1 - 概述

        所有的集合类和集合接口都在java.util包下。

        在内存中申请一块空间用来存储数据，在Java中集合就是替换掉定长的数组的一种引用数据类型。

2 - 集合与数组的区别

长度区别

        数组长度固定，定义长了造成内存空间的浪费，定义短了不够用。

        集合大小可以变，用多少空间拿多少空间。

内容区别

        数组可以存储基本数据类型和引用数据类型

        集合中能存储引用数据类型（存储的为对象的内存地址）

       list.add(100);//为自动装箱，100为Integer包装的

元素区别

        数组中只能存储同一种类型成员

        集合中可以存储不同类型数据（一般情况下也只存储同一种类型的数据）

集合结构

        在java中每一个不同的集合，底层会对应不同的数据结构。往不同的集合中
    存储元素，等于将数据放到了不同的数据结构当中。什么是数据结构？数据存储的
    结构就是数据结构。不同的数据结构，数据存储方式不同。

• 单列集合 Collection

  • List可以重复：ArrayList/LinkedList

  • Set不可重复：HashSet/TreeSet

  • 

    ---

    （大量文字插入会导致图片不清，所以在此进行更详细的描述）

  • List特点：此处顺序并不是大小顺序，而是存入数据的先后顺序。有序因为List集合都有下标，下标从0开始，以递增。

  • Set特点：取出顺序不一定为存入顺序，另外Set集合没有下标。

  • ArrayList是非线程安全的。

  • HashSet集合在new的时候，底层实际上new了一个HashMap集合。向HashSet集合中存储元素，实际上是存储到了HashMap的key中了。HashMap集合是一个Hash表数据结构。

  • SortedSet集合存储元素的特点：由于继承了Set集合，所以他的特点也是无序不可重复，但是放在SortedSet集合中的元素可以自动排序。放到该集合中的元素是自动按照大小顺序排序的。

  • TreeSet集合底层实际上是TreeMap。TreeSet集合在new的时候，底层实际上new了一个TreeMap集合。向TreeSet集合中存储元素，实际上是存储到了TreeMap的key中了。TreeMap集合是一个二叉树数据结构。

• 双列集合Map:HashMap/TreeMap

粗体是接口 斜体是实现类

3 - Collection集合

3.1 - 概述

单列集合的顶层接口，既然是接口就不能直接使用，需要通过实现类！~

3.2 - Collection集合的的常用方法

方法名	说明
boolean add(E e)	添加元素到集合的末尾（追加）
boolean remove(Object o)	删除指定的元素，成功则返回true（底层调用equles）
void clear()	清空集合
boolean contains(Object o)	判断元素在集合中是否存在，存在则返回true（底层调用equles）
boolean isEmpty()	判断集合是否为空，空则返回true
int size()	返回集合中元素个数

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;

/**
 * @author Mr.乐
 * @Description
 */
public class Collection_01 {
    public static void main(String[] args) {
        //父类的引用指向子类的对象，形成多态
        Collection<String> con = new ArrayList<>();

        //追加的方式添加元素
        con.add("东邪");
        con.add("西毒");
        con.add("南帝");
        con.add("北丐");
        con.add("中神通");

        //删除,通过元素名称删除元素
        System.out.println(con.remove("西毒"));
        //判断集合中是否包含指定参数元素
        System.out.println(con.contains("西毒"));  //false
        System.out.println(con.contains("东邪"));    //true
        //获取集合中元素个数
        System.out.println(con.size());
        //判断是否为空
        System.out.println(con.isEmpty());//false
        //清空集合
        con.clear();
        //判断是否为空
        System.out.println(con.isEmpty());//true
        System.out.println(con);//打印集合的元素
    }
}

3.3 - Collection集合的遍历

        以下迭代方式，是所有Collection通用的一种方式。在Map集合中不能使用，在所有的Collection以及子类中使用。

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Iterator;

/**
 * @author Mr.乐
 * @Description  Collection 集合的遍历
 */
public class Connection_02 {
    public static void main(String[] args) {
        //多态
        Collection<String> con = new ArrayList<>();
        //添加元素
        con.add("abc");
        con.add("def");
        con.add("100");
        con.add("444");

