JAVA基础——集合框架（List与Set）

数据结构

什么是数据结构

数据结构就是用来装数据以及数据与之间关系的一种集合。如何把相关联的数据存储到计算机，为后续的分析提供有效的数据源，是数据结构产生的由来。数据结构就是计算机存储、组织数据的方式。好的数据结构，让我们做起事来事半功倍。精心选择的数据结构可以带来更高的计算速度和存储效率。总体来说：数据结构是用来存储数据的结构，而使用特定数据结构，这些存放数据有特定关系。

常见的数据结构

树的话这里暂时不做讨论。

List

ArraryList

ArraryList简单介绍

1．内部基于数组实现的一个集合类。查询比较快，添加和删除相对比较慢

2．猜ArrayList中会有哪些功能（方法）：添加、删除、查询、插入、修改。。。

3．不是同步的（存在线程安全问题）

ArraryList基本使用

基本用法为增删改查，ArraryList特点为查找快，增删慢。有序可重复。

基本使用语法示例：

   ArrayList list = new ArrayList();
        list.add(1);//添加元素
        list.add(2);
        list.add(3);
        list.add(4);
        list.add(5);
        list.add(6);
        list.add(7);
        list.add(8);
        list.add("哈哈");
        list.add("jack");
        list.add("james");
        list.add(new User("rose", "12"));
        list.add(new User("ducan", "32"));
        list.add(new User("Vicotr", "22"));
        list.remove("哈哈");//删除“哈哈”
        list.remove(2);//删除索引为2的元素
        list.set(2,"哈哈");//在索引为2处插入哈哈
        list.get(5);//获取索引为5处的元素

遍历方法

普通循环

代码示例：

 System.out.println("=================普通for=================");
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            System.out.println(list.get(i));
        }

加强循环

代码示例：

System.out.println("=================增强for=================");
        for (Object e : list) {
            System.out.println(e);
        }

单向迭代

代码示例:

  System.out.println("=================单向迭代器=================");
        // 获得迭代器 - 单向迭代器
        Iterator iterator = list.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            Object o = iterator.next();//next
            System.out.println(o);
        }

双向迭代

代码示例：

  System.out.println("=================双向迭代器=================");
        //获取双向迭代器的方式
        ListIterator listIterator = list.listIterator();
        while (listIterator.hasNext()) {
            System.out.println(listIterator.next());
        }
        while (listIterator.hasPrevious()) {
            System.out.println(listIterator.previous());
        }

LinkedList

LinkedList基本使用

与ArraryList一致，基本的增删改查都是调用相同的方法，此处便不再再次给出代码。读者可自行参考上方的ArraryList。特点:有序可重复，增删快，查询慢。

遍历方法

普通循环

代码示例

  System.out.println("=================普通for=================");
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            System.out.println(list.get(i));
        }

加强循环

代码示例

  System.out.println("=================增强for=================");
        for (Object e : list) {
            System.out.println(e);
        }

单项迭代

System.out.println("=================单向迭代器=================");
        // 获得迭代器 - 单向迭代器
        Iterator iterator = list.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            Object o = iterator.next();//next
            System.out.println(o);
        }

双向迭代

    }
        System.out.println("=================双向迭代器=================");
        //获取双向迭代器的方式
        ListIterator listIterator = list.listIterator();
        while (listIterator.hasNext()) {
            System.out.println(listIterator.next());
        }
        while (listIterator.hasPrevious()) {
            System.out.println(listIterator.previous());
        }

List相关思维导图

Set

HashSet

HashSet简介

1.不能够添加重复元素

2．无序（不保证和添加和打印顺序一致）

如何判断元素是否重复：

1.通过添加进去的元素的hashCode+eqauls 两者进行比较

2．如果两个对象的hashCode相等并且两个对象调用equals结果是true 才认为两个元素重复

HashSet基本方法

调用语法与List相同，遍历方式为两种。

增强for循环

代码示例：

  System.out.println("===================遍历set 增强for=========================");
        for (Object e:hashset1){
            System.out.println(e);
        }

单向迭代

代码示例：

 System.out.println("===================遍历set 迭代器=========================");
        Iterator iterator=hashset1.iterator();
        while (iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.hasNext());
        }//hashset没有双向迭代

LinkedHashSet

特点：有序不可重复。相关方法调用与HashSet一样。

代码示例:

/**
 * 有序不可重复
 * @author XM
 *
 */
public class LinkedHashSetTest {

	public static void main(String[] args) {

		LinkedHashSet set = new LinkedHashSet(); 
		set.add("zs");
		set.add("ls");
		boolean result = set.add("zs");
		System.out.println(result);
		set.add("ww");
		set.add("zl");
		System.out.println(set);
	}

}

TreeSet（排序，不可重复）

TreeSet简介

1．无序：不保证（不记录）我们的添加顺序；但是排序了

2．不重复：不能够添加重复元素（多个心眼）如何判断重复的呢？

3．感觉内部存储有一定的顺序

**注意：TreeSet一旦添加了第一个元素后就不能添加其它数据类型的元素了，只能添加相同数据类型的元素，除非将容器中所有的元素全部清空，才能添加新的数据类型的元素

TreeSet结构分析

1．TreeSet内部是按照大小进行排序的，大小有对象与对象之间比较进行决定的

2．设计TreeSet之前：Java设计了一个接口Comparable接口，其中提供了对象之间比较的方法CompareTo

3．TreeSet会调用对象的CompareTo方法，比较对象，所以我们放入的对象需实现Comparable

自然排序与定制排序（比较器）

自然排序

什么是自然排序

1．例如：大家排队，按照高矮个排队，那么同学们自己相互之间就能进行对比，每个对象具备自我比较判断的能力，称之为自然排序

*Comparable*中API**文档中的描述：

2．此接口强行对实现它的每个类的对象进行整体排序。这种排序被称为类的自然排序，类的 compareTo 方法被称为它的自然比较方法

**理解：如果一个类实现了Comparable接口，可以认为这个类的对象具有自然排序的能力（本质就是这个对象可以调用比较的方法compareTo），这种比较和排序的规则就是自然排序

代码示例：

@Override
public int compareTo(Object o) {
	if(o==null){
		return 0;
	}
	Student stu = (Student)o;
	if(this.age>stu.age){//如果大于的时候返回负数表示降序，返回负数表示升序
		return -1;
	}else if(this.age<stu.age){//如果大于的时候返回负数表示降序，返回负数表示升序
		return 1;
	}else{//如果年龄不大于也不小于说明等于，那么有名字来决定对象是否相同String已经写好排序规则
		return this.name.compareTo(stu.name);
	}
}

测试代码：

TreeSet ts = new TreeSet();
Student stu1 = new Student("XXX",20);
Student stu2 = new Student("XXX",20);
ts.add(stu1);
ts.add(stu2);
System.out.println(ts.size());
System.out.println(ts);

定制排序

1、什么是定制排序

定制排序，相当于给容器提供了一个裁判：例如操场就是一个容器，那么体育老师就是这个裁判，每个同学进入操场同学们相互之间可以比较谁比较帅，或者不可以比较谁帅都可以，有了老师这个裁判，老师可以负责比较每一位同学

2、为什么需要定制排序

(1) 原来的比较规则不符合所有人的使用需求

(2) 不存在比较规则的对象，无法放入容器，我可以给容器提供定制比较器

3、定制排序如何实现

(1) Comparator 是一个比较器的接口（标准），必须得有进行比较的方法：compare(Object o1,Object o2);

(2) 自定义一个类实现Comparator接口，其中写比较规则 ---> 比较器的模板，我们现在需要的是一个具体的比较器对象

代码示例：

public class MyComparator implements Comparator{
	@Override
	public int compare(Object o1, Object o2) {
		if(o1==null||o2==null){//判断，若两个有一个为null都直接返回
			return 0;
		}
		if(o1 instanceof Student && o2 instanceof Student){//如果类型匹配才转换
			Student stu1 = (Student)o1;
			Student stu2 = (Student)o2;
			if(stu1.age>stu2.age){//先判断年龄后判断姓名
				return 1;
			}else if(stu1.age<stu2.age){
				return -1;
			}else{
				return stu1.name.compareTo(stu2.name);
			}
		}
		return 0;
	}
}

测试代码

MyComparator mc = new MyComparator();
TreeSet ts = new TreeSet(mc);
Student stu1 = new Student("XXX",19);
Student stu2 = new Student("OOO",18);
Student stu3 = new Student("YYY",18);
Student stu4 = new Student("ZZZ",18);
Student stu5 = new Student("QQQ",18);
ts.add(stu1);
ts.add(stu2);
ts.add(stu3);
ts.add(stu4);
ts.add(stu5);
System.out.println(ts.size());
System.out.println(ts);