十、Java集合 ★ ✔（模块18-20）【泛型、通配符、List、Set、TreeSet、自然排序和比较器排序、Collections、可变参数、Map】

day05 泛型,数据结构,List,Set

今日目标

泛型使用
数据结构
List
Set

1 泛型

1.1 泛型的介绍 ★

泛型是一种类型参数，专门用来保存类型用的
- 最早接触泛型是在ArrayList，这个E就是所谓的泛型了。使用ArrayList时，只要给E指定某一个类型，里面所有用到泛型的地方都会被指定对应的类型

1.2 使用泛型的好处 ★

不用泛型带来的问题
- 集合若不指定泛型，默认就是Object。存储的元素类型自动提升为Object类型。获取元素时得到的都是Object，若要调用特有方法需要转型，给我们编程带来麻烦.
使用泛型带来的好处
- 可以在编译时就对类型做判断，避免不必要的类型转换操作，精简代码，也避免了因为类型转换导致的代码异常

 //泛型没有指定类型，默认就是Object
ArrayList list = new ArrayList();
list.add("Hello");
list.add("World");
list.add(100);
list.add(false);
//集合中的数据就比较混乱，会给获取数据带来麻烦
for (Object obj : list) {
    String str = (String) obj;
    //当遍历到非String类型数据，就会报异常出错
    System.out.println(str + "长度为：" + str.length());
}

1.3 泛型的注意事项

泛型在代码运行时，泛型会被擦除。后面学习反射的时候，可以实现在代码运行的过程中添加其他类型的数据到集合
- 泛型只在编译时期限定数据的类型 , 在运行时期会被擦除

1.4 自定义泛型类 ★

当一个类定义其属性的时候，不确定具体是什么类型时，就可以使用泛型表示该属性的类型
定义的格式
- 在类型名后面加上一对尖括号，里面定义泛型。一般使用一个英文大写字母表示，如果有多个泛型使用逗号分隔
- public class 类名<泛型名>{ … }
```
举例 : 
public class Student<X,Y>{  
    X  xObj; 
} 
```
泛型的确定
- 当创建此泛型类是 , 确定泛型类中泛型的具体数据类型
练习

package com.itheima.genericity_demo.genericity_class;

import java.time.Period;

/*
    需求 : 定义一个人类，定义一个属性表示爱好，但是具体爱好是什么不清楚，可能是游泳，乒乓，篮球。
 */
public class GenericityDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Person<BasketBall> person = new Person<>();
        person.setHobby(new BasketBall());

        Person<Swim> person2 = new Person<>();
        person2.setHobby(new Swim());

        Person person3 = new Person<>();// 如果没有指定泛型 , 那么默认使用Object数据类型
    }
}

class Person<H> {
    // 定义属性表达爱好
    private H hobby;


    public H getHobby() {
        return hobby;
    }

    public void setHobby(H hobby) {
        this.hobby = hobby;
    }
}

class Swim {
}

class PingPang {
}

class BasketBall {
}

1.3 自定义泛型接口

当定义接口时，内部方法中其参数类型，返回值类型不确定时，就可以使用泛型替代了。
定义泛型接口
- 在接口后面加一对尖括号 , 尖括号中定义泛型 , 一般使用大写字母表示, 多个泛型用逗号分隔
- public interface<泛型名> { … }
- 举例 :
```
public interface Collection<E>{
	public boolean add(E e);
} 
```
泛型的确定
- 实现类去指定泛型接口的泛型
- 实现了不去指定泛型接口的泛型 , 进行延续泛型 , 回到泛型类的使用

package com.itheima.genericity_demo.genericity_interface;
/*
    需求:
    模拟一个Collection接口，表示集合，集合操作的数据不确定。
    定义一个接口MyCollection具体表示。

 */
// 泛型接口
public interface MyCollection<E> {
    // 添加功能
    public abstract void add(E e);
    // 删除功能
    public abstract void remove(E e);
}

