集合

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集合

1.集合的理解和好处

1.1数组

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1.2集合

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2.集合的框架体系

Java 的集合类很多,主要分为两大类:单列集合,双列集合

单列集合

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双列集合

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public static void main(String[] args) {
        //老韩解读
        //1. 集合主要是两组(单列集合 , 双列集合)
        //2. Collection 接口有两个重要的子接口 List Set , 他们的实现子类都是单列集合
        //3. Map 接口的实现子类 是双列集合,存放的 K-V
        //4. 把老师梳理的两张图记住
        //Collection
        //Map
        ArrayList arrayList = new ArrayList();
        arrayList.add("jack");
        arrayList.add("tom");

        HashMap hashMap = new HashMap();
        hashMap.put("NO1", "北京");
        hashMap.put("NO2", "上海");
    }

3. Collection 接口和常用方法

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3.1Collection接口实现类的特点

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Collection 接口常用方法,以实现子类 ArrayList 来演示. CollectionMethod.java

public class CollectionMethod {
    @SuppressWarnings({"all"})
    public static void main(String[] args) {
        List list = new ArrayList();
//        add:添加单个元素
        list.add("jack");
        list.add(10);//list.add(new Integer(10))
        list.add(true);
        System.out.println("list=" + list);
//        remove:删除指定元素
        //list.remove(0);//删除第一个元素
        list.remove(true);//指定删除某个元素
        System.out.println("list=" + list);
//        contains:查找元素是否存在
        System.out.println(list.contains("jack"));//T
//        size:获取元素个数
        System.out.println(list.size());//2
//        isEmpty:判断是否为空
        System.out.println(list.isEmpty());//F
//        clear:清空
        list.clear();
        System.out.println("list=" + list);
//        addAll:添加多个元素
        ArrayList list2 = new ArrayList();
        list2.add("红楼梦");
        list2.add("三国演义");
        list.addAll(list2);
        System.out.println("list=" + list);
//        containsAll:查找多个元素是否都存在
        System.out.println(list.containsAll(list2));//T
//        removeAll:删除多个元素
        list.add("聊斋");
        list.removeAll(list2);
        System.out.println("list=" + list);//[聊斋]
//        说明:以ArrayList实现类来演示.

    }
}

3.2collection接口遍历元素方式 1-使用Iterator(迭代器)

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//1. 先得到 col 对应的 迭代器
        Iterator iterator = col.iterator();
        //2. 使用while循环遍历
//        while (iterator.hasNext()) {//判断是否还有数据
//            //返回下一个元素,类型是Object
//            Object obj = iterator.next();
//            System.out.println("obj=" + obj);
//        }
        //快捷键,快速生成itit
        //显示所有的快捷键的的快捷键 ctrl + j
        while (iterator.hasNext()) {
            Object obj = iterator.next();
            System.out.println("obj=" + obj);

        }
        //3. 当退出while循环后 , 这时iterator迭代器,指向最后的元素
        //   iterator.next();//NoSuchElementException
        //4. 如果希望再次遍历,需要重置我们的迭代器
        iterator = col.iterator();
        System.out.println("===第二次遍历===");
        while (iterator.hasNext()) {
            Object obj = iterator.next();
            System.out.println("obj=" + obj);

        }

3.3Collection 接口遍历对象方式 2-for 循环增强

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3.4List的三种遍历方式 [ArrayList, LinkedList,Vector]

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//遍历
        //1. 迭代器
        Iterator iterator = list.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            Object obj =  iterator.next();
            System.out.println(obj);

        }

        System.out.println("=====增强for=====");
        //2. 增强for
        for (Object o : list) {
            System.out.println("o=" + o);
        }

        System.out.println("=====普通for====");
        //3. 使用普通for
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            System.out.println("对象=" + list.get(i));
        }
		//等同于 增强for
        list.forEach(o -> {
            System.out.println(o);
        });

4. ArrayList 底层结构和源码分析

4.1ArrayList的注意事项

4.2 ArrayList 的底层操作机制源码分析(重点,难点.)

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public class ArrayListSource {
    public static void main(String[] args) {

        //老韩解读源码
        //注意,注意,注意,Idea 默认情况下,Debug 显示的数据是简化后的,如果希望看到完整的数据
        //需要做设置.
        //使用无参构造器创建ArrayList对象
        //ArrayList list = new ArrayList();
        ArrayList list = new ArrayList(8);
        //使用for给list集合添加 1-10数据
        for (int i = 1; i <= 10; i++) {
            list.add(i);
        }
        //使用for给list集合添加 11-15数据
        for (int i = 11; i <= 15; i++) {
            list.add(i);
        }
        list.add(100);
        list.add(200);
        list.add(null);

