第8天集合LinkedListHashSetCollection总结v0310.docx
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第8天集合LinkedListHashSetCollection总结v0310
第8天集合
今日学习内容
◆List集合
◆Set集合
今日学习目标
◆能够说出List集合特点
◆使用List存储的数据结构
◆能够说出List常见的三个的特点
◆能够说出Set集合的特点
◆说出哈希表的特点
◆使用HashSet集合存储自定义元素
◆说出判断集合元素唯一的原理
第1章数据结构
1.1List集合存储数据的结构
List接口下有很多个集合,它们存储元素所采用的结构方式是不同的,这样就导致了这些集合有它们各自的特点,供给我们在不同的环境下进行使用。
数据存储的常用结构有:
堆栈、队列、数组、链表。
我们分别来了解一下:
●堆栈,采用该结构的集合,对元素的存取有如下的特点:
⏹先进后出(即,存进去的元素,要在后它后面的元素依次取出后,才能取出该元素)。
例如,子弹压进弹夹,先压进去的子弹在下面,后压进去的子弹在上面,当开枪时,先弹出上面的子弹,然后才能弹出下面的子弹。
⏹栈的入口、出口的都是栈的顶端位置
⏹压栈:
就是存元素。
即,把元素存储到栈的顶端位置,栈中已有元素依次向栈底方向移动一个位置。
⏹弹栈:
就是取元素。
即,把栈的顶端位置元素取出,栈中已有元素依次向栈顶方向移动一个位置。
●队列,采用该结构的集合,对元素的存取有如下的特点:
⏹先进先出(即,存进去的元素,要在后它前面的元素依次取出后,才能取出该元素)。
例如,安检。
排成一列,每个人依次检查,只有前面的人全部检查完毕后,才能排到当前的人进行检查。
⏹队列的入口、出口各占一侧。
例如,下图中的左侧为入口,右侧为出口。
●数组,采用该结构的集合,对元素的存取有如下的特点:
⏹查找元素快:
通过索引,可以快速访问指定位置的元素
⏹增删元素慢:
◆指定索引位置增加元素:
需要创建一个新数组,将指定新元素存储在指定索引位置,再把原数组元素根据索引,复制到新数组对应索引的位置。
如下图
◆指定索引位置删除元素:
需要创建一个新数组,把原数组元素根据索引,复制到新数组对应索引的位置,原数组中指定索引位置元素不复制到新数组中。
如下图
●链表,采用该结构的集合,对元素的存取有如下的特点:
⏹多个节点之间,通过地址进行连接。
例如,多个人手拉手,每个人使用自己的右手拉住下个人的左手,依次类推,这样多个人就连在一起了。
⏹查找元素慢:
想查找某个元素,需要通过连接的节点,依次向后查找指定元素
⏹增删元素快:
◆增加元素:
操作如左图,只需要修改连接下个元素的地址即可。
◆删除元素:
操作如右图,只需要修改连接下个元素的地址即可。
1.2LinkedList集合
LinkedList集合数据存储的结构是链表结构。
方便元素添加、删除的集合。
实际开发中对一个集合元素的添加与删除经常涉及到首尾操作,而LinkedList提供了大量首尾操作的方法。
如下图
LinkedList是List的子类,List中的方法LinkedList都是可以使用,这里就不做详细介绍,我们只需要了解LinkedList的特有方法即可。
在开发时,LinkedList集合也可以作为堆栈,队列的结构使用。
方法演示:
LinkedList
//添加元素
link.addFirst("abc1");
link.addFirst("abc2");
link.addFirst("abc3");
//获取元素
System.out.println(link.getFirst());
System.out.println(link.getLast());
//删除元素
System.out.println(link.removeFirst());
System.out.println(link.removeLast());
while(!
link.isEmpty()){//判断集合是否为空
System.out.println(link.pop());//弹出集合中的栈顶元素
}
第2章Set接口
查阅Set集合的API介绍,通过元素的equals方法,来判断是否为重复元素,它是个不包含重复元素的集合。
Set集合取出元素的方式可以采用:
迭代器、增强for。
Set集合有多个子类,这里我们介绍其中的HashSet、LinkedHashSet这两个集合。
2.1HashSet集合介绍
查阅HashSet集合的API介绍:
此类实现Set接口,由哈希表支持(实际上是一个HashMap集合)。
HashSet集合不能保证的迭代顺序与元素存储顺序相同。
HashSet集合,采用哈希表结构存储数据,保证元素唯一性的方式依赖于:
hashCode()与equals()方法。
2.2HashSet集合存储数据的结构(哈希表)
什么是哈希表呢?