// 指定泛型的第一种方式 : 让实现类去指定接口的泛型
class MyCollectionImpl1 implements MyCollection<String>{
    @Override
    public void add(String s) {

    }
    @Override
    public void remove(String s) {

    }
}
// 指定泛型的第二种方式 : 实现类不确定泛型,延续泛型,回到泛型类的使用
class MyCollectionImpl2<E> implements MyCollection<E>{

    @Override
    public void add(E a) {

    }

    @Override
    public void remove(E a) {

    }
}

1.4 自定义泛型方法

当定义方法时，方法中参数类型，返回值类型不确定时，就可以使用泛型替代了
泛型方法的定义
- 可以在方法的返回值类型前定义泛型
- 格式 : public <泛型名> 返回值类型方法名(参数列表){ … }
- 举例 : public void show(T t) { … }
泛型的确定
- 当调用一个泛型方法 , 传入的参数是什么类型, 那么泛型就会被确定

练习

package com.itheima.genericity_demo.genericity_method;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // Collection集合中 : public <T> T[] toArray(T[] a) : 把集合中的内容存储到一个数组中 , 进行返回
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("abc");
        list.add("ads");
        list.add("qwe");
        String[] array = list.toArray(new String[list.size()]);
        System.out.println(Arrays.toString(array));
    }

    // 接收一个集合 , 往集合中添加三个待指定类型的元素
    public static <X> void addElement(ArrayList<X> list, X x1, X x2, X x3) {
        list.add(x1);
        list.add(x2);
        list.add(x3);
    }
}

1.5 通配符 ★

当我们对泛型的类型确定不了，而是表达的可以是任意类型，可以使用泛型通配符给定

符号就是一个问号：? 表示任意类型，用来给泛型指定的一种通配值。如下

public static void shuffle(List<?> list){
   //…
} 

说明：该方法时来自工具类Collections中的一个方法，用来对存储任意类型数据的List集合进行乱序

泛型通配符结合集合使用

泛型通配符搭配集合使用一般在方法的参数中比较常见。在集合中泛型是不支持多态的，如果为了匹配任意类型，我们就会使用泛型通配符了。
方法中的参数是一个集合,集合如果携带了通配符，要特别注意如下
- 集合的类型会提升为Object类型
- 方法中的参数是一个集合,集合如果携带了通配符,那么此集合不能进行添加和修改操作 , 可以删除和获取

package com.itheima.genericity_demo;


import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("abc");
        list.add("asd");
        list.add("qwe");
        // 方法的参数是一个集合 , 集合的泛型是一个通配符 , 可以接受任意类型元素的集合
        show(list);
    }

    public static void show(List<?> list) {
        // 如果集合的泛型是一个通配符 , 那么集合中元素以Object类型存在
        Object o = list.get(0);

        // 如果集合的泛型是一个通配符 , 那么此集合不能进行添加和修改操作 , 可以删除和获取
        // list.add(??);

        // 删除可以
        list.remove(0);
        // 获取元素可以
        for (Object o1 : list) {
            System.out.println(o1);
        }
    }
}

package com.itheima.genericity_demo;

import java.util.ArrayList;

/*
    已知存在继承体系：Integer继承Number，Number继承Object。
    定义一个方法，方法的参数是一个ArrayList。
    要求可以接收ArrayList<Integer>,ArrayList<Number>,ArrayList<Object>,ArrayList<String>这些类型的数据。

    结论 : 具体类型的集合,不支持多态 , 要想接收任意类型集合 , 需要使通配符集合
 */
public class Test1 {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Integer> list1 = new ArrayList<>();
        ArrayList<Number> list2 = new ArrayList<>();
        ArrayList<String> list3 = new ArrayList<>();
        ArrayList<Object> list4 = new ArrayList<>();

        useList5(list1);
        useList5(list2);
        useList5(list3);
        useList5(list4);
    }