    }
}

可以看到当创建集合时,如果指定了长度则已指定长度来创建指定长度的数组,如果没有则创建一个空数组

transient 短暂的,修饰的字段不能被序列化

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5.Vector 底层结构和源码剖析

5.1Vector 的基本介绍

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5.2Vector 和ArrayList 的比较

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Vector扩容

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6. LinkedList底层结构

6.1LinkedList的全面说明

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6.2LinkedList 的底层操作机制

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public class LinkedList01 {
    public static void main(String[] args) {
        //模拟一个简单的双向链表

        Node jack = new Node("jack");
        Node tom = new Node("tom");
        Node hsp = new Node("老韩");

        //连接三个结点,形成双向链表
        //jack -> tom -> hsp
        jack.next = tom;
        tom.next = hsp;
        //hsp -> tom -> jack
        hsp.pre = tom;
        tom.pre = jack;

        Node first = jack;//让first引用指向jack,就是双向链表的头结点
        Node last = hsp; //让last引用指向hsp,就是双向链表的尾结点


        //演示,从头到尾进行遍历
        System.out.println("===从头到尾进行遍历===");
        while (true) {
            if(first == null) {
                break;
            }
            //输出first 信息
            System.out.println(first);
            first = first.next;
        }

        //演示,从尾到头的遍历
        System.out.println("====从尾到头的遍历====");
        while (true) {
            if(last == null) {
                break;
            }
            //输出last 信息
            System.out.println(last);
            last = last.pre;
        }

        //演示链表的添加对象/数据,是多么的方便
        //要求,是在 tom --------- 老韩直接,插入一个对象 smith

        //1. 先创建一个 Node 结点,name 就是 smith
        Node smith = new Node("smith");
        //下面就把 smith 加入到双向链表了
        smith.next = hsp;
        smith.pre = tom;
        hsp.pre = smith;
        tom.next = smith;

        //让first 再次指向jack
        first = jack;//让first引用指向jack,就是双向链表的头结点

        System.out.println("===从头到尾进行遍历===");
        while (true) {
            if(first == null) {
                break;
            }
            //输出first 信息
            System.out.println(first);
            first = first.next;
        }

        last = hsp; //让last 重新指向最后一个结点
        //演示,从尾到头的遍历
        System.out.println("====从尾到头的遍历====");
        while (true) {
            if(last == null) {
                break;
            }
            //输出last 信息
            System.out.println(last);
            last = last.pre;
        }


    }
}

//定义一个Node 类,Node 对象 表示双向链表的一个结点
class Node {
    public Object item; //真正存放数据
    public Node next; //指向后一个结点
    public Node pre; //指向前一个结点
    public Node(Object name) {
        this.item = name;
    }
    public String toString() {
        return "Node name=" + item;
    }
}

6.3LinkedList的增删改查

@SuppressWarnings({"all"})
public class LinkedListCRUD {
    public static void main(String[] args) {

        LinkedList linkedList = new LinkedList();
        linkedList.add(1);
        linkedList.add(2);
        linkedList.add(3);
        System.out.println("linkedList=" + linkedList);

        //演示一个删除结点的
        linkedList.remove(); // 这里默认删除的是第一个结点
        //linkedList.remove(2);

        System.out.println("linkedList=" + linkedList);

        //修改某个结点对象
        linkedList.set(1, 999);
        System.out.println("linkedList=" + linkedList);

        //得到某个结点对象
        //get(1) 是得到双向链表的第二个对象
        Object o = linkedList.get(1);
        System.out.println(o);//999

        //因为LinkedList 是 实现了List接口, 遍历方式
        System.out.println("===LinkeList遍历迭代器====");
        Iterator iterator = linkedList.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            Object next =  iterator.next();
            System.out.println("next=" + next);

        }

        System.out.println("===LinkeList遍历增强for====");
        for (Object o1 : linkedList) {
            System.out.println("o1=" + o1);
        }
        System.out.println("===LinkeList遍历普通for====");
        for (int i = 0; i < linkedList.size(); i++) {
            System.out.println(linkedList.get(i));
        }


        //老韩源码阅读.
        /* 1. LinkedList linkedList = new LinkedList();
              public LinkedList() {}
           2. 这时 linkeList 的属性 first = null  last = null
           3. 执行 添加
               public boolean add(E e) {
                    linkLast(e);
                    return true;
                }
            4.将新的结点,加入到双向链表的最后
             void linkLast(E e) {
                final Node<E> l = last;
                final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
                last = newNode;
                if (l == null)
                    first = newNode;
                else
                    l.next = newNode;
                size++;
                modCount++;
            }

