以自定义的Customer类为例,何时需要重写equals()? 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? 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) 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。 TreeSet和后面要讲的TreeMap采用红黑树的存储结构 特点:有序,查询速度比List快 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。 Comparable 的典型实现: 向TreeSet中添加元素时,只有第一个元素无须比较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) 方法比较应返回0。否则,让人难以理解。 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。 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。 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 HashMap中的内部类:Node 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: 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。 User类 如果jdbc.properties文件中写入为中文; 防止jdbc.properties出现中文乱码,可根据如下解决: 2.新建jdbc.properties 操作数组的工具类:Arrays 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)文章目录
第11章Java集合
Collection子接口之二:Set接口
Set接口实现类的对比
/** * 1.Set接口的框架: * |----Collection接口:单列集合,用来存储一个一个的对象 * |----Set接口:存储无序的、不可重复的数据 -->高中讲的“集合” * |----HashSet:作为Set接口的主要实现类;线程不安全的;可以存储null值 * |----LinkedHashSet:作为HashSet的子类;遍历其内部数据时,可以按照添加的顺序遍历 * 对于频繁的遍历操作,LinkedHashSet效率高于HashSet. * |----TreeSet:可以按照添加对象的指定属性,进行排序。 * * @author subei * @create 2020-05-13 8:24 */
Set的无序性与不可重复性的理解
import org.junit.Test; import java.util.HashSet; import java.util.Iterator; import java.util.Set; /** * * 1.Set接口中没有定义额外的方法,使用的都是Collection中声明过的方法。 * * * @author subei * @create 2020-05-13 8:24 */ public class SetTest { /** * 一、Set:存储无序的、不可重复的数据 * 1.无序性:不等于随机性。存储的数据在底层数组中并非按照数组索引的顺序添加,而是根据数据的哈希值决定的。 * * 2.不可重复性:保证添加的元素按照equals()判断时,不能返回true.即:相同的元素只能添加一个。 * * 二、添加元素的过程:以HashSet为例: * * */ @Test public void test(){ Set set = new HashSet(); set.add(123); set.add(456); set.add("fgd"); set.add("book"); set.add(new User("Tom",12)); set.add(new User("Tom",12)); set.add(129); Iterator iterator = set.iterator(); while(iterator.hasNext()){ System.out.println(iterator.next()); } } }
/** * * @author subei * @create 2020-05-13 8:47 */ public class User{ private String name; private int age; public User() { } public User(String name, int age) { this.name = name; this.age = age; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { this.age = age; } @Override public String toString() { return "User{" + "name='" + name + ''' + ", age=" + age + '}'; } @Override public boolean equals(Object o) { System.out.println("User equals()...."); if (this == o) return true; if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false; User user = (User) o; if (age != user.age) return false; return name != null ? name.equals(user.name) : user.name == null; } @Override public int hashCode() { int result = name != null ? name.hashCode() : 0; result = 31 * result + age; return result; } }
HashSet中元素的添加过程
/** * 一、Set:存储无序的、不可重复的数据 * 1.无序性:不等于随机性。存储的数据在底层数组中并非按照数组索引的顺序添加,而是根据数据的哈希值决定的。 * * 2.不可重复性:保证添加的元素按照equals()判断时,不能返回true.即:相同的元素只能添加一个。 * * 二、添加元素的过程:以HashSet为例: * 我们向HashSet中添加元素a,首先调用元素a所在类的hashCode()方法,计算元素a的哈希值, * 此哈希值接着通过某种算法计算出在HashSet底层数组中的存放位置(即为:索引位置),判断 * 数组此位置上是否已经有元素: * 如果此位置上没有其他元素,则元素a添加成功。 --->情况1 * 如果此位置上有其他元素b(或以链表形式存在的多个元素),则比较元素a与元素b的hash值: * 如果hash值不相同,则元素a添加成功。--->情况2 * 如果hash值相同,进而需要调用元素a所在类的equals()方法: * equals()返回true,元素a添加失败 * equals()返回false,则元素a添加成功。--->情况2 * * 对于添加成功的情况2和情况3而言:元素a 与已经存在指定索引位置上数据以链表的方式存储。 * jdk 7 :元素a放到数组中,指向原来的元素。 * jdk 8 :原来的元素在数组中,指向元素a * 总结:七上八下 * * HashSet底层:数组+链表的结构。 * */
关于hashCode()和equals()的重写
