集合框架的概述
集合、数组都是对多个数据进行存储操作的结构，简称Java容器。
数组在存储多个数据方面的特点：
数组在存储多个数据方面的特点：
集合框架
Collection 单列集合：用来存储一个一个的对象
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List 存储有序的，可重复的数据。
ArrayList List接口的主要实现类；线程不安全的，效率高；底层使用Object[] elementData存储
jdk1.7 1 2 3 4 5 6 7 ArrayList list = new ArrayList();//底层创建了长度是10的Object[]数组elementData list.add(123);//elementData[0] = new Integer(123); ... list.add(11);//如果此次的添加导致底层elementData数组容量不够，则扩容。 默认情况下，扩容为原来的容量的1.5倍，同时需要将原有数组中的数据复制到新的数组中。 结论：建议开发中使用带参的构造器：ArrayList list = new ArrayList(int capacity)
jdk1.8 1 2 3 4 5 ArrayList list = new ArrayList();//底层Object[] elementData初始化为{}.并没有创建长度为10的数组 list.add(123);//第一次调用add()时，底层才创建了长度10的数组，并将数据123添加到elementData[0] ... 后续的添加和扩容操作与jdk 7 无异
小结 jdk7中的ArrayList的对象的创建类似于单例的饿汉式，而jdk8中的ArrayList的对象的创建类似于单例的懒汉式，延迟了数组的创建，节省内存。
LinkedList 底层使用双向链表存储；对于频繁的插入、删除操作，使用此类效率比ArrayList高；
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 LinkedList list = new LinkedList(); 内部声明了Node类型的first和last属性，默认值为null list.add(123);//将123封装到Node中，创建了Node对象。 其中，Node定义为：体现了LinkedList的双向链表的说法 * private static class Node<E> { E item; Node<E> next; Node<E> prev; Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) { this.item = element; this.next = next; this.prev = prev; } }
List面试题 请问ArrayList/LinkedList/Vector的异同？谈谈你的理解？ArrayList底层 是什么？扩容机制？Vector和ArrayList的最大区别?
二者都线程不安全，相对线程安全的Vector，执行效率高。 此外，ArrayList是实现了基于动态数组的数据结构，LinkedList基于链表的数据结构。对于 随机访问get和set，ArrayList觉得优于LinkedList，因为LinkedList要移动指针。对于新增 和删除操作add(特指插入)和remove，LinkedList比较占优势，因为ArrayList要移动数据。
Vector和ArrayList几乎是完全相同的,唯一的区别在于Vector是同步类(synchronized)，属于 强同步类。因此开销就比ArrayList要大，访问要慢。正常情况下,大多数的Java程序员使用 ArrayList而不是Vector,因为同步完全可以由程序员自己来控制。Vector每次扩容请求其大 小的2倍空间，而ArrayList是1.5倍。Vector还有一个子类Stack。
Vector 作为List接口的古老实现类；线程安全的，效率低
1 2 Vector的源码分析：jdk7和jdk8中通过Vector()构造器创建对象时，底层都创建了长度为10的数组。 在扩容方面，默认扩容为原来的数组长度的2倍。
List接口中的常用方法 void add(int index, Object ele):在index位置插入ele元素
boolean addAll(int index, Collection eles):从index位置开始将eles中的所有元素添加进来
Object get(int index):获取指定index位置的元素
int indexOf(Object obj):返回obj在集合中首次出现的位置
int lastIndexOf(Object obj):返回obj在当前集合中末次出现的位置
Object remove(int index):移除指定index位置的元素，并返回此元素
Object set(int index, Object ele):设置指定index位置的元素为ele
List subList(int fromIndex, int toIndex):返回从fromIndex到toIndex位置的子集合
常用方法
1 2 3 4 5 6 7 8 9 增：add(Object obj) 删：remove(int index) / remove(Object obj) 改：set(int index, Object ele) 查：get(int index) 插：add(int index, Object ele) 长度：size() 遍历：① Iterator迭代器方式 ② 增强for循环 ③ 普通的循环
代码
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Set 存储无序的，不可重复的数据。
要求
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。
为什么用Eclipse/IDEA复写hashCode方法，有31这个数字？
选择系数的时候要选择尽量大的系数。因为如果计算出来的hash地址越大，所谓的 “冲突”就越少，查找起来效率也会提高。（减少冲突）
并且31只占用5bits,相乘造成数据溢出的概率较小。
31可以 由i*31== (i<<5)-1来表示,现在很多虚拟机里面都有做相关优化。（提高算法效率）
31是一个素数，素数作用就是如果我用一个数字来乘以这个素数，那么最终出来的结 果只能被素数本身和被乘数还有1来整除！(减少冲突)
HashSet HashSet底层：数组+链表的结构（jdk1.7）。
HashSet底层由HashMap实现
添加元素的过程：以HashSet为例：
1 2 3 4 5 > 当向 HashSet 集合中存入一个元素时，HashSet 会调用该对象的 hashCode() 方法来得到该对象的 hashCode 值，然后根据 hashCode 值，通过某种散列函数决定该对象在 HashSet 底层数组中的存储位置。（这个散列函数会与底层数组的长度相计算得到在数组中的下标，并且这种散列函数计算还尽可能保证能均匀存储元素，越是散列分布，该散列函数设计的越好） > 如果两个元素的hashCode()值相等，会再继续调用equals方法，如果equals方法结果为true，添加失败；如果为false，那么会保存该元素，但是该数组的位置已经有元素了，那么会通过链表的方式继续链接。 > 如果两个元素的 equals() 方法返回 true，但它们的 hashCode() 返回值不相等，hashSet 将会把它们存储在不同的位置，但依然可以添加成功。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 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
LinkenHashSet 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 1 2 3 4 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().
Map 双列集合，用来存储一对一对（key–value）的数据
Map中定义的方法： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 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()
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
HashMap的底层：
数组+链表 （jdk7及之前）
数组+链表+红黑树 （jdk 8）
HashMap的底层实现原理？ jdk7 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 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。
jdk8 1 2 3 4 5 6 7 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 HashMap的子类
可以保证在遍历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。
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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 @Test public void test1(){ 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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 @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 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 Properties类是Hashtable的子类，该对象用于处理属性文件
常用来处理配置文件。key和value都是String类型
Collections工具类 常见用法 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 public class CollectionsTest { /* 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 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); } @Test public void test1(){ 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); } }
面试题：Collection 和 Collections的区别？ Collection是java集合接口
Collections是java集合工具类
参考视频 尚硅谷_Java零基础教程-java入门必备-适合初学者的全套完整版教程(宋红康主讲)P514–P560：https://www.bilibili.com/video/BV1Kb411W75N