         */

        /*
          老韩读源码 linkedList.remove(); // 这里默认删除的是第一个结点
          1. 执行 removeFirst
            public E remove() {
                return removeFirst();
            }
         2. 执行
            public E removeFirst() {
                final Node<E> f = first;
                if (f == null)
                    throw new NoSuchElementException();
                return unlinkFirst(f);
            }
          3. 执行 unlinkFirst, 将 f 指向的双向链表的第一个结点拿掉
            private E unlinkFirst(Node<E> f) {
                // assert f == first && f != null;
                final E element = f.item;
                final Node<E> next = f.next;
                f.item = null;
                f.next = null; // help GC
                first = next;
                if (next == null)
                    last = null;
                else
                    next.prev = null;
                size--;
                modCount++;
                return element;
            }
         */
    }
}

6.4 LinkedList和ArrayList比较

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LinkedList linkedList = new LinkedList();
        linkedList.add("1");
        linkedList.add("2");
        linkedList.add("3");
        linkedList.add("3");

        System.out.println(linkedList);

LinkedList在添加元素时会创建一个Node对象,通过改变next和prev的来构建双向链路

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7.Set 接口和常用方法

7.1Set 接口基本介绍

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和 List 接口一样, Set 接口也是 Collection 的子接口,因此,常用方法和 Collection 接口一样.

7.2 Set 接口的遍历方式

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7.3 Set接口的实现类HashSet

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//1. 构造器走的源码
        /*
            public HashSet() {
                map = new HashMap<>();
            }
         2. HashSet 可以存放null ,但是只能有一个null,即元素不能重复
         */
        Set hashSet = new HashSet();
        hashSet.add(null);
        hashSet.add(null);
        System.out.println("hashSet=" + hashSet);

1.HashSet的底层机制

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下面的示例中当一条链表的元素超过8时,会对table数组进行扩容,第一次扩容到32第二次扩容到64,之后就会转行为进行树化

public class HashSetIncrement {
    public static void main(String[] args) {
        /*
        HashSet底层是HashMap, 第一次添加时,table 数组扩容到 16,
        临界值(threshold)是 16*加载因子(loadFactor)是0.75 = 12
        如果table 数组使用到了临界值 12,就会扩容到 16 * 2 = 32,
        新的临界值就是 32*0.75 = 24, 依次类推

         */
        HashSet hashSet = new HashSet();
//        for(int i = 1; i <= 100; i++) {
//            hashSet.add(i);//1,2,3,4,5...100
//        }
        /*
        在Java8中, 如果一条链表的元素个数到达 TREEIFY_THRESHOLD(默认是 8 ),
        并且table的大小 >= MIN_TREEIFY_CAPACITY(默认64),就会进行树化(红黑树),
        否则仍然采用数组扩容机制
         */

        for(int i = 1; i <= 12; i++) {
            hashSet.add(new A(i));//
        }


    }
}
class A {
    private int n;

    public A(int n) {
        this.n = n;
    }
    @Override
    public int hashCode() {
        return 100;
    }
}

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进行数化之后变成了HashMap$TreeNode对象

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public class HashSetSource {
    public static void main(String[] args) {

        HashSet hashSet = new HashSet();
        hashSet.add("java");//到此位置,第1次add分析完毕.
        hashSet.add("php");//到此位置,第2次add分析完毕
        hashSet.add("java");
        System.out.println("set=" + hashSet);

        /*
        老韩对HashSet 的源码解读
        1. 执行 HashSet()
            public HashSet() {
                map = new HashMap<>();
            }
        2. 执行 add()
           public boolean add(E e) {//e = "java"
                return map.put(e, PRESENT)==null;//(static) PRESENT = new Object();
           }
         3.执行 put() , 该方法会执行 hash(key) 得到key对应的hash值 算法h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16)
             public V put(K key, V value) {//key = "java" value = PRESENT 共享
                return putVal(hash(key), key, value, false, true);
            }
         4.执行 putVal
         final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
                   boolean evict) {
                Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i; //定义了辅助变量
                //table 就是 HashMap 的一个数组,类型是 Node[]
                //if 语句表示如果当前table 是null, 或者 大小=0
                //就是第一次扩容,到16个空间.
                if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
                    n = (tab = resize()).length;

                //(1)根据key,得到hash 去计算该key应该存放到table表的哪个索引位置
                //并把这个位置的对象,赋给 p
                //(2)判断p 是否为null
                //(2.1) 如果p 为null, 表示还没有存放元素, 就创建一个Node (key="java",value=PRESENT)
                //(2.2) 就放在该位置 tab[i] = newNode(hash, key, value, null)