重写hashCode() 方法的基本原则
重写equals() 方法的基本原则
Eclipse/IDEA工具里hashCode()的重写
/** * 2.要求:向Set(主要指:HashSet、LinkedHashSet)中添加的数据,其所在的类一定要重写hashCode()和equals() * 要求:重写的hashCode()和equals()尽可能保持一致性:相等的对象必须具有相等的散列码 * 重写两个方法的小技巧:对象中用作 equals() 方法比较的 Field,都应该用来计算 hashCode 值。 */
LinkedHashSet的使用
import org.junit.Test; import java.util.Iterator; import java.util.LinkedHashSet; import java.util.Set; public class SetTest { /** * LinkedHashSet的使用 * LinkedHashSet作为HashSet的子类,在添加数据的同时,每个数据还维护了两个引用,记录此数据前一个 * 数据和后一个数据。 * 优点:对于频繁的遍历操作,LinkedHashSet效率高于HashSet */ @Test public void test2(){ Set set = new LinkedHashSet(); set.add(456); set.add(123); set.add(123); set.add("AA"); set.add("CC"); set.add(new User("Tom",12)); set.add(new User("Tom",12)); set.add(129); Iterator iterator = set.iterator(); while(iterator.hasNext()){ System.out.println(iterator.next()); } } }
/** * * @author subei * @create 2020-05-13 8:47 */ public class User{ private String name; private int age; public User() { } public User(String name, int age) { this.name = name; this.age = age; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { this.age = age; } @Override public String toString() { return "User{" + "name='" + name + ''' + ", age=" + age + '}'; } @Override public boolean equals(Object o) { System.out.println("User equals()...."); if (this == o) return true; if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false; User user = (User) o; if (age != user.age) return false; return name != null ? name.equals(user.name) : user.name == null; } @Override public int hashCode() { //return name.hashCode() + age; int result = name != null ? name.hashCode() : 0; result = 31 * result + age; return result; } }
TreeSet的自然排序
import org.junit.Test; import java.util.Iterator; import java.util.TreeSet; /** * 1.向TreeSet中添加的数据,要求是相同类的对象。 * 2.两种排序方式:自然排序(实现Comparable接口) 和 定制排序(Comparator) * 3.自然排序中,比较两个对象是否相同的标准为:compareTo()返回0.不再是equals(). * 4.定制排序中,比较两个对象是否相同的标准为:compare()返回0.不再是equals(). * * @author subei * @create 2020-05-13 9:41 */ public class TreeSetTest { @Test public void test() { TreeSet set = new TreeSet(); //失败:不能添加不同类的对象 // set.add(123); // set.add(456); // set.add("AA"); // set.add(new User("Tom",12)); //举例一: // set.add(34); // set.add(-34); // set.add(43); // set.add(11); // set.add(8); //举例二: set.add(new User("Tom",12)); set.add(new User("Jerry",32)); set.add(new User("Jim",2)); set.add(new User("Mike",65)); set.add(new User("Jack",33)); set.add(new User("Jack",56)); Iterator iterator = set.iterator(); while(iterator.hasNext()){ System.out.println(iterator.next()); } } }
/** * * @author subei * @create 2020-05-13 8:47 */ public class User implements Comparable{ private String name; private int age; public User() { } public User(String name, int age) { this.name = name; this.age = age; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { this.age = age; } @Override public String toString() { return "User{" + "name='" + name + ''' + ", age=" + age + '}'; } @Override public boolean equals(Object o) { System.out.println("User equals()...."); if (this == o) return true; if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false; User user = (User) o; if (age != user.age) return false; return name != null ? name.equals(user.name) : user.name == null; } @Override public int hashCode() { //return name.hashCode() + age; int result = name != null ? name.hashCode() : 0; result = 31 * result + age; return result; } //按照姓名从大到小排列,年龄从小到大排列 @Override public int compareTo(Object o) { if (o instanceof User) { User user = (User) o; // return this.name.compareTo(user.name); //按照姓名从小到大排列 // return -this.name.compareTo(user.name); //按照姓名从大到小排列 int compare = -this.name.compareTo(user.name); //按照姓名从大到小排列 if(compare != 0){ //年龄从小到大排列 return compare; }else{ return Integer.compare(this.age,user.age); } } else { throw new RuntimeException("输入的类型不匹配"); } } }