        //Collection集合的遍历方式
        //因为没有索引的概念，所以Collection集合不能使用fori进行遍历

        //增强版for循环，其实底层使用的也是迭代器，在字节码文件中查看
        for (String str : con) {
            System.out.print(str + "\t");
        }
        System.out.println();//换行

        //迭代器，集合专属的遍历工具
        Iterator<String> it = con.iterator();//创建迭代器对象
        while (it.hasNext()){//判断下一个位置是否有元素
            System.out.print(it.next() + "\t");//获取到下一个位置的元素
        }
    }
}

3.4 -  Iterator的remove

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.Iterator;

/**
 * @author Mr.乐
 * @Description
 */
public class Connection_remove {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建集合
        Collection c = new ArrayList();

        // 注意：此时获取的迭代器，指向的是那是集合中没有元素状态下的迭代器。
        // 一定要注意：集合结构只要发生改变，迭代器必须重新获取。
        // 当集合结构发生了改变，迭代器没有重新获取时，调用next()方法时：java.util.ConcurrentModificationException
        Iterator it = c.iterator();

        // 添加元素
        c.add(1); // Integer类型
        c.add(2);
        c.add(3);

        // 获取迭代器
        //Iterator it = c.iterator();
        /*while(it.hasNext()){
            // 编写代码时next()方法返回值类型必须是Object。
            // Integer i = it.next();
            Object obj = it.next();
            System.out.println(obj);
        }*/

        Collection c2 = new ArrayList();
        c2.add("abc");
        c2.add("def");
        c2.add("xyz");

        Iterator it2 = c2.iterator();
        while(it2.hasNext()){
            Object o = it2.next();
            // 删除元素
            // 删除元素之后，集合的结构发生了变化，应该重新去获取迭代器
            // 但是，循环下一次的时候并没有重新获取迭代器，所以会出现异常：java.util.ConcurrentModificationException
            // 出异常根本原因是：集合中元素删除了，但是没有更新迭代器（迭代器不知道集合变化了）
            //c2.remove(o); // 直接通过集合去删除元素，没有通知迭代器。（导致迭代器的快照和原集合状态不同。）
            // 使用迭代器来删除可以吗？
            // 迭代器去删除时，会自动更新迭代器，并且更新集合（删除集合中的元素）。
            it2.remove(); // 删除的一定是迭代器指向的当前元素。
            System.out.println(o);
        }

        System.out.println(c2.size()); //0
    }
}

4 -List

原型ArrayList<E>

• ArrayList是一个List接口的实现类，底层使用的是一个可以调整大小的数组实现的。

• <E>:是一种特殊的数据类型（引用数据类型） -- 泛型

  • ArrayList<String> 或者 ArrayList<Integer> 或者 ArrayList<Student>

4.1 - ArrayList构造和添加方法

方法名	说明
public ArrayList<E>()	创建一个空集合
public boolean add(E e)	将指定的参数元素追加到集合的末尾
public void add(int index ,E e)	在集合的指定位置添加指定的元素（插入元素）
public void addAll(E object)	用于将指定集合中所有元素添加到当前集合中

/**
 * @author Mr.乐
 * @Description  ArrayList构造和添加方法
 */
public class ArrayList_01 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建空集合
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();//泛型定义为String
        //采用默认追加的方式添加元素
        System.out.println(list.add("刘德华"));
        System.out.println(list.add("张学友"));
        System.out.println(list.add("郭富城"));
        System.out.println(list.add("黎明"));

        //插入的方式添加元素
//        list.add(10,"谭咏麟");//插入元素方法索引值不能大于集合中元素个数
//        list.add(4,"谭咏麟");//表示在集合中最后位置插入元素，与追加相同
        list.add(1,"谭咏麟");//指定位置插入元素，索引位置之后的元素会自动向后进行移动

        ArrayList<String> newList = new ArrayList<>();//创建新的集合
        newList.add("小沈阳");
        newList.add("宋小宝");
        newList.add("赵四");
        newList.add("刘能");

