集合————示例详解

集合示例：

①、Iterator:迭代器，它是Java集合的顶层接口（不包括 map 系列的集合，Map接口是 map 系列集合的顶层接口）

　　Object next()：返回迭代器刚越过的元素的引用，返回值是 Object，需要强制转换成自己需要的类型

　　boolean hasNext()：判断容器内是否还有可供访问的元素

　　void remove()：删除迭代器刚越过的元素

所以除了 map 系列的集合，我们都能通过迭代器来对集合中的元素进行遍历。

注意：我们可以在源码中追溯到集合的顶层接口，比如 Collection 接口，可以看到它继承的是类 Iterable

那这就得说明一下 Iterator 和 Iterable 的区别：

Iterable ：存在于 java.lang 包中。

我们可以看到，里面封装了 Iterator 接口。所以只要实现了只要实现了Iterable接口的类，就可以使用Iterator迭代器了。

Iterator ：存在于 java.util 包中。核心的方法next(),hasnext(),remove()。

这里我们引用一个Iterator 的实现类 ArrayList 来看一下迭代器的使用：暂时先不管 List 集合是什么，只需要看看迭代器的用法就行了

1 //产生一个 List 集合，典型实现为 ArrayList。

2 List list = new ArrayList();

3 //添加三个元素

4 list.add("Tom");

5 list.add("Bob");

6 list.add("Marry");

7 //构造 List 的迭代器

8 Iterator it = list.iterator();

9 //通过迭代器遍历元素

10 while(it.hasNext()){

11 Object obj = it.next();

12 System.out.println(obj);

13 }

②、Collection:List 接口和 Set 接口的父接口

　　看一下 Collection 集合的使用例子：

1 //我们这里将 ArrayList集合作为 Collection 的实现类

2 Collection collection = new ArrayList();

4 //添加元素

5 collection.add("Tom");

6 collection.add("Bob");

8 //删除指定元素

9 collection.remove("Tom");

11 //删除所有元素

12 Collection c = new ArrayList();

13 c.add("Bob");

14 collection.removeAll(c);

16 //检测是否存在某个元素

17 collection.contains("Tom");

19 //判断是否为空

20 collection.isEmpty();

22 //利用增强for循环遍历集合

23 for(Object obj : collection){

24 System.out.println(obj);

25 }

26 //利用迭代器 Iterator

27 Iterator iterator = collection.iterator();

28 while(iterator.hasNext()){

29 Object obj = iterator.next();

30 System.out.println(obj);

31 }

③、List :有序，可以重复的集合。

由于 List 接口是继承于 Collection 接口，所以基本的方法如上所示。

1、List 接口的三个典型实现：

　　①、List list1 = new ArrayList();

　　　　底层数据结构是数组，查询快，增删慢;线程不安全，效率高

　 ②、List list2 = new Vector();

　　　　底层数据结构是数组，查询快，增删慢;线程安全，效率低,几乎已经淘汰了这个集合

　 ③、List list3 = new LinkedList();

　　　　底层数据结构是链表，查询慢，增删快;线程不安全，效率高

怎么记呢？我们可以想象：

　　数组就像身上编了号站成一排的人，要找第10个人很容易，根据人身上的编号很快就能找到。但插入、删除慢，要望某个位置插入或删除一个人时，后面的人身上的编号都要变。当然，加入或删除的人始终末尾的也快。

　　链表就像手牵着手站成一圈的人，要找第10个人不容易，必须从第一个人一个个数过去。但插入、删除快。插入时只要解开两个人的手，并重新牵上新加进来的人的手就可以。删除一样的道理。

2、除此之外，List 接口遍历还可以使用普通 for 循环进行遍历，指定位置添加元素，替换元素等等。

1 　　　　 //产生一个 List 集合，典型实现为 ArrayList

2 List list = new ArrayList();

3 //添加三个元素

4 list.add("Tom");

5 list.add("Bob");

6 list.add("Marry");

7 //构造 List 的迭代器

8 Iterator it = list.iterator();

9 //通过迭代器遍历元素

10 while(it.hasNext()){

11 Object obj = it.next();

12 //System.out.println(obj);

13 }

15 //在指定地方添加元素

16 list.add(2, 0);

18 //在指定地方替换元素

19 list.set(2, 1);

21 //获得指定对象的索引

22 int i=list.indexOf(1);

23 System.out.println("索引为："+i);

25 //遍历：普通for循环

26 for(int j=0;j<list.size();j++){

27 System.out.println(list.get(j));

28 }

④、Set：典型实现 HashSet()是一个无序，不可重复的集合

1、Set hashSet = new HashSet();

　　①、HashSet:不能保证元素的顺序；不可重复；不是线程安全的；集合元素可以为 NULL;