哈希表底层使用的也是数组机制,数组中也存放对象,而这些对象往数组中存放时的位置比较特殊,当需要把这些对象给数组中存放时,那么会根据这些对象的特有数据结合相应的算法,计算出这个对象在数组中的位置,然后把这个对象存放在数组中。
而这样的数组就称为哈希数组,即就是哈希表。
当向哈希表中存放元素时,需要根据元素的特有数据结合相应的算法,这个算法其实就是Object类中的hashCode方法。
由于任何对象都是Object类的子类,所以任何对象有拥有这个方法。
即就是在给哈希表中存放对象时,会调用对象的hashCode方法,算出对象在表中的存放位置,这里需要注意,如果两个对象hashCode方法算出结果一样,这样现象称为哈希冲突,这时会调用对象的equals方法,比较这两个对象是不是同一个对象,如果equals方法返回的是true,那么就不会把第二个对象存放在哈希表中,如果返回的是false,就会把这个值存放在哈希表中。
总结:
保证HashSet集合元素的唯一,其实就是根据对象的hashCode和equals方法来决定的。
如果我们往集合中存放自定义的对象,那么保证其唯一,就必须复写hashCode和equals方法建立属于当前对象的比较方式。
2.3HashSet存储JavaAPI中的类型元素
给HashSet中存储JavaAPI中提供的类型元素时,不需要重写元素的hashCode和equals方法,因为这两个方法,在JavaAPI的每个类中已经重写完毕,如String类、Integer类等。
●创建HashSet集合,存储String对象。
publicclassHashSetDemo{
publicstaticvoidmain(String[]args){
//创建HashSet对象
HashSet
//给集合中添加自定义对象
hs.add("zhangsan");
hs.add("lisi");
hs.add("wangwu");
hs.add("zhangsan");
//取出集合中的每个元素
Iterator
while(it.hasNext()){
Strings=it.next();
System.out.println(s);
}
}
}
输出结果如下,说明集合中不能存储重复元素:
wangwu
lisi
zhangsan
2.4HashSet存储自定义类型元素
给HashSet中存放自定义类型元素时,需要重写对象中的hashCode和equals方法,建立自己的比较方式,才能保证HashSet集合中的对象唯一
●创建自定义对象Student
publicclassStudent{
privateStringname;
privateintage;
publicStudent(Stringname,intage){
super();
this.name=name;
this.age=age;
}
publicStringgetName(){
returnname;
}
publicvoidsetName(Stringname){
this.name=name;
}
publicintgetAge(){
returnage;
}
publicvoidsetAge(intage){
this.age=age;
}
@Override
publicStringtoString(){
return"Student[name="+name+",age="+age+"]";
}
@Override
publicinthashCode(){
finalintprime=31;
intresult=1;
result=prime*result+age;
result=prime*result+((name==null)?
0:
name.hashCode());
returnresult;
}
@Override
publicbooleanequals(Objectobj){
if(this==obj)
returntrue;
if(!