        //查看集合中的元素
        System.out.println("原集合内部元素：" + list);
        System.out.println("新集合内部元素：" + newList);

        list.addAll(newList); //将新集合全部元素添加到原集合中
        System.out.println("原集合内部元素：" + list);
    }
}

4.2 - ArrayList集合常用方法

方法名	说明
public boolean remove(Object o)	删除指定的元素，成功则返回true
public E remove(int index)	删除指定索引位置的元素，返回被删除的元素
public E set(int index,E e)	修改指定索引位置的元素，返回修改前的元素
public E get(int index)	获取指定索引对应的元素
public int size()	获取结合中元素个数

import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;

/**
 * @author Mr.乐
 * @Description   ArrayList集合常用方法
 */
public class ArrayList_02 {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();

        //追加方式添加元素
        list.add("东邪");
        list.add("西毒");
        list.add("南帝");
        list.add("北丐");
        list.add("中神通");

        //删除
        System.out.println(list.remove("西毒"));//通过元素名称删除，返回boolean
        System.out.println(list.remove(1));//通过索引删除元素，返回被删除元素名
        //修改
        System.out.println(list.set(1,"西毒"));//指定索引位置修改元素，并返回被修改元素

        System.out.println("原集合中元素有：" + list);
        //获取方法
        System.out.println(list.get(1));//通过指定索引位置获取集合元素
        //获取集合元素个数
        System.out.println(list.size());

        //集合的遍历,普通for循环
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            System.out.print(list.get(i) + "\t");
        }
        System.out.println();

        //增强版for循环
        for (String name : list) {
            System.out.print(name+ "\t");
        }
        System.out.println();

        //迭代器
        Iterator<String> it = list.iterator();//创建迭代器
        while (it.hasNext()){//判断下一个位置是否有元素
            System.out.print(it.next() + "\t");  //next方法表示获取下一个位置的元素
        }
        System.out.println();

        //Stream流
        list.stream().forEach(System.out::println);
    }
}

4.3 -ArrayList实现原理

底层代码：

        属性：

DEFAULT_CAPACITY = 10 默认长度，初始化容量为10

Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {} //有参构造所创建

Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {} //无参构造所创建的

Object[] elementData;底层为Object类型的数组，存储的元素都在此。

int size 实际存放的个数

         构造方法 ：

//一个参数的构造
public ArrayList(int initialCapacity) {
        if (initialCapacity > 0) {
            this.elementData = new Object[initialCapacity];
        } else if (initialCapacity == 0) {
            this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
        } else {
            throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
                                               initialCapacity);
        }
    }
//参数如果大于零，则为创建数组的长度；
//参数如果等于零，EMPTY_ELEMENTDATA；
//参数如果小于0，抛出异常。


//无参构造
  public ArrayList() {
        this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
    }
//DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA  new对象时默认为0 当添加第一个元素的时候，数组扩容至10

        add方法源码：（jdk1.8与之不同，此处为jdk16）

//源码
public boolean add(E e) {
        modCount++;//操作次数
        add(e, elementData, size);
//e 操作对象;  elementData 底层操作的数组;size 默认大小0
        return true;
    }
------------------------------------------------
 private void add(E e, Object[] elementData, int s) {
        if (s == elementData.length)//ture
            elementData = grow();
        elementData[s] = e;  //存数据
        size = s + 1; //最小需要长度
    }
----------------------------------------------------------
 private Object[] grow() {
        return grow(size + 1);
    }
-----------------------------------------------------
 private Object[] grow(int minCapacity) { //初始传入为size+1  为1
        int oldCapacity = elementData.length; //初始为0
        if (oldCapacity > 0 || elementData != DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
       //if条件为初始数组长度>0或者数组不是无参构造构建的
            int newCapacity = ArraysSupport.newLength(oldCapacity, //旧数组的长度
                    minCapacity - oldCapacity, /* minimum growth */  
                    //最小需要长度-旧数组的长度  大于0代表空间不足
                    oldCapacity >> 1           /* preferred growth */);
                   //二进制位右移1位  位旧数组长度/2
            return elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
            将数据放入新数组中
        } else {
            return elementData = new Object[Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity)];
            //数组长度  DEFAULT_CAPACITY为10  此处代表无参构造默认长度为10
        }
    }
----------------------------------------------------
 public static int newLength(int oldLength, int minGrowth, int prefGrowth) {
        // assert oldLength >= 0
        // assert minGrowth > 0
          
