链表和哈希Set

1 LinkedList集合类

LinkedList集合类底层是使用双向链表实现的，相较于ArrayList，更方便进行增删操作。

在增删查改方面，新增了头尾操作，比如从头部插入、尾部插入、头部删除、尾部删除、头部查询和尾部查询等操作。由于有头尾的引用地址，链表对于头尾进行操作效率很高。

节点Node的代码：

private static class Node<E>{
	E item; //数据元素
	Node<E> next;
	Node<E> prev;

	//构造器
	Node(E item, Node<E> next, Node<E> prev){
		this.item = item;
		this.next = next;
		this.prev = prev;
	}
}

源码分析

add(int index): 需要先查找对应node的位置

remove(int index)：同样需要循环查找位置

但是在头尾进行增删查改没有循环，时间复杂度是常量级的，效率很高。

队列和栈

队列：先进先出，应用：消息队列

栈： 后进先出， 应用：jvm方法栈

栈和队列图形化网址：http://www.rmboot.com

可以使用链表来实现栈和队列。

2. HashSet集合类

该集合类的主要作用是去除重复元素。要实现该效果，需要元素对象类的equals和hashCode方法。

2.1 使用

• 新建HashSet对象

Set<Student> set = new HashSet<>();

• 重写学生对象的equals和hashCode方法

  @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        Student student = (Student) o;
        return age == student.age && Objects.equals(name, student.name);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(name, age);
    }

• 遍历所有元素

for (Student student : hashSet) {
     System.out.println(student);
}

HashSet集合判断两个元素相等的标准：

• 先通过hashCode来比较；
• 再通过equals来比较是否相等

3. LinkedHashSet子类

HashSet的子类，底层是哈希表+双向链表实现的。元素特点为：

• 元素唯一，有序。
• 物理上先按照哈希表存储，然后使用链表来记录元素的顺序。
• 由于需要维护链表，性能上略低于HashSet。

4. TreeSet类

Set抽象类的子类，底层是红黑树实现的，是一棵相对平衡的二叉搜索树。TreeSet会对元素进行排序，故集合内的对象必须实现Comparable接口或者在创建集合时传入一个comparator比较器。否者会报出classCastException, 因为集合默认存放的元素可以比较。

特点为：

• 元素唯一，无序，但是实现了排序，遍历打印时已经排序好了。

Set<Integer> set = new TreeSet<Integer>();
set.add(3);
set.add(2);
set.add(4);

//遍历
for(Integer i : set){
	System.out.println(i);//2 3 4
}

注意在对自定义类实现Comparable接口时，可以使用泛型来指明CompareTo方法参数中的类型。

元素排序原理：要求元素必须可以比较大小。

• 集合元素实现Comparable接口
• 创建集合时传入Comparator比较器

5. Map顶层接口初步认识

map<key, value>, 其中key不可以重复， value可以是重复。key只能指向一个value。

分类：LinkedMap、 TreeMap、HashMap

常用方法：

• 创建

//创建map
Map<String, String> map = new HashMap<>();

• 添加元素

//如果添加时覆盖了其他元素，返回被覆盖的值
//没有覆盖时，返回null
value = map.put(key, value);

• 删除元素

map.clear();//清空集合
value = map.remove(key);//通过key来删除元素,返回的是value

• 查询元素

String value = map.get(key);//根据key返回对应的value
map.containsKey(key);//是否包含该关键字
map.containsValue(value);
map.isEmpty();//判断是否为空
map.keySet();//返回所有的Key
map.values();//获取所有的values
map.entrySet();//获取所有的键值对
//通过key来获取对应的值，如果没有对应的key，就设置默认值
map.getOrDefault(Object key, V defaultValue);