                if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
                    tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
                else {
                    //一个开发技巧提示: 在需要局部变量(辅助变量)时候,在创建
                    Node<K,V> e; K k; //
                    //如果当前索引位置对应的链表的第一个元素和准备添加的key的hash值一样
                    //并且满足 下面两个条件之一:
                    //(1) 准备加入的key 和 p 指向的Node 结点的 key 是同一个对象
                    //(2)  p 指向的Node 结点的 key 的equals() 和准备加入的key比较后相同
                    //就不能加入
                    if (p.hash == hash &&
                        ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        e = p;
                    //再判断 p 是不是一颗红黑树,
                    //如果是一颗红黑树,就调用 putTreeVal , 来进行添加
                    else if (p instanceof TreeNode)
                        e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
                    else {//如果table对应索引位置,已经是一个链表, 就使用for循环比较
                          //(1) 依次和该链表的每一个元素比较后,都不相同, 则加入到该链表的最后
                          //    注意在把元素添加到链表后,立即判断 该链表是否已经达到8个结点
                          //    , 就调用 treeifyBin() 对当前这个链表进行树化(转成红黑树)
                          //    注意,在转成红黑树时,要进行判断, 判断条件
                          //    if (tab == null || (n = tab.length) < MIN_TREEIFY_CAPACITY(64))
                          //            resize();
                          //    如果上面条件成立,先table扩容.
                          //    只有上面条件不成立时,才进行转成红黑树
                          //(2) 依次和该链表的每一个元素比较过程中,如果有相同情况,就直接break

                        for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                            if ((e = p.next) == null) {
                                p.next = newNode(hash, key, value, null);
                                if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD(8) - 1) // -1 for 1st
                                    treeifyBin(tab, hash);
                                break;
                            }
                            if (e.hash == hash &&
                                ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                                break;
                            p = e;
                        }
                    }
                    if (e != null) { // existing mapping for key
                        V oldValue = e.value;
                        if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                            e.value = value;
                        afterNodeAccess(e);
                        return oldValue;
                    }
                }
                ++modCount;
                //size 就是我们每加入一个结点Node(k,v,h,next), size++
                if (++size > threshold)
                    resize();//扩容
                afterNodeInsertion(evict);
                return null;
            }
         */

    }
}

7.4 Set 接口实现类-LinkedHashSet

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注意

LinkedHashSet底层是双向链表+数组 维护元素的次序

HashSet底层是单向链表+数组,添加的元素是无序的

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7.5 Set接口实现类TreeSet

TreeSet 提供的一个构造器,可以传入一个比较器(匿名内部类)并指定排序规则

public class TreeSet_ {
    public static void main(String[] args) {

        //老韩解读
        //1. 当我们使用无参构造器,创建TreeSet时,仍然是无序的
        //2. 老师希望添加的元素,按照字符串大小来排序
        //3. 使用TreeSet 提供的一个构造器,可以传入一个比较器(匿名内部类)
        //   并指定排序规则
        //4. 简单看看源码
        //老韩解读
        /*
        1. 构造器把传入的比较器对象,赋给了 TreeSet的底层的 TreeMap的属性this.comparator

         public TreeMap(Comparator<? super K> comparator) {
                this.comparator = comparator;
            }
         2. 在 调用 treeSet.add("tom"), 在底层会执行到

             if (cpr != null) {//cpr 就是我们的匿名内部类(对象)
                do {
                    parent = t;
                    //动态绑定到我们的匿名内部类(对象)compare
                    cmp = cpr.compare(key, t.key);
                    if (cmp < 0)
                        t = t.left;
                    else if (cmp > 0)
                        t = t.right;
                    else //如果相等,即返回0,这个Key就没有加入
                        return t.setValue(value);
                } while (t != null);
            }
         */

//        TreeSet treeSet = new TreeSet();
        TreeSet treeSet = new TreeSet(new Comparator() {
            @Override
            public int compare(Object o1, Object o2) {
                //下面 调用String的 compareTo方法进行字符串大小比较
                //如果老韩要求加入的元素,按照长度大小排序
                //return ((String) o2).compareTo((String) o1);
                return ((String) o1).length() - ((String) o2).length();
            }
        });
        //添加数据.
        treeSet.add("jack");
        treeSet.add("tom");//3
        treeSet.add("sp");
        treeSet.add("a");
        treeSet.add("abc");//3


        System.out.println("treeSet=" + treeSet);




