Java基础六 - Collection集合List、Set、Queue，Map

1. List - ArrayList、LinkedList、Vector

ArrayList

bash 复制代码

1. 可以有重复元素
2. 超出后自动增加大小，增加一半。会自动重新分配更大的数组，并将元素复制到新数组中
3. 通过索引保存值，访问可以通过索引访问，更加高效。但是添加/删除效率满，
因为操作后需要把其他的全部移动一遍

LinkedList

bash 复制代码

1. 通过前后的链表构成一个位置
2. 遍历需要从头开始，效率低
3. 新增/删除 方便，只需要改变链表的链接顺序即可

Vector

bash 复制代码

1. 线程安全，使用同步的方式更新数据，性能较差

常见使用方法

java 复制代码

add(E element)：向ArrayList的末尾添加元素。
add(int index, E element)：在指定位置插入元素。
remove(int index)：删除指定位置的元素。
get(int index)：获取指定位置的元素。
set(int index, E element)：将指定位置的元素替换为新元素。
size()：获取ArrayList的大小（元素个数）。
isEmpty()：判断ArrayList是否为空。
contains(Object o)：判断ArrayList是否包含指定元素。
indexOf(Object o)：返回指定元素在ArrayList中第一次出现的位置。
lastIndexOf(Object o)：返回指定元素在ArrayList中最后一次出现的位置。
subList(int fromIndex, int toIndex)方法，该方法用于获取LinkedList的子列表

2. Set - HashSet、LinkedHashSet、TreeSet

HashSet

java 复制代码

1. 不保留插入顺序，不允许重复元素存在
2. 实现基于哈希表的数据结构
3. 由于哈希表的高效性，查找速度非常快。插入时如果重复，
会覆盖，通过红黑树/链表解决冲突
4. 允许存储null元素

哈希表：
是一种数据模式：维护了一个表，key是hash值，value是统一的值PRESENT。
如果在hashset中存储数据，会把数据转换为hash值，放到对应的hash表中

LinkedHashSet

java 复制代码

1. 和hashSet差不多，保留了插入顺序
2. 不允许存在null
3. 不允许重复元素

TreeSet

java 复制代码

1. 使用红黑树存储元素
2. 不许存在null
3. 支持按照添加顺序保留/自定义顺序

常用方法

java 复制代码

add(E e)：向LinkedHashSet添加元素。
remove(Object o)：从LinkedHashSet中移除指定元素。
contains(Object o)：判断LinkedHashSet是否包含指定元素。
size()：获取LinkedHashSet中元素的个数。
isEmpty()：判断LinkedHashSet是否为空。
clear()：清空LinkedHashSet中的所有元素。

3. Map - HashMap、TreeMap、LinkedHashMap、Hashtable

HashMap

java 复制代码

1. 使用hash表存储map中的key，value映射在对应的桶中。快速查找
2. 允许null
3. 无须，并且不允许存在重复key

LinkedHashMap

java 复制代码

1. 保留存储顺序
2. 不允许key为null
3. 双向链表存储

TreeMap

java 复制代码

1. 有序，可以按照插入顺序或者自定义
2. 使用红黑树存储键

Hashtable

java 复制代码

1. 类似于HashMap，线程安全，都是同步的，性能较差
2. 不允许null存在
3. 是否包含key使用contains();是否包含value使用containsValue()
    而在hashMap中使用containsKey();containsValue();

使用方法

java 复制代码

     * put(K key, V value)：将键值对添加到Map中。
     * get(Object key)：获取指定键对应的值。
     * remove(Object key)：从Map中移除指定键的键值对。
     * containsKey(Object key)：判断Map是否包含指定的键。
     * containsValue(Object value)：判断Map是否包含指定的值。
     * size()：获取Map中键值对的数量。
     * isEmpty()：判断Map是否为空。
     * keySet()：返回Map中所有键的Set集合。
     * values()：返回Map中所有值的Collection集合。
     * entrySet()：返回Map中所有键值对的Set集合。
     * replace() : 替换