    // 此方法只能接收存储Integer类型数据的集合
    public static void useList1(ArrayList<Integer> list) {

    }

    // 此方法只能接收存储Number类型数据的集合
    public static void useList2(ArrayList<Number> list) {

    }

    // 此方法只能接收存储String类型数据的集合
    public static void useList3(ArrayList<String> list) {

    }

    // 此方法只能接收存储Object类型数据的集合
    public static void useList4(ArrayList<Object> list) {

    }

    public static void useList5(ArrayList<?> list) {

    }

}

1.6 受限泛型

受限泛型是指，在使用通配符的过程中 , 对泛型做了约束，给泛型指定类型时，只能是某个类型父类型或者子类型

分类 :

泛型的下限 :
- <? super 类型> //只能是某一类型，及其父类型，其他类型不支持
泛型的上限 :
- <? extends 类型> //只能是某一个类型，及其子类型，其他类型不支持

package com.itheima.genericity_demo.wildcard_demo;

import java.util.ArrayList;

/*
  wildcardCharacter

  基于上一个知识点，定义方法
    show1方法，参数只接收元素类型是Number或者其父类型的集合
    show2方法，参数只接收元素类型是Number或者其子类型的集合

 */
public class Test2 {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Integer> list1 = new ArrayList<>();
        ArrayList<Number> list2 = new ArrayList<>();
        ArrayList<Object> list3 = new ArrayList<>();

        show1(list3);
        show1(list2);

        show2(list2);
        show2(list1);
    }
    // 此方法可以接受集合中存储的是Number或者Number的父类型 , 下限泛型
    public static void show1(ArrayList<? super Number> list) {

    }
    // 此方法可以接受集合中存储的是Number或者Number的子类型 , 上限泛型
    public static void show2(ArrayList<? extends Number> list) {

    }
}

2 数据结构

栈结构 : 先进后出
队列结构 : 先进先出
数组结构 : 查询快 , 增删慢
链表结构 : 查询慢 , 增删快
二叉树
- 二叉树 : 每个节点最多有两个子节点
- 二茬查找树 : 每个节点的左子节点比当前节点小 , 右子节点比当前节点大
- 二茬平衡树 : 在查找树的基础上, 每个节点左右子树的高度不超过1
- 红黑树 :
  - 每一个节点或是红色的，或者是黑色的
  - 根节点必须是黑色
  - 如果一个节点没有子节点或者父节点，则该节点相应的指针属性值为Nil，这些Nil视为叶节点，每个叶节点(Nil)是黑色的
  - 不能出现两个红色节点相连的情况
  - 对每一个节点，从该节点到其所有后代叶节点的简单路径上，均包含相同数目的黑色节点
  - 添加元素 :
哈希表结构 :
- 哈希值：是JDK根据对象的地址或者字符串或者数字算出来的int类型的数值
- Object类中有一个方法可以获取对象的哈希值
  public int hashCode()：返回对象的哈希码值
- 对象的哈希值特点
  - 同一个对象多次调用hashCode()方法返回的哈希值是相同的
  - 默认情况下，不同对象的哈希值是不同的。而重写hashCode()方法，可以实现让不同对象的哈希值相同