    }
}

8. Map 接口和常用方法

8.1.Map 接口和常用方法

image-20220211225313293

image-20220211225528224

@SuppressWarnings({"all"})
public class Map_ {
    public static void main(String[] args) {
        //老韩解读Map 接口实现类的特点, 使用实现类HashMap
        //1. Map与Collection并列存在。用于保存具有映射关系的数据:Key-Value(双列元素)
        //2. Map 中的 key 和  value 可以是任何引用类型的数据,会封装到HashMap$Node 对象中
        //3. Map 中的 key 不允许重复,原因和HashSet 一样,前面分析过源码.
        //4. Map 中的 value 可以重复
        //5. Map 的key 可以为 null, value 也可以为null ,注意 key 为null,
        //   只能有一个,value 为null ,可以多个
        //6. 常用String类作为Map的 key
        //7. key 和 value 之间存在单向一对一关系,即通过指定的 key 总能找到对应的 value
        Map map = new HashMap();
        map.put("no1", "韩顺平");//k-v
        map.put("no2", "张无忌");//k-v
        map.put("no1", "张三丰");//当有相同的k , 就等价于替换.
        map.put("no3", "张三丰");//k-v
        map.put(null, null); //k-v
        map.put(null, "abc"); //等价替换
        map.put("no4", null); //k-v
        map.put("no5", null); //k-v
        map.put(1, "赵敏");//k-v
        map.put(new Object(), "金毛狮王");//k-v
        // 通过get 方法,传入 key ,会返回对应的value
        System.out.println(map.get("no2"));//张无忌

        System.out.println("map=" + map);
    }
}

8.2 Map接口实现类-HashMap

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无序性

Map map2 = new HashMap();
map2.put("12",2);
map2.put("sa",3);
map2.put("aas",4);
System.out.println(map2);
//输出
{12=2, aas=4, sa=3}

1.HashMap的底层机制

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@SuppressWarnings({"all"})
public class HashMapSource1 {
    public static void main(String[] args) {
        HashMap map = new HashMap();
        map.put("java", 10);//ok
        map.put("php", 10);//ok
        map.put("java", 20);//替换value

        System.out.println("map=" + map);//

        /*老韩解读HashMap的源码+图解
        1. 执行构造器 new HashMap()
           初始化加载因子 loadfactor = 0.75
           HashMap$Node[] table = null
        2. 执行put 调用 hash方法,计算 key的 hash值 (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16)
            public V put(K key, V value) {//K = "java" value = 10
                return putVal(hash(key), key, value, false, true);
            }
         3. 执行 putVal
         final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
                   boolean evict) {
                Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;//辅助变量
                //如果底层的table 数组为null, 或者 length =0 , 就扩容到16
                if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
                    n = (tab = resize()).length;
                //取出hash值对应的table的索引位置的Node, 如果为null, 就直接把加入的k-v
                //, 创建成一个 Node ,加入该位置即可
                if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
                    tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
                else {
                    Node<K,V> e; K k;//辅助变量
                // 如果table的索引位置的key的hash相同和新的key的hash值相同,
                 // 并 满足(table现有的结点的key和准备添加的key是同一个对象  || equals返回真)
                 // 就认为不能加入新的k-v
                    if (p.hash == hash &&
                        ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                        e = p;
                    else if (p instanceof TreeNode)//如果当前的table的已有的Node 是红黑树,就按照红黑树的方式处理
                        e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
                    else {
                        //如果找到的结点,后面是链表,就循环比较
                        for (int binCount = 0; ; ++binCount) {//死循环
                            if ((e = p.next) == null) {//如果整个链表,没有和他相同,就加到该链表的最后
                                p.next = newNode(hash, key, value, null);
                                //加入后,判断当前链表的个数,是否已经到8个,到8个,后
                                //就调用 treeifyBin 方法进行红黑树的转换
                                if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                                    treeifyBin(tab, hash);
                                break;
                            }
                            if (e.hash == hash && //如果在循环比较过程中,发现有相同,就break,就只是替换value
                                ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                                break;
                            p = e;
                        }
                    }
                    if (e != null) { // existing mapping for key
                        V oldValue = e.value;
                        if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                            e.value = value; //替换,key对应value
                        afterNodeAccess(e);
                        return oldValue;
                    }
                }
                ++modCount;//每增加一个Node ,就size++
                if (++size > threshold[12-24-48])//如size > 临界值,就扩容
                    resize();
                afterNodeInsertion(evict);
                return null;
            }

              5. 关于树化(转成红黑树)
              //如果table 为null ,或者大小还没有到 64,暂时不树化,而是进行扩容.
              //否则才会真正的树化 -> 剪枝
              final void treeifyBin(Node<K,V>[] tab, int hash) {
                int n, index; Node<K,V> e;
                if (tab == null || (n = tab.length) < MIN_TREEIFY_CAPACITY)
                    resize();

            }
         */
    }
}

2.模拟HashMap链表树化

public class MyTest {
    public static void main(String[] args) {
        Map map = new HashMap();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            map.put(new A(),"1");
        }
    }
}
class A{
    @Override
    public int hashCode() {
        return 100;
    }
}
//输出结果
{com.llp.file.A@64=1, com.llp.file.A@64=1, com.llp.file.A@64=1, com.llp.file.A@64=1, com.llp.file.A@64=1, com.llp.file.A@64=1, com.llp.file.A@64=1, com.llp.file.A@64=1, com.llp.file.A@64=1, com.llp.file.A@64=1}