        int newLength = Math.max(minGrowth, prefGrowth) + oldLength;
         //如果prefGrowth>minGrowth  扩容1.5倍    minGrowth>prefGrowth为需要多少给多少
        if (newLength - MAX_ARRAY_LENGTH <= 0) {
     //MAX_ARRAY_LENGTH为int最大值   表示新数组长度如果小于int的最大值
            return newLength;
        }
        return hugeLength(oldLength, minGrowth);
         //返回int最大值
    }

ArrayList集合底层是数组，怎么优化？
        尽可能少的扩容。因为数组扩容效率比较低，建议在使用ArrayList集合 的时候预估计元素的个数，给定一个初始化容量。

数组优点：
    检索效率比较高。（每个元素占用空间大小相同，内存地址是连续的，知道首元素内存地址，
    然后知道下标，通过数学表达式计算出元素的内存地址，所以检索效率最高。）

数组缺点：
    随机增删元素效率比较低。
    另外数组无法存储大数据量。（很难找到一块非常巨大的连续的内存空间。）

向数组末尾添加元素，效率很高，不受影响。

4.4 -LinkedList实现原理

底层代码

        属性：

    transient int size = 0;//初始长度

    transient Node<E> first;//头节点

    transient Node<E> last;//尾节点

        add方法源码：（jdk1.8与之不同，此处为jdk16）

public boolean add(E e) {
        linkLast(e);
        return true;
    }
--------------------------------------
void linkLast(E e) {
        final Node<E> l = last; //初始为null
        final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
    //参数1：位上一个节点的内存地址,参数2：e为插入的数据,参数3：下一个节点的内存地址
        last = newNode; // 最后节点为新节点
        if (l == null)  //如果newNode的前一个节点为null,则将新节点赋给first
            first = newNode;
        else
            l.next = newNode;  //尾节点下一个节点为新节点
        size++;//大小
        modCount++;//操作数
    }

4.5 -LinkedList和ArrayList 

        LinkedList和ArrayList方法一样，只是底层实现不一样。ArrayList底层为数组存储，LinkedList是以双向链表存储。LinkedList集合没有初始化容量。最初这个链表中没有任何元素。first和last引用都是null。

链表的优点：
    由于链表上的元素在空间存储上内存地址不连续。
    所以随机增删元素的时候不会有大量元素位移，因此随机增删效率较高。
    在以后的开发中，如果遇到随机增删集合中元素的业务比较多时，建议
    使用LinkedList。

链表的缺点：
    不能通过数学表达式计算被查找元素的内存地址，每一次查找都是从头
    节点开始遍历，直到找到为止。所以LinkedList集合检索/查找的效率
    较低。

    ArrayList：把检索发挥到极致。（末尾添加元素效率还是很高的。）
    LinkedList：把随机增删发挥到极致。
    加元素都是往末尾添加，所以ArrayList用的比LinkedList多。

 4.6  -Vector

1、底层也是一个数组。
2、初始化容量：10
3、怎么扩容的？
    扩容之后是原容量的2倍。
    10--> 20 --> 40 --> 80
4、Vector中所有的方法都是线程同步的，都带有synchronized关键字，
是线程安全的。效率比较低，使用较少了。
5、怎么将一个线程不安全的ArrayList集合转换成线程安全的呢？
    使用集合工具类：
        java.util.Collections;
        java.util.Collection 是集合接口。
        java.util.Collections 是集合工具类。
Collections.synchronizedList();//将及格转换为线程安全的。

5 -Set

5.1 -概述

• Set集合也是一个接口，继承自Collection，与List类似，都需要通过实现类来进行操作。

• 特点

  • 不允许包含重复的值

  • 没有索引（就不能使用普通的for循环进行遍历）

import java.util.HashSet;
import java.util.Set;