3 List集合(有序、有索引) ★

List集合是Collection集合子类型，继承了所有Collection中功能，同时List增加了带索引的功能
特点 :
- 元素的存取是有序的【有序】
- 元素具备索引【有索引】
- 元素可以重复存储【可重复】
常见的子类
- ArrayList：底层结构就是数组【查询快，增删慢】
- Vector：底层结构也是数组（线程安全，同步安全的，低效，用的就少)
- LinkedList：底层是链表结构（双向链表）【查询慢，增删快】
List中常用的方法
- public void add(int index, E element): 将指定的元素，添加到该集合中的指定位置上。
- public E get(int index):返回集合中指定位置的元素
- public E remove(int index): 移除列表中指定位置的元素, 返回的是被移除的元素。\
- public E set(int index, E element):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
LinkedList类
- LinkedList底层结构是双向链表。每个节点有三个部分的数据，一个是保存元素数据，一个是保存前一个节点的地址，一个是保存后一个节点的地址。可以双向查询，效率会比单向链表高。
- LinkedList特有方法
  - public void addFirst(E e):将指定元素插入此列表的开头。
  - public void addLast(E e):将指定元素添加到此列表的结尾。
  - public E getFirst():返回此列表的第一个元素。
  - public E getLast():返回此列表的最后一个元素。
  - public E removeFirst():移除并返回此列表的第一个元素。
  - public E removeLast():移除并返回此列表的最后一个元素。

4 Set集合（无序、无索引） ★

Set集合也是Collection集合的子类型，没有特有方法。Set比Collection定义更严谨
特点 :
- 元素不能保证插入和取出顺序（无序）
- 元素是没有索引的(无索引)
- 元素唯一(元素唯一)
Set常用子类
- HashSet：底层由HashMap，底层结构哈希表结构。
  去重，无索引，无序。
  哈希表结构的集合，操作效率会非常高。
- LinkedHashSet:底层结构链表加哈希表结构。
  具有哈希表表结构的特点，也具有链表的特点。
- TreeSet：底层是有TreeMap，底层数据结构红黑树。
  去重，让存入的元素具有排序（升序排序）

day06-排序查找算法,Map集合,集合嵌套,斗地主案例

今日目标 :

TreeSet集合(重点)
排序算法(理解)
查找算法(理解)
Map集合(重点)
集合嵌套(理解)
斗地主案例(理解)

1 TreeSet集合

1.1 集合体系

Collection
- List接口
  - ArrayList类
  - LinkedList类
- Set接口
  - HashSet集合
  - TreeSet集合

1.2 TreeSet特点【去重、并排序】

不包含重复元素的集合[元素唯一]
没有带索引的方法[无索引]
可以按照指定的规则进行排序[可以排序]

1.3 TreeSet集合的练习

package com.itheima.treeset_demo;

import java.util.Iterator;
import java.util.TreeSet;

/*
      1 TreeSet集合练习
            存储Integer类型的整数，并遍历
 */
public class TreeSetDemo {
    public static void main(String[] args) {
        TreeSet<Integer> ts = new TreeSet<>();
        ts.add(10);
        ts.add(10);
        ts.add(20);
        ts.add(10);
        ts.add(30);

        // 迭代器
        Iterator<Integer> it = ts.iterator();
        while(it.hasNext()){
            Integer s = it.next();
            System.out.println(s);
        }

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

        // 增强for
        for (Integer t : ts) {
            System.out.println(t);
        }
    }
}

如果TreeSet存储自定义对象 , 需要对自定义类进行指定排序规则

下列代码没有指定排序规则 , 所以运行会报出错误

package com.itheima.treeset_demo;

public class Student {
    private String name;
    private int age;

    public Student() {
    }

    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}
=============================================================
    
    
package com.itheima.treeset_demo;

import java.util.Iterator;
import java.util.TreeSet;

/*
      TreeSet集合练习
         存储学生对象，并遍历

 */
public class TreeSetDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        TreeSet<Student> ts = new TreeSet<>();

        Student s1 = new Student("dilireba", 19);
        Student s2 = new Student("gulinazha", 20);
        Student s3 = new Student("maerzhaha", 18);

        ts.add(s1);
        ts.add(s2);
        ts.add(s3);

        System.out.println(ts);
    }
}

1.4 排序规则

1.4.1 ★自然排序【对象实现Comparable、重写compareTo】

使用步骤
- 使用空参构造创建TreeSet集合对象
- 存储元素所在的类需要实现Comparable接口
- 重写Comparable接口中的抽象方法 compareTo方法,指定排序规则
compareTo方法如何指定排序规则 :
- 此方法如果返回的是小于0 , 代表的是当前元素较小 , 需要存放在左边
- 此方法如果返回的是大于0 , 代表的是当前元素较大, 需要存放在右边
- 此方法如果返回的是0 , 代表的是当前元素在集合中已经存在 , 不存储