(objinstanceofStudent)){
System.out.println("类型错误");
returnfalse;
}
Studentother=(Student)obj;
returnthis.age==other.age&&this.name.equals(other.name);
}
}
●创建HashSet集合,存储Student对象。
publicclassHashSetDemo{
publicstaticvoidmain(String[]args){
//创建HashSet对象
HashSeths=newHashSet();
//给集合中添加自定义对象
hs.add(newStudent("zhangsan",21));
hs.add(newStudent("lisi",22));
hs.add(newStudent("wangwu",23));
hs.add(newStudent("zhangsan",21));
//取出集合中的每个元素
Iteratorit=hs.iterator();
while(it.hasNext()){
Students=(Student)it.next();
System.out.println(s);
}
}
}
输出结果如下,说明集合中不能存储重复元素:
Student[name=lisi,age=22]
Student[name=zhangsan,age=21]
Student[name=wangwu,age=23]
第3章判断集合元素唯一的原理
3.1ArrayList的contains方法判断元素是否重复原理
ArrayList的contains方法会使用调用方法时,传入的元素的equals方法依次与集合中的旧元素所比较,从而根据返回的布尔值判断是否有重复元素。
此时,当ArrayList存放自定义类型时,由于自定义类型在未重写equals方法前,判断是否重复的依据是地址值,所以如果想根据内容判断是否为重复元素,需要重写元素的equals方法。
3.2HashSet的add/contains等方法判断元素是否重复原理
Set集合不能存放重复元素,其添加方法在添加时会判断是否有重复元素,有重复不添加,没重复则添加。
HashSet集合由于是无序的,其判断唯一的依据是元素类型的hashCode与equals方法的返回结果。
规则如下:
先判断新元素与集合内已经有的旧元素的HashCode值
●如果不同,说明是不同元素,添加到集合。
●如果相同,再判断equals比较结果。
返回true则相同元素;返回false则不同元素,添加到集合。
所以,使用HashSet存储自定义类型,如果没有重写该类的hashCode与equals方法,则判断重复时,使用的是地址值,如果想通过内容比较元素是否相同,需要重写该元素类的hashcode与equals方法。
第4章Collection总结
4.1知识点总结
●Collection:
|-List可以存储重复元素,有序的(元素存取顺序)
|-ArrayList
|-LinkedList
|-Set不能存储重复元素,无序的(元素存取顺序)
|-HashSet
|-LinkedHashSet
●Collection方法:
⏹booleanadd(Objecte)把给定的对象添加到当前集合中
⏹voidclear()清空集合中所有的元素
⏹booleanremove(Objecto)把给定的对象在当前集合中删除
⏹booleancontains(Objecto)判断当前集合中是否包含给定的对象
⏹booleanisEmpty()判断当前集合是否为空
⏹Iteratoriterator()迭代器,用来遍历集合中的元素的
⏹intsize()返回集合中元素的个数
⏹Object[]toArray()把集合中的元素,存储到数组中
●Iterator:
迭代器
⏹Objectnext()返回迭代的下一个元素
⏹booleanhasNext()如果仍有元素可以迭代,则返回true。
●List与Set集合的区别?
List:
它是一个有序的集合(元素存与取的顺序相同)
它可以存储重复的元素
Set:
它是一个无序的集合(元素存与取的顺序可能不同)
它不能存储重复的元素
●List集合中的特有方法
⏹voidadd(intindex,Objectelement)将指定的元素,添加到该集合中的指定位置上
⏹Objectget(intindex)返回集合中指定位置的元素。
⏹Objectremove(intindex)移除列表中指定位置的元素,返回的是被移除的元素
⏹Objectset(intindex,Objectelement)用指定元素替换集合中指定位置的元素,返回值的更新前的元素
●ArrayList:
底层数据结构是数组,查询快,增删慢
线程不安全,效率高
●LinkedList:
底层数据结构是链表,查询慢,增删快
线程不安全,效率高
●泛型:
用来约束数据的数据类型
⏹泛型的格式:
<数据类型>
泛型可以使用在类,接口,方法,变量上
⏹泛型的好处
A:
提高了程序的安全性
B:
将运行期遇到的问题转移到了编译期
C:
省去了类型强转的麻烦
●增强for
简化数组和Collection集合的遍历
格式:
for(元素数据类型变量:
数组或者Collection集合){
使用变量即可,该变量就是元素
}
好处:
简化遍历
●HashSet:
元素唯一不能重复
底层结构是哈希表结构
元素的存与取的顺序不能保证一致
如何保证元素的唯一的?
重写hashCode()与equals()方法
●LinkedHashSet:
元素唯一不能重复
底层结构是哈希表结构+链表结构
元素的存与取的顺序一致
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