HashMap底层由数组和单向链表组成

image-20220214171813353

8.3 Map 接口实现类-Hashtable

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1. Hashtable和HashMap的比较

image-20220212104526845

2.Hashtable底层机制

public Hashtable(int initialCapacity, float loadFactor) {
    if (initialCapacity < 0)
        throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
                                           initialCapacity);
    if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))
        throw new IllegalArgumentException("Illegal Load: "+loadFactor);

    if (initialCapacity==0)
        initialCapacity = 1;
    this.loadFactor = loadFactor;
    table = new Entry<?,?>[initialCapacity];
    threshold = (int)Math.min(initialCapacity * loadFactor, MAX_ARRAY_SIZE + 1);
}
public class HashTableExercise {
    public static void main(String[] args) {
        Hashtable table = new Hashtable();//ok
        table.put("john", 100); //ok
        //table.put(null, 100); //异常 NullPointerException
        //table.put("john", null);//异常 NullPointerException
        table.put("lucy", 100);//ok
        table.put("lic", 100);//ok
        table.put("lic", 88);//替换
        table.put("hello1", 1);
        table.put("hello2", 1);
        table.put("hello3", 1);
        table.put("hello4", 1);
        table.put("hello5", 1);
        table.put("hello6", 1);
        System.out.println(table);

        //简单说明一下Hashtable的底层
        //1. 底层有数组 Hashtable$Entry[] 初始化大小为 11
        //2. 临界值 threshold 8 = 11 * 0.75
        //3. 扩容: 按照自己的扩容机制来进行即可.
        //4. 执行 方法 addEntry(hash, key, value, index); 添加K-V 封装到Entry
        //5. 当 if (count >= threshold) 满足时,就进行扩容
        //5. 按照 int newCapacity = (oldCapacity << 1) + 1; 的大小扩容.

    }
}

8.4 Map 接口实现类-Properties

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读取文件

public class Properties02 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //使用Properties 类来读取mysql.properties 文件

        //1. 创建Properties 对象
        Properties properties = new Properties();
        //2. 加载指定配置文件
        properties.load(new FileReader("src\\mysql.properties"));
        //3. 把k-v显示控制台
        properties.list(System.out);
        //4. 根据key 获取对应的值
        String user = properties.getProperty("user");
        String pwd = properties.getProperty("pwd");
        System.out.println("用户名=" + user);
        System.out.println("密码是=" + pwd);



    }
}

特点

public class Properties_ {
    public static void main(String[] args) {

        //老韩解读
        //1. Properties 继承  Hashtable
        //2. 可以通过 k-v 存放数据,当然key 和 value 不能为 null
        //增加
        Properties properties = new Properties();
        //properties.put(null, "abc");//抛出 空指针异常
        //properties.put("abc", null); //抛出 空指针异常
        properties.put("john", 100);//k-v
        properties.put("lucy", 100);
        properties.put("lic", 100);
        properties.put("lic", 88);//如果有相同的key , value被替换

        System.out.println("properties=" + properties);

        //通过k 获取对应值
        System.out.println(properties.get("lic"));//88

        //删除
        properties.remove("lic");
        System.out.println("properties=" + properties);

        //修改
        properties.put("john", "约翰");
        System.out.println("properties=" + properties);

        


    }
}

原理

public class Properties03 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //使用Properties 类来创建 配置文件, 修改配置文件内容

        Properties properties = new Properties();
        //创建
        //1.如果该文件没有key 就是创建
        //2.如果该文件有key ,就是修改
        /*
            Properties 父类是 Hashtable , 底层就是Hashtable 核心方法
            public synchronized V put(K key, V value) {
                // Make sure the value is not null
                if (value == null) {
                    throw new NullPointerException();
                }

                // Makes sure the key is not already in the hashtable.
                Entry<?,?> tab[] = table;
                int hash = key.hashCode();
                int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
                @SuppressWarnings("unchecked")
                Entry<K,V> entry = (Entry<K,V>)tab[index];
                for(; entry != null ; entry = entry.next) {
                    if ((entry.hash == hash) && entry.key.equals(key)) {
                        V old = entry.value;
                        entry.value = value;//如果key 存在,就替换
                        return old;
                    }
                }

                addEntry(hash, key, value, index);//如果是新k, 就addEntry
                return null;
            }

         */
        properties.setProperty("charset", "utf8");
        properties.setProperty("user", "汤姆");//注意保存时,是中文的 unicode码值
        properties.setProperty("pwd", "888888");

        //将k-v 存储文件中即可
        properties.store(new FileOutputStream("src\\mysql2.properties"), null);
        System.out.println("保存配置文件成功~");