TreeSet的定制排序
import org.junit.Test; import java.util.Comparator; import java.util.Iterator; import java.util.TreeSet; /** * 1.向TreeSet中添加的数据,要求是相同类的对象。 * 2.两种排序方式:自然排序(实现Comparable接口) 和 定制排序(Comparator) * 3.自然排序中,比较两个对象是否相同的标准为:compareTo()返回0.不再是equals(). * 4.定制排序中,比较两个对象是否相同的标准为:compare()返回0.不再是equals(). * * @author subei * @create 2020-05-13 9:41 */ public class TreeSetTest { @Test public void tets2(){ Comparator com = new Comparator() { //按照年龄从小到大排列 @Override public int compare(Object o1, Object o2) { if(o1 instanceof User && o2 instanceof User){ User u1 = (User)o1; User u2 = (User)o2; return Integer.compare(u1.getAge(),u2.getAge()); }else{ throw new RuntimeException("输入的数据类型不匹配"); } } }; TreeSet set = new TreeSet(com); set.add(new User("Tom",12)); set.add(new User("Jerry",32)); set.add(new User("Jim",2)); set.add(new User("Mike",65)); set.add(new User("Mary",33)); set.add(new User("Jack",33)); set.add(new User("Jack",56)); Iterator iterator = set.iterator(); while(iterator.hasNext()){ System.out.println(iterator.next()); } } }
/** * * @author subei * @create 2020-05-13 8:47 */ public class User implements Comparable{ private String name; private int age; public User() { } public User(String name, int age) { this.name = name; this.age = age; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { this.age = age; } @Override public String toString() { return "User{" + "name='" + name + ''' + ", age=" + age + '}'; } @Override public boolean equals(Object o) { System.out.println("User equals()...."); if (this == o) return true; if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false; User user = (User) o; if (age != user.age) return false; return name != null ? name.equals(user.name) : user.name == null; } @Override public int hashCode() { //return name.hashCode() + age; int result = name != null ? name.hashCode() : 0; result = 31 * result + age; return result; } //按照姓名从大到小排列,年龄从小到大排列 @Override public int compareTo(Object o) { if (o instanceof User) { User user = (User) o; // return this.name.compareTo(user.name); //按照姓名从小到大排列 // return -this.name.compareTo(user.name); //按照姓名从大到小排列 int compare = -this.name.compareTo(user.name); //按照姓名从大到小排列 if(compare != 0){ //年龄从小到大排列 return compare; }else{ return Integer.compare(this.age,user.age); } } else { throw new RuntimeException("输入的类型不匹配"); } } }
TreeSet的课后练习
/** * MyDate类包含: * private成员变量year,month,day;并为每一个属性定义getter, setter 方法; * * @author subei * @create 2020-05-13 15:21 */ public class MyDate implements Comparable{ private int year; private int month; private int day; public int getYear() { return year; } public void setYear(int year) { this.year = year; } public int getMonth() { return month; } public void setMonth(int month) { this.month = month; } public int getDay() { return day; } public void setDay(int day) { this.day = day; } public MyDate() { } public MyDate(int year, int month, int day) { this.year = year; this.month = month; this.day = day; } @Override public String toString() { return "MyDate{" + "year=" + year + ", month=" + month + ", day=" + day + '}'; } @Override public int compareTo(Object o) { if(o instanceof MyDate){ MyDate m = (MyDate)o; //比较年 int minusYear = this.getYear() - m.getYear(); if(minusYear != 0){ return minusYear; } //比较月 int minusMonth = this.getMonth() - m.getMonth(); if(minusMonth != 0){ return minusMonth; } //比较日 return this.getDay() - m.getDay(); } throw new RuntimeException("传入的数据类型不一致!"); } }
/** * 定义一个Employee类。 * 该类包含:private成员变量name,age,birthday, * 其中birthday 为MyDate 类的对象; * 并为每一个属性定义getter, setter 方法; * 并重写toString 方法输出name, age, birthday * * @author subei * @create 2020-05-13 15:24 */ public class Employee implements Comparable{ private String name; private int age; private MyDate birthday; public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { this.age = age; } public MyDate getBirthday() { return birthday; } public void setBirthday(MyDate birthday) { this.birthday = birthday; } public Employee() { } public Employee(String name, int age, MyDate birthday) { this.name = name; this.age = age; this.birthday = birthday; } @Override public String toString() { return "Employee{" + "name='" + name + ''' + ", age=" + age + ", birthday=" + birthday + '}'; } //按name排序 @Override public int compareTo(Object o){ if(o instanceof Employee){ Employee e = (Employee)o; return this.name.compareTo(e.name); } // return 0; throw new RuntimeException("传入的数据类型不一致"); } }
import org.junit.Test; import java.util.Comparator; import java.util.Iterator; import java.util.TreeSet; /** * 创建该类的5 个对象,并把这些对象放入TreeSet 集合中 * (下一章:TreeSet 需使用泛型来定义)分别按以下两种方式 * 对集合中的元素进行排序,并遍历输出: * * 1). 使Employee 实现Comparable 接口,并按name 排序 * 2). 创建TreeSet 时传入Comparator对象,按生日日期的先后排序。 * * @author subei * @create 2020-05-13 15:30 */ public class EmployeeTest { //问题二:按生日日期的先后排序 @Test public void test2(){ TreeSet set = new TreeSet(new Comparator() { @Override public int compare(Object o1, Object o2) { if(o1 instanceof Employee && o2 instanceof Employee){ Employee e1 = (Employee)o1; Employee e2 = (Employee)o2; MyDate b1 = e1.getBirthday(); MyDate b2 = e2.getBirthday(); //方式一: // //比较年 // int minusYear = b1.getYear() - b2.getYear(); // if(minusYear != 0){ // return minusYear; // } // // //比较月 // int minusMonth = b1.getMonth() - b2.getMonth(); // if(minusMonth != 0){ // return minusMonth; // } // // //比较日 // return b1.getDay() - b2.getDay(); //方式二: return b1.compareTo(b2); } // return 0; throw new RuntimeException("传入的数据类型不一致!"); } }); Employee e1 = new Employee("wangxianzhi",41,new MyDate(334,5,4)); Employee e2 = new Employee("simaqian",43,new MyDate(-145,7,12)); Employee e3 = new Employee("yanzhenqin",44,new MyDate(709,5,9)); Employee e4 = new Employee("zhangqian",51,new MyDate(-179,8,12)); Employee e5 = new Employee("quyuan",21,new MyDate(-340,12,4)); set.add(e1); set.add(e2); set.add(e3); set.add(e4); set.add(e5); Iterator iterator = set.iterator(); while (iterator.hasNext()){ System.out.println(iterator.next()); } } //问题一:使用自然排序 @Test public void test(){ TreeSet set = new TreeSet(); Employee e1 = new Employee("wangxianzhi",41,new MyDate(334,5,4)); Employee e2 = new Employee("simaqian",43,new MyDate(-145,7,12)); Employee e3 = new Employee("yanzhenqin",44,new MyDate(709,5,9)); Employee e4 = new Employee("zhangqian",51,new MyDate(-179,8,12)); Employee e5 = new Employee("quyuan",21,new MyDate(-340,12,4)); set.add(e1); set.add(e2); set.add(e3); set.add(e4); set.add(e5); Iterator iterator = set.iterator(); while (iterator.hasNext()){ System.out.println(iterator.next()); } } }