　　②、其底层其实是一个数组，存在的意义是加快查询速度。我们知道在一般的数组中，元素在数组中的索引位置是随机的，元素的取值和元素的位置之间不存在确定的关系，因此，在数组中查找特定的值时，需要把查找值和一系列的元素进行比较，此时的查询效率依赖于查找过程中比较的次数。而 HashSet 集合底层数组的索引和值有一个确定的关系：index=hash(value),那么只需要调用这个公式，就能快速的找到元素或者索引。

　　③、对于 HashSet: 如果两个对象通过 equals() 方法返回 true，这两个对象的 hashCode 值也应该相同。

　　　1、当向HashSet集合中存入一个元素时，HashSet会先调用该对象的hashCode（）方法来得到该对象的hashCode值，然后根据hashCode值决定该对象在HashSet中的存储位置

　　　　　　1.1、如果 hashCode 值不同，直接把该元素存储到 hashCode() 指定的位置

　　　　　　1.2、如果 hashCode 值相同，那么会继续判断该元素和集合对象的 equals() 作比较

　　　　　　　　　　1.2.1、hashCode 相同，equals 为 true，则视为同一个对象，不保存在 hashSet（）中

　　　　　　　　　　1.2.2、hashCode 相同，equals 为 false，则存储在之前对象同槽位的链表上，这非常麻烦，我们应该约束这种情况，即保证：如果两个对象通过 equals() 方法返回 true，这两个对象的 hashCode 值也应该相同。

注意：每一个存储到哈希表中的对象，都得提供 hashCode() 和 equals() 方法的实现，用来判断是否是同一个对象

　　　对于 HashSet 集合，我们要保证如果两个对象通过 equals() 方法返回 true，这两个对象的 hashCode 值也应该相同。

LinkedHashSet的特征

LinkedHashSet是HashSet的一个子类，LinkedHashSet也根据HashCode的值来决定元素的存储位置，但同时它还用一个链表来维护元素的插入顺序，插入的时候即要计算hashCode又要维护链表，而遍历的时候只需要按链表来访问元素。查看LinkedHashSet的源码发现它是样的

public class LinkedHashSet<E>

extends HashSet<E>

implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable {

private static final long serialVersionUID = -2851667679971038690L;

public LinkedHashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {

super(initialCapacity, loadFactor, true);

}

....

在JAVA8中， LinkedHashSet没有定义任何方法，只有四个构造函数，它的构造函数调用了父类（HashSet)的带三个参数的构造方法，父类的构造函数如下

/**

* Constructs a new, empty linked hash set. (This package private

* constructor is only used by LinkedHashSet.) The backing

* HashMap instance is a LinkedHashMap with the specified initial

* capacity and the specified load factor.

* @param initialCapacity the initial capacity of the hash map

* @param loadFactor the load factor of the hash map

* @param dummy ignored (distinguishes this

* constructor from other int, float constructor.)

* @throws IllegalArgumentException if the initial capacity is less

* than zero, or if the load factor is nonpositive

HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {

map = new LinkedHashMap<>(initialCapacity, loadFactor);

}

由此可知，LinkedHashSet本质上也是从LinkedHashMap而来，LinkedHashSet的所有方法都继承自HashSet, 而它能维持元素的插入顺序的性质则继承自LinkedHashMap.

下面是一个LinkedHashSet维持元素插入顺序的例子

import java.util.LinkedHashSet;

import java.util.Set;

/**

* ClassName: LinkedHashSets

* Description:

* date: 2019-11-20 17:18

* @author chengluchao

* @since JDK 1.8

public class LinkedHashSets {

public static void main(String[] args) {

Set set = new LinkedHashSet();

set.add("abc");

set.add("efg");

set.add("hjk");

System.out.println(set);

set.remove(new String("abc"));

set.add("abc");

System.out.println(set);

}

输入如下

[abc, efg, hjk]

[efg, hjk, abc]

TreeSet类的特征

TreeSet实现了SortedSet接口，顾名思义这是一种排序的Set集合，查看jdk源码发现底层是用TreeMap实现的，本质上是一个红黑树原理。正因为它是排序了的，所以相对HashSet来说，TreeSet提供了一些额外的按排序位置访问元素的方法，例如first(), last(), lower(), higher(), subSet(), headSet(), tailSet().
TreeSet的排序分两种类型，一种是自然排序，另一种是定制排序。

自然排序（在元素中写排序规则）

TreeSet 会调用compareTo方法比较元素大小，然后按升序排序。所以自然排序中的元素对象，都必须实现了Comparable接口，否则会抛出异常。对于TreeSet判断元素是否重复的标准，也是调用元素从Comparable接口继承而来额compareTo方法，如果返回0则是重复元素（两个元素I相等）。Java的常见类都已经实现了Comparable接口，下面举例说明没有实现Comparable存入TreeSet时引发异常的情况。

import java.util.Set;

import java.util.TreeSet;