    }
}

8.5 Map接口实现类-TreeMap

public class TreeMap_ {
    public static void main(String[] args) {

        //使用默认的构造器,创建TreeMap, 是无序的(也没有排序)
        /*
            老韩要求:按照传入的 k(String) 的大小进行排序
         */
//        TreeMap treeMap = new TreeMap();
        TreeMap treeMap = new TreeMap(new Comparator() {
            @Override
            public int compare(Object o1, Object o2) {
                //按照传入的 k(String) 的大小进行排序
                //按照K(String) 的长度大小排序
                //return ((String) o2).compareTo((String) o1);
                return ((String) o2).length() - ((String) o1).length();
            }
        });
        treeMap.put("jack", "杰克");
        treeMap.put("tom", "汤姆");
        treeMap.put("kristina", "克瑞斯提诺");
        treeMap.put("smith", "斯密斯");
        treeMap.put("hsp", "韩顺平");//加入不了

        System.out.println("treemap=" + treeMap);

        /*

            老韩解读源码:
            1. 构造器. 把传入的实现了 Comparator接口的匿名内部类(对象),传给给TreeMap的comparator
             public TreeMap(Comparator<? super K> comparator) {
                this.comparator = comparator;
            }
            2. 调用put方法
            2.1 第一次添加, 把k-v 封装到 Entry对象,放入root
            Entry<K,V> t = root;
            if (t == null) {
                compare(key, key); // type (and possibly null) check

                root = new Entry<>(key, value, null);
                size = 1;
                modCount++;
                return null;
            }
            2.2 以后添加
            Comparator<? super K> cpr = comparator;
            if (cpr != null) {
                do { //遍历所有的key , 给当前key找到适当位置
                    parent = t;
                    cmp = cpr.compare(key, t.key);//动态绑定到我们的匿名内部类的compare
                    if (cmp < 0)
                        t = t.left;
                    else if (cmp > 0)
                        t = t.right;
                    else  //如果遍历过程中,发现准备添加Key 和当前已有的Key 相等,就不添加
                        return t.setValue(value);
                } while (t != null);
            }
         */

    }
}

8.6 Map接口实现类LinkedHashMap

1.LinkedHashMap组成及扩容机制

(1)LinkedHashMap底层由数组、双向链表、红黑树构成; 双向链表——》具备有序性
(2)LinkedHashMap第一次添加数组长度为16
(3)如果一条链表的元素超过了8个则会对数组进行扩容,每超过一个就会扩容两倍;当数组长度扩容至64时,链表再次添加元素就会进行树化
(4)LinkedHashMap数组扩容的阈值也是16*0.75=12当数组元素超过12时就会对数组进行扩容2倍,64*0.75=48时扩容两倍 128*0.75=96 依次类推

2.LinkedHashMap的底层机制

扩容机制

LinkedHashMap数组扩容的阈值也是160.75=12当数组元素超过12时就会对数组进行扩容2倍,640.75=48时扩容两倍 128*0.75=96 依次类推

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链表树化

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public class LinkedHashMap_ {
    public static void main(String[] args) {
        LinkedHashMap linkedHashMap = new LinkedHashMap();
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            linkedHashMap.put(new A(),"1");
        }


    }
}

class  A{
    @Override
    public int hashCode() {
       return 1;
    }
}

9.Collections 工具类

9.1.Collections 工具类介绍

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这里swap i和j为集合下标

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public class Collections_ {
    public static void main(String[] args) {

        //创建ArrayList 集合,用于测试.
        List list = new ArrayList();
        list.add("tom");
        list.add("smith");
        list.add("king");
        list.add("milan");
        list.add("tom");


//        reverse(List):反转 List 中元素的顺序
        Collections.reverse(list);
        System.out.println("list=" + list);
//        shuffle(List):对 List 集合元素进行随机排序
//        for (int i = 0; i < 5; i++) {
//            Collections.shuffle(list);
//            System.out.println("list=" + list);
//        }

//        sort(List):根据元素的自然顺序对指定 List 集合元素按升序排序
        Collections.sort(list);
        System.out.println("自然排序后");
        System.out.println("list=" + list);
//        sort(List,Comparator):根据指定的 Comparator 产生的顺序对 List 集合元素进行排序
        //我们希望按照 字符串的长度大小排序
        Collections.sort(list, new Comparator() {
            @Override
            public int compare(Object o1, Object o2) {
                //可以加入校验代码.
                return ((String) o2).length() - ((String) o1).length();
            }
        });
        System.out.println("字符串长度大小排序=" + list);
//        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

        //比如
        Collections.swap(list, 0, 1);
        System.out.println("交换后的情况");
        System.out.println("list=" + list);

        //Object max(Collection):根据元素的自然顺序,返回给定集合中的最大元素
        System.out.println("自然顺序最大元素=" + Collections.max(list));
        //Object max(Collection,Comparator):根据 Comparator 指定的顺序,返回给定集合中的最大元素
        //比如,我们要返回长度最大的元素
        Object maxObject = Collections.max(list, new Comparator() {
            @Override
            public int compare(Object o1, Object o2) {
                return ((String)o1).length() - ((String)o2).length();
            }
        });
        System.out.println("长度最大的元素=" + maxObject);