/**
 * @author Mr.乐
 * @Description Set集合
 */
public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        //使用多态，父类的引用指向子类对象
        Set<String> set = new HashSet<>();

        //添加元素
        set.add("黄固");
        set.add("欧阳锋");
        set.add("段智兴");
        set.add("洪七公");
        set.add("段智兴");
        System.out.println(set);//打印集合
         //[洪七公, 黄固, 欧阳锋, 段智兴]
        //HashSet集合对于元素的读写顺序不做保证
        //相同的元素，多次存储，只能保留一个，并且不会报错
        //List集合可以存储重复元素，Set集合不行
    }
}

         例：双色球

import java.util.Random;
import java.util.TreeSet;

/**
 * @author Mr.乐
 * @Description  双色球 -Set版
 */
public class Demo02 {
    public static void main(String[] args) {
        Random ran = new Random();//创建随机类对象

        int blueBall = ran.nextInt(16) + 1;
//        HashSet<Integer> redBalls = new HashSet<>();//创建集合用来存储红球
        TreeSet<Object> redBalls = new TreeSet<>();//TreeSet集合自带排序规则

        while (redBalls.size() < 6){
            redBalls.add(ran.nextInt(33) + 1);//将当前生成的红球直接存进集合中
            //因为Set集合不能存储重复的元素，所以去重的操作可以省略不做。
        }
        System.out.println("红球：" + redBalls + "篮球 [" + blueBall + "]");
    }
}

5.2 -哈希值

        Set集合的去重原理使用的是哈希值。

哈希值就是JDK根据对象地址 或者 字符串 或者数值 通过自己内部的计算出来的一个整数类型数据

public int hashCode() - 用来获取哈希值，来自于Object顶层类

• 对象的哈希值特点

  • 同一个对象多次调用hashCode()方法，得到的结果是相同的。

  • 默认情况下，不同的对象的哈希值也是不同的（特殊情况除外）

/**
 * @author Mr.乐
 * @Description  哈希值
 */
public class Demo03 {
    public static void main(String[] args) {
        //相同对象哈希值相同
        System.out.println("张三".hashCode());//774889
        System.out.println("张三".hashCode());//774889

        //不同对象哈希值不同
        System.out.println(new Object().hashCode());
        System.out.println(new Object().hashCode());

        //不同的对象的哈希值也有可能相同，例外情况
        System.out.println("辂鹅".hashCode());//1179395
        System.out.println("较鸦".hashCode());//1179395
        System.out.println("辄鸇".hashCode());//1179395
        System.out.println("辅鷨".hashCode());//1179395
    }
}

5.3 -HashSet去重原理

• HashSet集合的特点

  • 底层结构是“哈希表”

  • 集合对于读写顺序不做保证

  • 没有索引

  • Set集合中的内容不能重复

/**
 * @author Mr.乐
 * @Description  HashSet去重原理
 */
public class Demo04 {
    public static void main(String[] args) {
        HashSet<Student> set = new HashSet<>();
        //添加元素
        set.add(new Student("黄固",28));
        set.add(new Student("欧阳锋",38));
        set.add(new Student("段智兴",48));
        set.add(new Student("洪七公",40));
        set.add(new Student("段智兴",48));
        //从程序的角度来考虑，两个段智兴不是同一个对象，都有自己的存储空间，所以哈希值也不一样。
        for (Student stu : set) {
            System.out.println(stu);
        }
        /*
        重写hashcode和equals
        Student{name='段智兴', age=48}
        Student{name='欧阳锋', age=38}
        Student{name='洪七公', age=40}
        Student{name='黄固', age=28}
         */
    }
}

5.4 -LinkedHashSet

• 特点

  • LinkedHashSet是哈希表和链表实现的Set接口，具有可预测的读写顺序。

  • 有链表来保证元素有序

  • 有哈希表来保证元素的唯一性

/**
 * @author Mr.乐
 * @Description LinkedHashSet
 */
public class Demo05 {
    public static void main(String[] args) {
        LinkedHashSet<String> set = new LinkedHashSet<>();