练习 : 存储学生对象, 按照年龄的升序排序，并遍历

package com.itheima.treeset_demo;

public class Student implements Comparable<Student>{
    private String name;
    private int age;

    public Student() {
    }

    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }

    /*

     */
    @Override
    public int compareTo(Student o) {
        /*
            this : 当前要添加的元素
            o    : 集合中已经存在的元素

            如果方法返回值为负数 : 当前元素放左边
            如果方法的返回值为正数  : 当前元素放右边
            如果方法的返回值为0  : 说明当前元素在集合中存在,不存储
         */
        int result = this.age - o.age;
        return result;
    }
}
=====================================================
    
package com.itheima.treeset_demo;
import java.util.Iterator;
import java.util.TreeSet;

/*
      TreeSet集合练习
         存储学生对象，并遍历

 */
public class TreeSetDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        TreeSet<Student> ts = new TreeSet<>();

        Student s1 = new Student("dilireba", 19);
        Student s2 = new Student("gulinazha", 20);
        Student s3 = new Student("maerzhaha", 18);

        ts.add(s1);
        ts.add(s2);
        ts.add(s3);

        System.out.println(ts);
    }
}

对刚才的案例进行改进 , 如果年龄相等 , 那么对学生的名字在字典的顺序排序

package com.itheima.treeset_demo;

public class Student implements Comparable<Student> {
    private String name;
    private int age;

    public Student() {
    }

    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }

    /*

     */
    @Override
    public int compareTo(Student o) {
        /*
            this : 当前要添加的元素
            o    : 集合中已经存在的元素

            如果方法返回值为负数 : 当前元素放左边
            如果方法的返回值为正数  : 当前元素放右边
            如果方法的返回值为0  : 说明当前元素在集合中存在,不存储
         */
        int result = this.age - o.age;
        // 如果年龄相等 , 那么按照名字进行排序
        return result == 0 ? this.name.compareTo(o.name) : age;
    }
}

=============================================================
    
    
package com.itheima.treeset_demo;

import java.util.Iterator;
import java.util.TreeSet;

/*
      TreeSet集合练习
         存储学生对象, 按照年龄的升序排序，并遍历

 */
public class TreeSetDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        TreeSet<Student> ts = new TreeSet<>();

        Student s1 = new Student("dilireba", 19);
        Student s2 = new Student("gulinazha", 20);
        Student s3 = new Student("maerzhaha", 18);
        Student s4 = new Student("ouyangnanan", 18);

        ts.add(s1);
        ts.add(s2);
        ts.add(s3);
        ts.add(s4);

        System.out.println(ts);
    }
}

1.4.2 ★比较器排序【比较器类实现Comparator，并重写compare】

使用步骤
- TreeSet的带参构造方法使用的是 “比较器排序” 对元素进行排序的
- 比较器排序，就是让TreeSet集合构造方法接收Comparator接口的实现类对象
- 重写Comparator接口中的 compare(T o1,T o2)方法 , 指定排序规则
- 注意 : o1代表的是当前往集合中添加的元素 , o2代表的是集合中已经存在的元素,排序原理与自然排序相同!
排序规则
- 排序原理与自然排序相同!
练习

package com.itheima.treeset_demo.comparator_demo;

public class Teacher  {
    private String name;
    private int age;

    public Teacher() {
    }

    public Teacher(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}
======================================
    
package com.itheima.treeset_demo.comparator_demo;

import java.util.Comparator;
import java.util.TreeSet;

