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【Java基础】——集合篇

news 2025/5/10 11:15:43

目标：
1.每个集合用的场景

2.每个集合的底层

一.概述

二.

三.Collection

1.通用方法

其中，contains方法，它的底层一定调用了equals方法进行比对，而且一定重写了equals方法，如果不重写equals方法，就是调用的老祖宗的equals方法，比的是对象（存放的地址）而不是值本身。同样remove也调用了equals方法，完成删除。

2.Collection的遍历（迭代）(子类型均可以使用)

四.泛型

1.为什么要使用泛型

当前程序先不使用泛型，分析存在什么缺点?
不好看，代码写的比较多。每一次从集合中取出的元素要想访间子类中特有的方法，必须向下转型大部分都是要写向下转型的。因为0bject类中的方法肯定是不够用的。一定会调用子类方法。可是obj类型调不了子类的方法。

2.泛型的擦除与补偿

3.自定义泛型

1.类上定义

直接加在类后面即可

2.接口上定义

与在类上定义相似，加在接口名后面。但

3.方法上定义

格式：修饰符 <代表泛型的变量> 返回值类型方法名(参数){ }

/**
*
* @param t 传入泛型的参数
* @param <T> 泛型的类型
* @return T 返回值为T类型
* 说明：
*   1）public 与 返回值中间<T>非常重要，可以理解为声明此方法为泛型方法。
*   2）只有声明了<T>的方法才是泛型方法，泛型类中的使用了泛型的成员方法并不是泛型方法。
*   3）<T>表明该方法将使用泛型类型T，此时才可以在方法中使用泛型类型T。
*   4）与泛型类的定义一样，此处T可以随便写为任意标识，常见的如T、E等形式的参数常用于表示泛型。
*/
public <T> T genercMethod(T t){System.out.println(t.getClass());System.out.println(t);return t;
}//定义一个泛型方法，不返回内容
public <T> void print(T t){System.out.println(t);
}//定义一个泛型方法，传入多个泛型
public <T,F> void query(T t,List<F> f){System.out.println(t);
}//传入T, F  返回T
public <T,F> T query1(T t,F f){
}//静态的泛型方法 需要在static后用<>声明泛型类型参数
public static <E> void swap(E[] array, int i, int j) {E t = array[i];array[i] = array[j];array[j] = t;
}

4.泛型的通配符

五.集合的并发问题

1.案例

你是使用的迭代器去遍历，但用的另一种方式（集合的方法）去删除，虽然并没有开启多线程去做这件事，但会判定（感觉）你为并发修改异常

2.fail-fast机制

3.fail-safe机制

在fail-safe机制中，遍历的是一个数组，添加元素的是另一个数组。它牺牲了一致性。

六.List集合（有序，可重复）

1.介绍

2.特有的迭代方式

3.使用sort方法排序

1.回顾数组是如何排序的

2.List集合中的sort方法

在上面数组中，是写在实体类中的，让想要排序的类去实现了comparable接口，并在该类中规定了比较规则，这种方法有些侵入式的，毕竟修改了类。但list集合中的方法则不同。新建了一个类（当然也可以用匿名内部类的方式更简单，总之就是一个新类）去实现comparator接口

七.*ArrayList**

1.优缺点

重点在于随机的增删，而不是增删数组尾的元素。

2.扩容机制

3.ArrayList与LinkedList对比

八.Map集合

1.继承结构

2.常用方法

3.

4. 5.LinkedHashMap

有序指的是有下标。

6.HashTable下的properties属性类的使用（IO流）

与配置文件联合使用，属性配置文件的扩展名：xxxx.properties

key和value都是string类型

7.TreeMap

key可排序，但不可重复

key不能为null

key需要重写hashcode和equals

底层数据结构采用红黑树

1.自定义类型的排序（两种方式）

1.实现comparable接口，然后重写compareTo，person implement comparable<person>

侵入式的编程

2.多写一个comparator比较器（独立的一个类）

总结：如果比较规则经常不变，比如说你按照int string类型的比较，就用第一种

如果经常变，比如你自定义的类型，有时按年龄比有时按名字比等等，就用第二种比较器。

put的源码就是看你new Treemap的时候传没传比较器，传了就走比较器，没传就走comparable。

九.哪些集合的key不能为null

十.HashMap

1.数据结构

2.链表过长如何解决？

1.扩容

初始化容量是16，一次扩容2倍。扩容后，所有的元素需要重新计算，得到桶下标，所以扩容的成本非常大，所以在创建时，就要确定好初始化容量，避免扩容。

2.树化

退化成链表

1.扩容时

2.remove树节点时，根节点，根节点的左右孩子，和左孙子，在移除前都还存在，就不会退化成链表，若不存在则会退化为链表。注意：是移除前检查那几个节点。

3.索引的计算

1.索引是如何计算的？

任何一个对象都有一个hashcode方法得到原始hash，hashmap中还有一个hash()方法得到这个对象的二次hash值，然后这个hash值再和数组的容量进行一个取模运算得到一个余数，就是桶下标的位置。

取模运算其实可以优化，变成一个按位与（数组长度-1），这里要求数组长度必须是2的n次幂。

2.hashcode都有了，为何还要提供hash()方法？

hash方法，先拿到原始的hash值，然后右移16位，再与原始的hash值做一个异或运算得到二次hash值。有时在低位数字一样，模一个相同的数组长度就得到了相同的桶下标，二次hash可以让高位的数字参与进来。本质就是为了让hash分布更加均匀，避免链表过长。

3.数组的容量为何是2的n次幂？不是可不可以？

数组的容量是2的n次幂的话可以进行优化

1.扩容的时候，更加方便

2.计算桶下标位置的时候更快

那不用可以吗？

数组长度用2的n次幂时有一定的缺点。比如说如果选择的数字都是偶数，那么就会导致分布不均匀。

如果选择选择一个质数，甚至都不用二次hash了。就可以得到一个不错的分布性。

看追求的是什么，追求效率就选2的n次幂。追求更好的分布性，则选择一个不错的质数。

4.put的流程

添加元素时，是先把元素放进去，再检查是否需要扩容。

5.扩容因子为什么是0.75f

6.多线程下的问题

1. 数据错乱（1.7,1.8）

两个线程都检查到同一个桶下标没有元素，都往这个位置添加元素，导致后一个把前一个覆盖了，明明那个下标应该有2个元素，而现在就只有一个了。

2.并发死链（1.7）头插法和扩容时迁移导致

7.key的要求

而且key必须唯一，不可重复，如果key重复，value就会覆盖。

如果是自定义类型，必须同时重写equals和hashcode方法。

8.对象的hashcode是如何设计的？

十一.Set集合

本质上就是map集合然后取出key的部分，不要value就是set集合。

1.Hashset

1.特点

无序不可重复

2.面试题：

首先有一个student类，并且重写了hashcode方法，通过年龄和名字。现在是把张三的名字变成王五了。

问题1.set.remove(stu)能不能被删除？答：不能被删除

虽然将张三的名字改成了王五，但是它所在的位置并没有变，也就是说那个位置其实是张三和他的年龄18通过hashcode计算出来的下标。

remove方法：remove（stu），现在stu变成王五，remove方法先要找到数组下标，知道要删除的元素在哪，那就是通过hashcode方法来得到下标，但是王五和年龄18计算出来的下标有可能不是张三原来待的那个下标了，会是其他下标，所以当然就删不掉了。