        //添加元素
        set.add("黄固");
        set.add("欧阳锋");
        set.add("段智兴");
        set.add("洪七公");
        set.add("段智兴");//重复的元素不能存进去

        System.out.println(set);//打印集合 [黄固, 欧阳锋, 段智兴, 洪七公]
    }
}

5.5 -TreeSet

1、TreeSet集合底层实际上是一个TreeMap

2、TreeMap集合底层是一个二叉树。

3、放到TreeSet集合中的元素，等同于放到TreeMap集合key部分了。

4、TreeSet集合中的元素：无序不可重复，但是可以按照元素的大小顺序自动排序。

import java.util.TreeSet;
public class TreeSetTest02 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个TreeSet集合
        TreeSet<String> ts = new TreeSet<>();
        // 添加String
        ts.add("zhangsan");
        ts.add("lisi");
        ts.add("wangwu");
        ts.add("zhangsi");
        ts.add("wangliu");
        // 遍历
        for(String s : ts){
            // 按照字典顺序，升序！
            System.out.println(s);

        }
        /*
        lisi
         wangliu
         wangwu
         zhangsan
         zhangsi
         */
        TreeSet<Integer> ts2 = new TreeSet<>();
        ts2.add(100);
        ts2.add(200);
        ts2.add(900);
        ts2.add(800);
        ts2.add(600);
        ts2.add(10);
        for(Integer elt : ts2){
            // 升序！
            System.out.println(elt);
        }
    }
}

5.5.1 -自定义排序规则  

对于自定义的类无法排序，因为类中对象之间没有比较规则，不知道谁大谁小。

/**
 * @author Mr.乐
 * @Description  自定义比较器
 */
import java.util.TreeSet;

public class TreeSetTest04 {
    public static void main(String[] args) {
        Customer c1 = new Customer(32);
        Customer c2 = new Customer(20);
        Customer c3 = new Customer(30);
        Customer c4 = new Customer(25);

        // 创建TreeSet集合
        TreeSet<Customer> customers = new TreeSet<>();
        // 添加元素
        customers.add(c1);
        customers.add(c2);
        customers.add(c3);
        customers.add(c4);

        // 遍历
        for (Customer c : customers){
            System.out.println(c);
        }
    }
}

// 放在TreeSet集合中的元素需要实现java.lang.Comparable接口。
// 并且实现compareTo方法。equals可以不写。
class Customer implements Comparable<Customer>{

    int age;
    public Customer(int age){
        this.age = age;
    }
    // 需要在这个方法中编写比较的逻辑，或者说比较的规则，按照什么进行比较！
    // k.compareTo(t.key)
    // 拿着参数k和集合中的每一个k进行比较，返回值可能是>0 <0 =0
    // 比较规则最终还是由程序员指定的：例如按照年龄升序。或者按照年龄降序。
    @Override
    public int compareTo(Customer c) { // c1.compareTo(c2);
        return c.age - this.age;
    }

    public String toString(){
        return "Customer[age="+age+"]";
    }
}

          匿名内部类方式

public class TreeSetTest05 {
    public static void main(String[] args) {
//        TreeSet<Student> ts = new TreeSet<>();//默认排序规则
        TreeSet<Student> ts = new TreeSet<>(new Comparator<Student>() {
            @Override
            public int compare(Student o1, Student o2) {
                int res = o1.getAge() - o2.getAge();
                return 0 == res ? o1.getName().compareTo(o2.getName()) : res;
                 //三目运算符  等于零用姓名排序
            }
        });//默认排序规则

        //添加元素
        ts.add(new Student("Andy",19));
        ts.add(new Student("Jack",18));
        ts.add(new Student("Tom",21));
        ts.add(new Student("Lucy",17));
        ts.add(new Student("Bob",21)); //当年龄相同时，按照姓名的字典顺序排序

        for (Student stu : ts) {
            System.out.println(stu);
        }
    }
}

Comparable和Comparator怎么选择呢？
    当比较规则不会发生改变的时候，或者说当比较规则只有1个的时候，建议实现Comparable接口。
    如果比较规则有多个，并且需要多个比较规则之间频繁切换，建议使用Comparator接口。