java 复制代码

@Test
    void testMap(){
        HashMap<String, Integer> map = new HashMap<String, Integer>();
        map.put("First", 1);
        map.put("Second", 2);
        map.put("Third", 3);
        map.put("Forth", 4);
        System.out.println("获取First指定键对应的值:" + map.get("First"));
        System.out.println("判断Map是否包含指定的键:" + map.containsKey("First"));
        System.out.println("判断Map是否包含指定的值" + map.containsValue(5));
        System.out.println("获取Map中键值对的数量" + map.size());
        System.out.println("判断Map是否为空" + map.isEmpty());
        Set<String> strings = map.keySet();
        String resKeys = strings.toString();
        System.out.println("返回Map中所有键的Set集合:" + resKeys);
        Collection<Integer> collection = map.values();
        String resValues = collection.toString();
        System.out.println("返回Map中所有值的Collection集合" + resValues);
        Set<Map.Entry<String,Integer>> entrySet = map.entrySet();
        for (Map.Entry<String, Integer> entry: entrySet){
            System.out.println("返回Map中所有键值对的Set集合Key-->" + entry.getKey() +               ", Value-->" + entry.getValue());
        }
        map.remove("First");
        map.replace("Forth", 40);

    }

4. 遇到的一些问题及解决方案

遍历map的时候不能remove或者replace，一个集合在迭代器遍历的过程中被修改（增加、删除元素），则会抛出ConcurrentModificationException。这个异常是为了保护迭代器的一致性，因为迭代器在遍历过程中维护着一个期望的集合状态，如果集合发生了修改，那么迭代器的状态就变得不一致了，因此抛出异常。

解决方案：

java 复制代码

        //把map存储在Entry里面
        Set<Map.Entry<String,Integer>> entrySet = map.entrySet();
        //把Map.Entry在Set容器，提取转换为迭代器
        Iterator<Map.Entry<String,Integer>> iterator = entrySet.iterator();
        while (iterator.hasNext()){
            Map.Entry<String,Integer> entry = iterator.next();
            //使用迭代器删除map的元素
            iterator.remove();
            System.out.println("返回Map中所有键值对的Set集合Key-->" + entry.getKey() + ", Value-->" + entry.getValue());
        }

5. 遍历Map的方法

java 复制代码

        //方法1，使用keySet()遍历
        for (String s : map.keySet()){
            System.out.println("返回Map中所有键值对的Set集合Key-->" + s + ", Value-->" + map.get(s));

        }
        //把map存储在Entry里面
        Set<Map.Entry<String,Integer>> entrySet = map.entrySet();
        //把Map.Entry在Set容器，提取转换为迭代器
        Iterator<Map.Entry<String,Integer>> iterator = entrySet.iterator();
        //方法2：使用迭代器遍历
        while (iterator.hasNext()){
            Map.Entry<String,Integer> entry = iterator.next();
            iterator.remove();
            System.out.println("返回Map中所有键值对的Set集合Key-->" + entry.getKey() + ", Value-->" + entry.getValue());
        }
        //entrySet 遍历
        for (Map.Entry<String, Integer> entry: entrySet){
            System.out.println("返回Map中所有键值对的Set集合Key-->" + entry.getKey() + ", Value-->" + entry.getValue());
        }
        
        for (Map.Entry<String,Integer> entry : map.entrySet()){
            System.out.println("返回Map中所有键值对的Set集合Key-->" + entry.getKey() + ", Value-->" + entry.getValue());
        }

另外，toArray()方法就是一坨屎

6. HashMap/HashSet存储原理

java 复制代码

HashMap
1. 先拿到key，计算出对应的hash值
2. 在hashTable（维护了一个表，key是hash值，value是统一的值PRESENT）
找到对应的索引位置，然后在这个索引位置(桶)放置键值对
3. 如果有冲突，会使用红黑树/链表把value保存起来

HashSet差不多，就是Value存储了默认的PRESENT

7. 哪些集合是线程安全的

复制代码

1. Vector   比ArrayList多了线程安全
2. HashTable 比HashMap多了线程安全
3. Stack
4. enumeration：枚举，相当于迭代器。