/**

* ClassName: TestSets

* Description: Tree自然排序

* date: 2019-11-20 17:27

* @author chengluchao

* @since JDK 1.8

public class TestSets {

public static void main(String[] args) {

Set set = new TreeSet();

set.add(new Err());

System.out.println(set);

}

class Err {

}

运行程序会抛出如下异常

Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: clc.Err cannot be cast to java.lang.Comparable

at java.util.TreeMap.compare(TreeMap.java:1294)

at java.util.TreeMap.put(TreeMap.java:538)

at java.util.TreeSet.add(TreeSet.java:255)

at clc.TestSets.main(TestSets.java:17)

将上面的Err类实现Comparable接口之后程序就能正常运行了

class Err implements Comparable{

@Override

public int compareTo(Object o) {

return 0;

}

还有个重要问题是，因为TreeSet会调用元素的compareTo方法，这就要求所有元素的类型都相同，否则也会发生异常。也就是说，TreeSet只允许存入同一类的元素。例如下面这个例子就会抛出类型转换异常

public static void main(String[] args) {

Set set = new TreeSet();

set.add(1);

set.add("2");

System.out.println(set);

}

运行结果

Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: java.lang.Integer cannot be cast to java.util.Date

at java.util.Date.compareTo(Date.java:131)

at java.util.TreeMap.put(TreeMap.java:568)

at java.util.TreeSet.add(TreeSet.java:255)

at clc.TestSets.main(TestSets.java:19)

定制排序（在集合中写排序规则）

TreeSet还有一种排序就是定制排序，定制排序时候，需要关联一个Comparator对象，由Comparator提供排序逻辑。下面就是一个使用Lambda表达式代替Comparator对象来提供定制排序的例子。下面是一个定制排序的列子

import java.util.Comparator;

import java.util.Set;

import java.util.TreeSet;

/**

* ClassName: TestSets

* Description: Tree自然排序

* date: 2019-11-20 17:27

* @author chengluchao

* @since JDK 1.8

public class TestSets {

public static void main(String[] args) {

Set set = new TreeSet(new MyCommpare());

set.add(new M(5));

set.add(new M(3));

set.add(new M(9));

System.out.println(set);

}

class M {

int age;

public M(int age) {

this.age = age;

}

class MyCommpare implements Comparator {

@Override

public int compare(Object o1, Object o2) {

M m1 = (M) o1;

M m2 = (M) o2;

return m1.age > m2.age ? 1 : m1.age < m2.age ? -1 : 0;

}

当然将Comparator直接写入TreeSet初始化中也可以。如下。

import org.junit.Test;

import java.util.Comparator;

import java.util.Set;

import java.util.TreeSet;

/**

* ClassName: TestSets

* Description: Tree自然排序

* date: 2019-11-20 17:27

* @author chengluchao

* @since JDK 1.8

public class TestSets {

public static void main(String[] args) {

Set set = new TreeSet(new MyCommpare());

set.add(new M(5));

set.add(new M(3));

set.add(new M(9));

System.out.println(set);

}

/**

* Description: 将Comparator直接写入TreeSet初始化中1

* @method: testTreeSet

* @author: chengluchao

* @date: 2019-11-21 09:41

* @param:

* @return:

@Test

public void testTreeSet() {

Set set = new TreeSet(new Comparator() {

@Override

public int compare(Object o1, Object o2) {

M m1 = (M) o1;

M m2 = (M) o2;

return m1.age > m2.age ? 1 : m1.age < m2.age ? -1 : 0;

}

});

set.add(new M(5));

set.add(new M(3));

set.add(new M(9));

System.out.println(set);

}

/**

* Description: 将Comparator直接写入TreeSet初始化中

* @method: testTreeSetLam

* @author: chengluchao

* @date: 2019-11-21 09:41

* @param:

* @return:

@Test

public void testTreeSetLam() {

Set set = new TreeSet((o1, o2) -> {

M m1 = (M) o1;

M m2 = (M) o2;

return m1.age > m2.age ? 1 : m1.age < m2.age ? -1 : 0;

});

set.add(new M(5));

set.add(new M(3));

set.add(new M(9));

System.out.println(set);

}

class M {

int age;

public M(int age) {

this.age = age;

}

class MyCommpare implements Comparator {

@Override

public int compare(Object o1, Object o2) {

M m1 = (M) o1;

M m2 = (M) o2;

return m1.age > m2.age ? 1 : m1.age < m2.age ? -1 : 0;

}

class Err implements Comparable {

@Override

public int compareTo(Object o) {

return 0;

}

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