/*
      TreeSet集合练习
         存储学生对象, 按照年龄的升序排序，并遍历

 */
public class TreeSetDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        TreeSet<Teacher> ts = new TreeSet<>(new ComparatorImpl());

        Teacher s1 = new Teacher("dilireba", 19);
        Teacher s2 = new Teacher("gulinazha", 20);
        Teacher s3 = new Teacher("maerzhaha", 18);
        Teacher s4 = new Teacher("ouyangnanan", 18);

        ts.add(s1);
        ts.add(s2);
        ts.add(s3);
        ts.add(s4);

        System.out.println(ts);
    }
}

// 比较器排序
class ComparatorImpl implements Comparator<Teacher> {
    @Override
    public int compare(Teacher o1, Teacher o2) {
        int result = o1.getAge() - o2.getAge();
        return result == 0 ? o1.getName().compareTo(o2.getName()) : result;
    }
}

1.4.3 两种排序的区别

自然排序：自定义类实现Comparable接口，重写compareTo方法，根据返回值进行排序。
比较器排序：创建TreeSet对象的时候传递Comparator的实现类对象，重写compare方法，根据返回值进行排序。
如果Java提供好的类已经定义了自然排序排序规则 , 那么我们可以使用比较器排序进行替换
注意 : 如果自然排序和比较器排序都存在 , 那么会使用比较器排序
两种方式中，关于返回值的规则：
- 如果返回值为负数，表示当前存入的元素是较小值，存左边
- 如果返回值为0，表示当前存入的元素跟集合中元素重复了，不存
- 如果返回值为正数，表示当前存入的元素是较大值，存右边

2 Collections单列集合工具类 ★

Collections工具类介绍
- java.util.Collections 是集合的工具类，里面提供了静态方法来操作集合，乱序，排序…

2.1 shuffle方法

public static void shuffle(List<?> list) 对集合中的元素进行打乱顺序。

集合中元素类型可以任意类型

package com.itheima.collections_demo;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;

/*
    Collections类 : 操作单列集合的工具类
        public static void shuffle(List<?> list) 对集合中的元素进行打乱顺序
        1 乱序只能对List集合进行乱序
        2 集合中元素类型可以任意类型

        需求 : 定义一个List集合，里面存储若干整数。对集合进行乱序
 */
public class ShuffleDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
        list.add(10);
        list.add(30);
        list.add(50);
        list.add(40);
        list.add(20);

        Collections.shuffle(list);

        System.out.println(list);// 打印集合中的元素
    }
}

2.2 sort方法（只对List结合排序）

public static void sort (List list): 对集合中的元素自然排序

该方法只能对List集合进行排序
从方法中泛型分析可知，集合中元素类型必须是Comparable的子类型

package com.itheima.collections_demo;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.Comparator;

/*
    Collections类 : 单列集合的工具类
        sort方法是一个重载的方法，可以实现自然排序及比较器排序。
        要特别注意的是sort方法只能对List集合进行排序，方法如下：

        public static <T extends Comparable> void sort (List<T> list)

        练习：定义List集合，存储若干整数，进行排序
 */
public class SortDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
        list.add(3);
        list.add(2);
        list.add(4);
        list.add(1);

        // 使用此方法 , 需要集合中存储的元素实现Comparable接口
        Collections.sort(list);

        System.out.println(list);
    }
}

public static void sort (List list, Comparator<? super T> c)

方法只能对List集合排序
对元素的类型没有要求
需要定义一个比较器Comparator （规则和之前TreeSet时一样）

使用场景：

List集合中的元素类型不具备自然排序能力（元素类型没有实现结果 Comparable）
List集合中的元素类型具备自然排序能力，但是排序规则不是当前所需要的。

package com.itheima.collections_demo;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.Comparator;