Set课后两道面试题
import org.junit.Test; import java.util.ArrayList; import java.util.Collection; import java.util.HashSet; import java.util.List; /** * @author subei * @create 2020-05-13 14:43 */ public class CollectionTest { //练习:在List内去除重复数字值,要求尽量简单 public static List duplicateList(List list) { HashSet set = new HashSet(); set.addAll(list); return new ArrayList(set); } @Test public void test2(){ List list = new ArrayList(); list.add(new Integer(1)); list.add(new Integer(2)); list.add(new Integer(2)); list.add(new Integer(4)); list.add(new Integer(4)); List list2 = duplicateList(list); for (Object integer : list2) { System.out.println(integer); } } }
import org.junit.Test; import java.util.ArrayList; import java.util.Collection; import java.util.HashSet; import java.util.List; /** * @author subei * @create 2020-05-13 14:43 */ public class CollectionTest { @Test public void test3(){ HashSet set = new HashSet(); Person p1 = new Person(1001,"AA"); Person p2 = new Person(1002,"BB"); set.add(p1); set.add(p2); System.out.println(set); p1.name = "CC"; set.remove(p1); System.out.println(set); set.add(new Person(1001,"CC")); System.out.println(set); set.add(new Person(1001,"AA")); System.out.println(set); } }
/** * @author subei * @create 2020-05-13 16:13 */ public class Person { int id; String name; public Person(int id, String name) { this.id = id; this.name = name; } public Person() { } @Override public String toString() { return "Person{" + "id=" + id + ", name='" + name + ''' + '}'; } @Override public boolean equals(Object o) { if (this == o) return true; if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false; Person person = (Person) o; if (id != person.id) return false; return name != null ? name.equals(person.name) : person.name == null; } @Override public int hashCode() { int result = id; result = 31 * result + (name != null ? name.hashCode() : 0); return result; } }
Map接口
Map接口及其多个实现类的对比
import org.junit.Test; import java.util.HashMap; import java.util.Map; /** * 一、Map的实现类的结构: * |----Map:双列数据,存储key-value对的数据 ---类似于高中的函数:y = f(x) * |----HashMap:作为Map的主要实现类;线程不安全的,效率高;存储null的key和value * |----LinkedHashMap:保证在遍历map元素时,可以按照添加的顺序实现遍历。 * 原因:在原有的HashMap底层结构基础上,添加了一对指针,指向前一个和后一个元素。 * 对于频繁的遍历操作,此类执行效率高于HashMap。 * |----TreeMap:保证按照添加的key-value对进行排序,实现排序遍历。此时考虑key的自然排序或定制排序 * 底层使用红黑树 * |----Hashtable:作为古老的实现类;线程安全的,效率低;不能存储null的key和value * |----Properties:常用来处理配置文件。key和value都是String类型 * * * HashMap的底层:数组+链表 (jdk7及之前) * 数组+链表+红黑树 (jdk 8) * * 面试题: * 1. HashMap的底层实现原理? * 2. HashMap 和 Hashtable的异同? * 3. CurrentHashMap 与 Hashtable的异同?(暂时不讲) * * @author subei * @create 2020-05-13 16:37 */ public class MapTest { @Test public void test(){ Map map = new HashMap(); // map = new Hashtable(); map.put(null,123); } }
Map中存储的key-value的特点
/** * 二、Map结构的理解: * Map中的key:无序的、不可重复的,使用Set存储所有的key ---> key所在的类要重写equals()和hashCode() (以HashMap为例) * Map中的value:无序的、可重复的,使用Collection存储所有的value --->value所在的类要重写equals() * 一个键值对:key-value构成了一个Entry对象。 * Map中的entry:无序的、不可重复的,使用Set存储所有的entry * */
Map实现类之一:HashMap
HashMap的底层实现原理
/* * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY : HashMap的默认容量,16 * DEFAULT_LOAD_FACTOR:HashMap的默认加载因子:0.75 * threshold:扩容的临界值,=容量*填充因子:16 * 0.75 => 12 * TREEIFY_THRESHOLD:Bucket中链表长度大于该默认值,转化为红黑树:8 * MIN_TREEIFY_CAPACITY:桶中的Node被树化时最小的hash表容量:64 */
HashMap在JDK7中的底层实现原理
/* * 三、HashMap的底层实现原理?以jdk7为例说明: * HashMap map = new HashMap(): * 在实例化以后,底层创建了长度是16的一维数组Entry[] table。 * ...可能已经执行过多次put... * map.put(key1,value1): * 首先,调用key1所在类的hashCode()计算key1哈希值,此哈希值经过某种算法计算以后,得到在Entry数组中的存放位置。 * 如果此位置上的数据为空,此时的key1-value1添加成功。 ----情况1 * 如果此位置上的数据不为空,(意味着此位置上存在一个或多个数据(以链表形式存在)),比较key1和已经存在的一个或多个数据 * 的哈希值: * 如果key1的哈希值与已经存在的数据的哈希值都不相同,此时key1-value1添加成功。----情况2 * 如果key1的哈希值和已经存在的某一个数据(key2-value2)的哈希值相同,继续比较:调用key1所在类的equals(key2)方法,比较: * 如果equals()返回false:此时key1-value1添加成功。----情况3 * 如果equals()返回true:使用value1替换value2。 * * 补充:关于情况2和情况3:此时key1-value1和原来的数据以链表的方式存储。 * * 在不断的添加过程中,会涉及到扩容问题,当超出临界值(且要存放的位置非空)时,扩容。默认的扩容方式:扩容为原来容量的2倍,并将原有的数据复制过来。 * */
/** * 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。 */
HashMap在JDK8中的底层实现原理
/* 总结: * jdk8 相较于jdk7在底层实现方面的不同: * 1.new HashMap():底层没有创建一个长度为16的数组 * 2.jdk 8底层的数组是:Node[],而非Entry[] * 3.首次调用put()方法时,底层创建长度为16的数组 * 4.jdk7底层结构只有:数组+链表。jdk8中底层结构:数组+链表+红黑树。 * 4.1形成链表时,七上八下(jdk7:新的元素指向旧的元素。jdk8:旧的元素指向新的元素) * 4.2当数组的某一个索引位置上的元素以链表形式存在的数据个数 > 8 且当前数组的长度 > 64时,此时此索引位置上的所数据改为使用红黑树存储。 */
LinkedHashMap的底层实现原理(了解!!!)
/* * 四、LinkedHashMap的底层实现原理(了解) * 源码中: * static class Entry<K,V> extends HashMap.Node<K,V> { * Entry<K,V> before, after;//能够记录添加的元素的先后顺序 * Entry(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) { * super(hash, key, value, next); * } * } */ import org.junit.Test; import java.util.HashMap; import java.util.LinkedHashMap; import java.util.Map; public class MapTest { @Test public void test2(){ Map map = new HashMap(); map = new LinkedHashMap(); map.put(123,"AA"); map.put(345,"BB"); map.put(12,"CC"); System.out.println(map); } }
Map中的常用方法1
import org.junit.Test; import java.util.*; /** * 五、Map中定义的方法: * 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对构成的Set集合 * * * @author subei * @create 2020-05-13 16:37 */ public class MapTest { /** * 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map是否为空 * boolean equals(Object obj):判断当前map和参数对象obj是否相等 */ @Test public void test4(){ Map map = new HashMap(); map.put("AA",123); map.put(45,123); map.put("BB",56); // Object get(Object key) System.out.println(map.get(45)); //containsKey(Object key) boolean isExist = map.containsKey("BB"); System.out.println(isExist); isExist = map.containsValue(123); System.out.println(isExist); map.clear(); System.out.println(map.isEmpty()); } /** * 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key的key-value对,并返回value * void clear():清空当前map中的所有数据 */ @Test public void test3(){ Map map = new HashMap(); //添加 map.put("AA",123); map.put(45,123); map.put("BB",56); //修改 map.put("AA",87); System.out.println(map); Map map1 = new HashMap(); map1.put("CC",123); map1.put("DD",456); map.putAll(map1); System.out.println(map); //remove(Object key) Object value = map.remove("CC"); System.out.println(value); System.out.println(map); //clear() map.clear();//与map = null操作不同 System.out.println(map.size()); System.out.println(map); } }
Map中的常用方法2