6 -Map 

6.1 -概述

双列集合：用来存储键值对的集合。

• interface Map<K,V> : K(key)键 ，V(value)值

• 将键映射到值的对象，不能出现重复的键，每个键最多可以映射到一个值

1、Map和Collection没有继承关系。
2、Map集合以key和value的方式存储数据：键值对
    key和value都是引用数据类型。
    key和value都是存储对象的内存地址。
    key起到主导的地位，value是key的一个附属品。

例子：

学号（Key）	姓名(Value)
STU001	张三
STU002	李四
STU003	张三

6.2 -Map的基本方法

方法名	说明
V put(K key,V value)	设置键值对
V remove(Object key)	删除元素
void clear()	清空集合
boolean containsKey(Object key)	判断键是否存在，存在则返回true
boolean containsValue(Object value)	判断值是否存在，存在则返回true
boolean isEmpty()	判断集合是否为空
int size()	获取集合元素个数

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

/**
 * @author Mr.乐
 * @Description  集合的基本方法
 */
public class Map01 {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String,String> map = new HashMap<>();

        map.put("STU001","Andy");
        map.put("STU002","Jack");
        map.put("STU003","Tom");
        map.put("STU004","Bob");
        map.put("STU004","Smith");//设置（修改）
        //如果键不存在，则表示添加元素。如果键存在，则表示设置值。

        //删除
        System.out.println(map.remove("STU003"));  //Tom
        //判断是否包含
        System.out.println(map.containsKey("STU003"));  //false
        System.out.println(map.containsKey("STU004"));  //true
        System.out.println("-----------------------");
        System.out.println(map.containsValue("Tom"));  //false
        System.out.println(map.containsValue("Smith")); //true

        System.out.println("-----------------------");
        System.out.println(map.isEmpty());//判断集合是否为空   false
        map.clear();//清空集合
        System.out.println(map.isEmpty()); //true

        System.out.println(map); //{}

    }
}

6.3 -Map集合的获取功能 

import java.util.Collection;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Set;

/**
 * @author Mr.乐
 * @Description
 */
public class map_get {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String,String> map = new HashMap<>();

        map.put("STU001","Andy");
        map.put("STU002","Jack");
        map.put("STU003","Tom");
        map.put("STU004","Bob");

        //get通过键获取值
        System.out.println(map.get("STU003"));
        System.out.println("------------------");
        //keySet 获取所有键的Set集合
        Set<String> keySet = map.keySet();
        System.out.println(keySet);
        //values  获取所有值的Collection集合
        Collection<String> values = map.values();
        System.out.println(values);
        //entrySet  获取所有键值对对象的Set集合
        Set<Map.Entry<String, String>> es = map.entrySet();
        //Map集合通过entrySet()方法转换成的这个Set集合，Set集合中元素的类型是 Map.Entry<K,V>
        //Map.Entry和String一样，都是一种类型的名字，只不过：Map.Entry是静态内部类，是Map中的静态内部类
        System.out.println(es);
         //[STU001=Andy, STU003=Tom, STU002=Jack, STU004=Bob]
         for (Map.Entry<String, String> entry:es){
             System.out.println("key:"+entry.getKey()+"    "+"value:"+entry.getValue());
         }
        /*
        key:STU001    value:Andy
        key:STU003    value:Tom
        key:STU002    value:Jack
        key:STU004    value:Bob
         */
    }
}

6.4 -哈希表

通过 数组 + 链表 实现的一种数据结构

哈希表的构造方法的参数是一个长度为16个元素的数组，通过哈希值 % 16 的值，作为头节点在数组中选择对应的位置，就形成了哈希表。

         注：图转自动力节点。

6.5 -HashMap

        6.5.1 -底层源码

 public class HashMap{
            // HashMap底层实际上就是一个数组。（一维数组）
            Node<K,V>[] table;
            // 静态的内部类HashMap.Node
            static class Node<K,V> {
                final int hash; // 哈希值（哈希值是key的hashCode()方法的执行结果。hash值通过哈希函数/算法，可以转换存储成数组的下标。）
                final K key; // 存储到Map集合中的那个key
                V value; // 存储到Map集合中的那个value
                Node<K,V> next; // 下一个节点的内存地址。
            }
        }