/*
    Collections类 : 单列集合的工具类
        sort方法是一个重载的方法，可以实现自然排序及比较器排序。
        要特别注意的是sort方法只能对List集合进行排序，方法如下：

        public static <T extends Comparable> void sort (List<T> list) : 只能对集合中的元素自然排序

        需求1：定义一个List集合，存储若干整数，要求对集合进行降序排序
        分析：整数类型Integer具备自然排序能力，但是题目要求降序排序

        需求2：定义一个学生类，属性有姓名，年龄。创建若干对象放到List集合中。要求对List集合中学生对象进行年龄的升序排序。
        分析：自定义类型默认是没有自然排序能力的，我们使用自定义比较器方式排序。


 */
public class SortDemo2 {
    public static void main(String[] args) {

        /*
            需求2：定义一个学生类，属性有姓名，年龄。创建若干对象放到List集合中。要求对List集合中学生对象进行年龄的升序排序。
            分析：自定义类型默认是没有自然排序能力的，我们使用自定义比较器方式排序
        */
        ArrayList<Student> list = new ArrayList<>();
        list.add(new Student("lisi", 24));
        list.add(new Student("zhangsan", 23));

        Collections.sort(list, new Comparator<Student>() {
            @Override
            public int compare(Student o1, Student o2) {
                return o1.getAge() - o2.getAge();
            }
        });
        System.out.println(list);
    }

    /*
        需求1：定义一个List集合，存储若干整数，要求对集合进行降序排序
        分析：整数类型Integer具备自然排序能力，但是题目要求降序排序
     */
    private static void method1() {
        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
        list.add(3);
        list.add(2);
        list.add(4);
        list.add(1);

        // 使用此方法 , 需要集合中存储的元素实现Comparable接口
        Collections.sort(list, new Comparator<Integer>() {
            @Override
            public int compare(Integer o1, Integer o2) {
                return o2 - o1;
            }
        });

        System.out.println(list);
    }
}

3 可变参数

3.1 可变参数介绍

在 JDK5 中提供了可变参数，允许在调用方法时传入任意个参数。可变参数原理就是一个数组形式存在
格式 : 修饰符返回值类型方法名(数据类型… 变量名) { }
举例 : public void show(int … num) : 表达式该方法可以接收任意个整数值 , 原理 : 其实就是一个int类型的数组

3.2 可变参数注意

可变参数只能作为方法的最后一个参数，但其前面可以有或没有任何其他参数。
可变参数本质上是数组，不能作为方法的重载。如果同时出现相同类型的数组和可变参数方法，是不能编译通过的。

3.3 可变参数的使用

调用可变参数方法，可以给出零到任意多个参数，编译器会将可变参数转化为一个数组，也可以直接传递一个数组。
方法内部使用时直接当做数组使用即可

package com.itheima.changevariable_demo;

/*
    1 什么是可变参数
        JDK5中,允许在调用方法时传入任意个参数。可变参数原理就是一个数组形式存在
        格式 : 修饰符 返回值类型 方法名(数据类型… 变量名) {  }
        举例 : public void show(int... num){}

    2 可变参数注意 :
        1) 可变参数只能作为方法的最后一个参数，但其前面可以有或没有任何其他参数。
        2) 可变参数本质上是数组，不能作为方法的重载。如果同时出现相同类型的数组和可变参数方法，是不能编译通过的。

    3 可变参数的使用 :
        调用可变参数的方法 , 可以传入0个到任意个数据 , 编译器会将可变参数转换成一个数组 , 也可以直接传递一个数组
        方法中把可变参数当做一个数组去使用即可


    练习：定义方法可以求任意个整数的和

 */
public class VariableDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        sum();
        sum(1, 2);
        sum(1, 2, 3, 4);
    }
    
    public static void sum(int... num) {// 方法的参数是一个int类型的可变参数
        int sum = 0;// 定义求和变量
        for (int i : num) {
            sum += i;
        }
        System.out.println(sum);
    }
}