import org.junit.Test; import java.util.*; /** * 五、Map中定义的方法: * 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对构成的Set集合 * * 总结:常用方法: * 添加:put(Object key,Object value) * 删除:remove(Object key) * 修改:put(Object key,Object value) * 查询:get(Object key) * 长度:size() * 遍历:keySet() / values() / entrySet() * * 面试题: * 1. HashMap的底层实现原理? * 2. HashMap 和 Hashtable的异同? * 1.HashMap与Hashtable都实现了Map接口。由于HashMap的非线程安全性,效率上可能高于Hashtable。Hashtable的方法是Synchronize的,而HashMap不是,在多个线程访问Hashtable时,不需要自己为它的方法实现同步,而HashMap 就必须为之提供外同步。 * 2.HashMap允许将null作为一个entry的key或者value,而Hashtable不允许。 * 3.HashMap把Hashtable的contains方法去掉了,改成containsvalue和containsKey。因为contains方法容易让人引起误解。 * 4.Hashtable继承自Dictionary类,而HashMap是Java1.2引进的Map interface的一个实现。 * 5.Hashtable和HashMap采用的hash/rehash算法都大概一样,所以性能不会有很大的差异。 * * 3. CurrentHashMap 与 Hashtable的异同?(暂时不讲) * * @author subei * @create 2020-05-13 16:37 */ public class MapTest { /** * 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对构成的Set集合 */ @Test public void test5(){ Map map = new HashMap(); map.put("AA",123); map.put(45,1234); map.put("BB",56); //遍历所有的key集:keySet() Set set = map.keySet(); Iterator iterator = set.iterator(); while(iterator.hasNext()){ System.out.println(iterator.next()); } System.out.println("*****************"); //遍历所有的values集:values() Collection values = map.values(); for(Object obj : values){ System.out.println(obj); } System.out.println("***************"); //遍历所有的key-values //方式一: Set entrySet = map.entrySet(); Iterator iterator1 = entrySet.iterator(); while (iterator1.hasNext()){ Object obj = iterator1.next(); //entrySet集合中的元素都是entry Map.Entry entry = (Map.Entry) obj; System.out.println(entry.getKey() + "---->" + entry.getValue()); } System.out.println("/////////////////"); //方式二: Set keySet = map.keySet(); Iterator iterator2 = keySet.iterator(); while(iterator2.hasNext()){ Object key = iterator2.next(); Object value = map.get(key); System.out.println(key + "=====" + value); } } }
TreeMap两种添加方式的使用
/** * @author subei * @create 2020-05-13 19:24 */ public class User implements Comparable{ private String name; private int age; public User() { } public User(String name, int age) { this.name = name; this.age = age; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { this.age = age; } @Override public String toString() { return "User{" + "name='" + name + ''' + ", age=" + age + '}'; } @Override public boolean equals(Object o) { System.out.println("User equals()...."); if (this == o) return true; if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false; User user = (User) o; if (age != user.age) return false; return name != null ? name.equals(user.name) : user.name == null; } @Override public int hashCode() { //return name.hashCode() + age; int result = name != null ? name.hashCode() : 0; result = 31 * result + age; return result; } //按照姓名从大到小排列,年龄从小到大排列 @Override public int compareTo(Object o) { if(o instanceof User){ User user = (User)o; // return -this.name.compareTo(user.name); int compare = -this.name.compareTo(user.name); if(compare != 0){ return compare; }else{ return Integer.compare(this.age,user.age); } }else{ throw new RuntimeException("输入的类型不匹配"); } } }
import org.junit.Test; import java.util.