        6.5.2 -特点

1、无序，不可重复。
    为什么无序？ 因为不一定挂到哪个单向链表上。
    不可重复是怎么保证的？ equals方法来保证HashMap集合的key不可重复。
    如果key重复了，value会覆盖。

2、放在HashMap集合key部分的元素其实就是放到HashSet集合中了。
    所以HashSet集合中的元素也需要同时重写hashCode()+equals()方法。

3、HashMap集合的默认初始化容量是16，默认加载因子是0.75
    这个默认加载因子是当HashMap集合底层数组的容量达到75%的时候，数组以二叉树开始扩容。

    重点，记住：HashMap集合初始化容量必须是2的倍数，这也是官方推荐的，
    这是因为达到散列均匀，为了提高HashMap集合的存取效率，所必须的。
   

6.5.3 -注意 

1.向Map集合中存，以及从Map集合中取，都是先调用key的hashCode方法，然后再调用equals方法！

        equals方法有可能调用，也有可能不调用。

        拿put(k,v)举例，什么时候equals不会调用？ k.hashCode()方法返回哈希值， 哈希值经过哈希算法转换成数组下标。 数组下标位置上如果是null，equals不需要执行。 拿get(k)举例，什么时候equals不会调用？ k.hashCode()方法返回哈希值， 哈希值经过哈希算法转换成数组下标。 数组下标位置上如果是null，equals不需要执行。

4.假设将所有的hashCode()方法返回值固定为某个值，那么会导致底层哈希表变成了 纯单向链表。

这种情况我们成为：散列分布不均匀。

什么是散列分布均匀？

假设有100个元素，10个单向链表，那么每个单向链表上有10个节点，这是最好的， 是散列分布均匀的。假设将所有的hashCode()方法返回值都设定为不一样的值，可以吗，有什么问题？ 不行，因为这样的话导致底层哈希表就成为一维数组了，没有链表的概念了。 也是散列分布不均匀。散列分布均匀需要你重写hashCode()方法时有一定的技巧。

7 -Properties

Properties是一个Map集合，继承Hashtable，Properties的key和value都是String类型。 Properties被称为属性类对象。 Properties是线程安全的。

7.1 -方法 

import java.io.IOException;
import java.util.Properties;
import java.util.Set;

/**
 * @author Mr.乐
 * @Description Properties特有方法
 */
public class Properties01 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Properties prop = new Properties();
        final String SRC = "./myConf.ini";//定义配置信息存储路径
//        mySave(prop,SRC);//存储配置文件
        myLoad(prop,SRC);//加载配置文件信息
        //PASSWORD<--->123456
        //DATABASE<--->YX2115
        //PORT<--->3306
        //USERNAME<--->root
    }

    private static void myLoad(Properties prop, String src) throws IOException {
        FileReader fr = new FileReader(src);
        prop.load(fr);//通过流，加载指定路径的配置文件
        fr.close();
        //遍历
        Set<String> keySet = prop.stringPropertyNames();//获取对象键的Set集合
        for (String key : keySet) {
            System.out.println(key + "<--->" + prop.getProperty(key));//通过键拿到值
        }
    }

    private static void mySave(Properties prop, String src) throws IOException {
        //将配置信息存储到对象中
        prop.setProperty("USERNAME","root");
        prop.setProperty("PASSWORD","123456");
        prop.setProperty("DATABASE","YX2115");
        prop.setProperty("PORT","3306");
        //写入文件
        FileWriter fw = new FileWriter(src);//创建输出流对象
        prop.store(fw,"MyDataBase Configure!~");
        fw.close();
    }
}

8 -总结

        本篇文章介绍了集合的常用方法以及个别集合的底层是如何实现的。介绍了集合的继承与实现结构。各个集合的扩容方式及扩容大小以及各个集合的优点和用途。希望大家可以根据本篇文章可以更加深刻的理解java中的集合。