        //Object min(Collection)
        //Object min(Collection,Comparator)
        //上面的两个方法,参考max即可

        //int frequency(Collection,Object):返回指定集合中指定元素的出现次数
        System.out.println("tom出现的次数=" + Collections.frequency(list, "tom"));

        //void copy(List dest,List src):将src中的内容复制到dest中

        ArrayList dest = new ArrayList();
        //为了完成一个完整拷贝,我们需要先给dest 赋值,大小和list.size()一样
        for(int i = 0; i < list.size(); i++) {
            dest.add("");
        }
        //拷贝
        Collections.copy(dest, list);
        System.out.println("dest=" + dest);

        //boolean replaceAll(List list,Object oldVal,Object newVal):使用新值替换 List 对象的所有旧值
        //如果list中,有tom 就替换成 汤姆
        Collections.replaceAll(list, "tom", "汤姆");
        System.out.println("list替换后=" + list);

        
    }
}

10.总结

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1.ArrayList构成及扩容机制

(1)ArrayList底层是一个Object数组elementData
(2)创建时通过无参构造创建new ArrayList()时,初始化长度为0
(3)当第一次添加时,扩容为10;当添加元素超过10时,数组将扩容1.5被10*1.5 = 15 依次类推
(4)创建时通过有参构造new ArrayList(n)创建时,初始化长度为n
(5)当长度超过n时,数组扩容1.5倍,n*1.5 依次类推

2.LinkedList构成及扩容机制

(1)LinkedList底层由双向链表构成
(2)添加、删除效率较高

3.Vector

(1)Vector底层是一个Object数组elementData
(2)创建时通过无参构造创建new Vector()时,初始化长度为0
(3)当第一次添加时,扩容为10;当添加元素超过10时,数组将扩容2倍10*2 = 20 依次类推 20*2
(4)创建时通过有参构造new Vector(n)创建时,初始化长度为n 
(5)当长度超过n时,数组扩容2倍,n*2 依次类推

3.HashSet

(1)HashSet底层由数组、单向链表、红黑树构成;    单向链表——>无序性
(2)new HashSet()底层创建了new HashMap()
(3)当第一次添加元素时,数组长度由0扩容为16
(4)当长度超过阈值0.75*16=12时,数组会扩2被16*2=32,下次扩容为32*0.75=24 依次类推
(5)当一条链表元素超过8时,每添加一个元素就会让数组扩容两倍直到扩容至64,当数组长度为64时,就会进行树化HashMap$TreeNode

4.LinkedHashSet

(1)LinkedHashSet底层由数组、单向链表、红黑树构成; 双向链表——>有序性
(2)new LinkedHashSet底层由数组()底层创建了new LinkedHashMap()
(3)当第一次添加元素时,数组长度由0扩容为16
(4)当长度超过阈值0.75*16=12时,数组会扩2被16*2=32,下次扩容为32*0.75=24 依次类推
(5)当一条链表元素超过8时,每添加一个元素就会让数组扩容两倍直到扩容至64,当数组长度为64时,就会进行树化

5. TreeSet

(1)TreeSet的特点和HashSet类似
(2)TreeSet通过Comparator构造方式实现对元素进行排序

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6.HashMap

(1)HashMap底层由数组、单向链表、红黑树构成;    单向链表——>无序性
(2)当第一次添加元素时,数组长度由0扩容为16
(3)当长度超过阈值0.75*16=12时,数组会扩2被16*2=32,下次扩容为32*0.75=24 依次类推
(4)当一条链表元素超过8时,每添加一个元素就会让数组扩容两倍直到扩容至64,当数组长度为64时,就会进行树化HashMap$TreeNode

7.LinkedHashMap

(1)LinkedHashMap底层由数组、双向链表、红黑树构成; 双向链表——》具备有序性
(2)LinkedHashMap第一次添加数组长度为16
(3)如果一条链表的元素超过了8个则会对数组进行扩容,每超过一个就会扩容两倍;当数组长度扩容至64时,链表再次添加元素就会进行树化
(4)LinkedHashMap数组扩容的阈值也是16*0.75=12当数组元素超过12时就会对数组进行扩容2倍,64*0.75=48时扩容两倍 128*0.75=96 依次类推

8.Hashtable

(1)Hashtable底层是Hashtable$Entry[]数组初始化长度为11
(2)当数组长度超过阈值threshold 8 = 11 * 0.75=8 时,就会对数组进行扩容 11*2+1=23 ,下次扩容23*0.75=17,23*2+1=47依次类推