*; /** * * @author subei * @create 2020-05-13 19:23 */ public class TreeMapTest { /** * 向TreeMap中添加key-value,要求key必须是由同一个类创建的对象 * 因为要按照key进行排序:自然排序 、定制排序 */ //自然排序 @Test public void test(){ TreeMap map = new TreeMap(); User u1 = new User("Tom",23); User u2 = new User("Jerry",32); User u3 = new User("Jack",20); User u4 = new User("Rose",18); map.put(u1,98); map.put(u2,89); map.put(u3,76); map.put(u4,100); Set entrySet = map.entrySet(); Iterator iterator1 = entrySet.iterator(); while (iterator1.hasNext()){ Object obj = iterator1.next(); Map.Entry entry = (Map.Entry) obj; System.out.println(entry.getKey() + "---->" + entry.getValue()); } } //定制排序 @Test public void test2(){ TreeMap map = new TreeMap(new Comparator() { @Override public int compare(Object o1, Object o2) { if(o1 instanceof User && o2 instanceof User){ User u1 = (User)o1; User u2 = (User)o2; return Integer.compare(u1.getAge(),u2.getAge()); } throw new RuntimeException("输入的类型不匹配!"); } }); User u1 = new User("Tom",23); User u2 = new User("Jerry",32); User u3 = new User("Jack",20); User u4 = new User("Rose",18); map.put(u1,98); map.put(u2,89); map.put(u3,76); map.put(u4,100); Set entrySet = map.entrySet(); Iterator iterator1 = entrySet.iterator(); while (iterator1.hasNext()){ Object obj = iterator1.next(); Map.Entry entry = (Map.Entry) obj; System.out.println(entry.getKey() + "---->" + entry.getValue()); } } }
Hashtable
Properties处理属性文件
import java.io.FileInputStream; import java.io.IOException; import java.util.Properties; /** * @author subei * @create 2020-05-13 19:45 */ public class PropertiesTest { //Properties:常用来处理配置文件。key和value都是String类型 public static void main(String[] args){ //快捷键:ALT+Shift+Z FileInputStream fis = null; try { Properties pros = new Properties(); fis = new FileInputStream("jdbc.properties"); pros.load(fis); //加载流对应文件 String name = pros.getProperty("name"); String password = pros.getProperty("password"); System.out.println("name = " + name + ",password = " + password); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } finally { if(fis != null){ try { fis.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } } }
Collections工具类
Collections工具类常用方法的测试
import org.junit.Test; import java.util.ArrayList; import java.util.Arrays; import java.util.Collections; import java.util.List; /** * Collections:操作Collection、Map的工具类 * * 面试题:Collection 和 Collections的区别? * Collection是集合类的上级接口,继承于他的接口主要有Set 和List. * Collections是针对集合类的一个帮助类,他提供一系列静态方法实现对各种集合的搜索、排序、线程安全化等操作. * * @author subei * @create 2020-05-13 19:59 */ public class CollectionTest { /** * 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 * * 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 * */ @Test public void test(){ List list = new ArrayList(); list.add(123); list.add(43); list.add(765); list.add(765); list.add(765); list.add(-97); list.add(0); System.out.println(list); // Collections.reverse(list); // Collections.shuffle(list); // Collections.sort(list); // Collections.swap(list,1,2); int frequency = Collections.frequency(list, 123); System.out.println(list); System.out.println(frequency); } @Test public void test2(){ List list = new ArrayList(); list.add(123); list.add(43); list.add(765); list.add(-97); list.add(0); //报异常:IndexOutOfBoundsException("Source does not fit in dest") // List dest = new ArrayList(); // Collections.copy(dest,list); //正确的: List dest = Arrays.asList(new Object[list.size()]); System.out.println(dest.size());//list.size(); Collections.copy(dest,list); System.out.println(dest); /** * 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 */ //返回的list1即为线程安全的List List list1 = Collections.synchronizedList(list); } }
补充:Enumeration(了解!!!)
Enumeration stringEnum = new StringTokenizer("a-b*c-d-e-g", "-"); while(stringEnum.hasMoreElements()){ Object obj= stringEnum.nextElement();System.out.println(obj); }
Java版数据结构简述
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