在进行迭代遍历。增强for循环不允许对原集合进行增删操作。
Iterable< T > interface 是JDK1.5的特性之一。

方法摘要
iterator();

返回一个在一组 T 类型的元素上进行迭代的迭代器。

2.Enumeration< E > interface

不要使用这个类的方法,来删除元素。只删除偶数位,永远删除不完。

重要方法
hasMoreElements();

判断是否还有更多的元素。

nextElement();

表示挪动指针到下一个元素。

3.Itertor< E > interface

推荐使用的迭代器。它在操作集合的时候,将集合进行了复制,操作的是复制之后的集合,在复制后的集合上进行迭代标记操作。在迭代器操作集合的时候,不允许原集合自己进行增删操作。

重要方法
hasNext();

判断是否有可迭代的元素。

next()

返回迭代的下一个元素。

remove();

表示将当前在迭代的元素进行移除。会改变原集合。

Collections是一个操作集合的工具类。提供来一系列的操作集合的静态方法。

1.构造方法

Collections 的构造方法是私有的。

2.重要方法

replaceAll(List< T > list,T oldt,T newt);

用一个对象替换另一个对象。

reverse(List list);

反转集合。

sort(List< T > list);

将集合从小到大排序。

指定规则进行排序。
示例

1.Comparable< T > interface

如果没有指定排序规则,这个时候要求集合中的元素对应的类必须实现Comparable接口,比较规则是写在compareTo方法中。

重要方法
compareTo(T o);

比较此对象与指定对象的顺序。

2.Comparator< T > interface

比较器,重写compare方法,将比较规则写到compare方法中,根据返回值的正负来确定大小,如果返回值是正数,表示第一个参数排到第二个参数之后;反之表示第一个参数排到第二个参数之前。

重要方法
compareTo(T o1,T o2);

用来排序两个参数。

equals(object obj);

指示某个其他对象是否等于此Comparator。

ParameterizedType,学名参数化类型。JDK1.5特性之一。

1.泛型发展历史

List list = new ArrayList();:早期没有泛型集合可以存储任意数据,底层以Object类型来存储。
List list = new ArrayList< E>();:仅仅起了一个建议性的作用。
List< E> list = new ArrayList< E>();:强制元素类型必须是指定的类型。
List< E> list = new ArrayList<>();:JDK1.7之后可以省去后面泛型,JVM在编译的时候会做自动类型推导。

2.泛型的擦除

用具体类型来替换泛型的过程叫泛型的擦除。发生在编译期。

3.定义泛型类

泛型命名

泛型的命名只要遵循标识符的命名规则即可。习惯上用一个大写字母来表示。
T – type,类型。
E – element,元素。
K – key,键。
V – value,值。
R – result,结果。
因为泛型不确定具体类型,所以只允许声明,不允许初始化。
泛型可以作为参数来使用,同样也可以作为返回值使用。
泛型在定义的时候不限制个数,只要以逗号隔开就行。

类的泛型

表示属于当前类的泛型。
class Demo< T,E,R>{}

方法的泛型

表示只属于当前方法的泛型。
public < V>void m(V v){}

返回值的泛型

public < R> R m(){}

4.泛型的继承

Arrays.asList();
允许以操作list的方式来操作一个数组。

数组允许存在向下兼容,也就是说数组中的元素类型可以存在继承关系。

在泛型中不存在向下兼容,是指在声明的时候前后必须一致。

通配符

“?”在泛型的继承中是一个通配符。
List< ?> list;:表示这个集合的元素类型暂时不确定,往往作为参数。

泛型的上限

< ? extends 类/接口>
表示传入的是类/接口及其子类/子接口。这就是规定了泛型的上限。在规定上限方法里,为来防止添加的元素与原类型不一致,只能添加null,不能添加其他元素。

泛型的下限

< ? super 类/接口>
表示传入的这个类/接口及其父类/父接口对象。这就是规定了泛型的下限。在规定下限方法里,能添加元素,元素类型必须是最小类型,null也可以添加。
Java中不允许同时规定上限和下限。可以使用两个方法进行这个上限下限规定的操作。

泛型继承嵌套

Java中允许互相嵌套。
代码示例

练习

疯狂值
先输入一个整数n,然后获取n个整数,求这一组数的疯狂值(疯狂值:相邻两个数之差的绝对值之和)。获取这一组数的最大疯狂值。——2017年8月网易校招题。
方法一


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