3.4 addAll方法（就是一个含有可变参数的方法）

static boolean addAll(Collection<? super T> c , T… elements) : 添加任意多个数据到集合中

该方法就是一个含有可变参数的方法，使用时可以传入任意多个实参，实用方便！
分析 : Collection<? super T> , ? 可以是 T 的类型或者父类型 , 反过来 , T是?类型或者子类型

那么当你确定?的类型,也就是集合的类型 , 就可以往集合中添加此类型或者子类型

package com.itheima.changevariable_demo;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;

/*
    Collections的addAll方法
        static <T> boolean  addAll(Collection<? super T> c , T... elements) : 添加任意多个数据到集合中
        分析： 该方法就是一个含有可变参数的方法，使用时可以传入任意多个实参，实用方便！

        练习：创建一个List集合，使用addAll方法传入若干字符串

 */
public class VariableDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
        Collections.addAll(list, 10, 20, 30, 40);
        System.out.println(list);// [10, 20, 30, 40]
    }
}

4 排序,查找算法

4.1 冒泡排序

冒泡排序 : 将一组数据按照从小到大的顺序进行排序
冒泡排序原理 : 相邻元素两两作比较 , 大的元素往后放

package com.itheima.arraysort_demo.bubblesort_demo;

import java.util.Arrays;

/*
    冒泡排序 : 将一组数据按照从小到大的顺序进行排序
    冒泡排序的原理 : 相邻元素两两作比较 , 大的元素往后放

    需求 : 将数组中的元素 {3,5,2,1,4} 进行升序排序
 */
public class SortDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {3, 5, 2, 1, 4};

//        // 第一轮排序
//        for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
//            if (arr[i] > arr[i + 1]) {
//                int temp = arr[i];
//                arr[i] = arr[i + 1];
//                arr[i + 1] = temp;
//            }
//        }
//
//        System.out.println("第一轮排序:" + Arrays.toString(arr));
//
//
//        // 第二轮排序
//        for (int i = 0; i < arr.length - 2; i++) {
//            if (arr[i] > arr[i + 1]) {
//                int temp = arr[i];
//                arr[i] = arr[i + 1];
//                arr[i + 1] = temp;
//            }
//        }
//
//        System.out.println("第二轮排序:" + Arrays.toString(arr));
//
//
//        // 第三轮排序
//        for (int i = 0; i < arr.length - 2; i++) {
//            if (arr[i] > arr[i + 1]) {
//                int temp = arr[i];
//                arr[i] = arr[i + 1];
//                arr[i + 1] = temp;
//            }
//        }
//
//        System.out.println("第三轮排序:" + Arrays.toString(arr));
//
//
//        // 第四轮排序
//        for (int i = 0; i < arr.length - 2; i++) {
//            if (arr[i] > arr[i + 1]) {
//                int temp = arr[i];
//                arr[i] = arr[i + 1];
//                arr[i + 1] = temp;
//            }
//        }
//
//        System.out.println("第四轮排序:" + Arrays.toString(arr));

		// 优化代码
        for (int j = 0; j < arr.length - 1; j++) {// 比较的轮次
            // 每轮相邻元素比较的次数
            for (int i = 0; i < arr.length - 1 - j; i++) {
                if (arr[i] > arr[i + 1]) {
                    int temp = arr[i];
                    arr[i] = arr[i + 1];
                    arr[i + 1] = temp;
                }
            }
            System.out.println("第" + (j + 1) + "轮排序:" + Arrays.toString(arr));
        }
    }
}

4.2 选择排序

选择排序原理 : 它的工作原理是每一次从待排序的数据元素中选出最小的一个元素，存放在序列的起始位置，然后，再从剩余未排序元素中继续寻找最小元素，然后放到已排序序列的末尾。以此类推，直到全部待排序的数据元素排完。
注意事项 :
- 有n个元素，那么就要比较n-1轮次。
- 每一趟中都会选出一个最值元素，较前一趟少比较一次

package com.itheima.arraysort_demo.selectionsort_demo;
/*
    选择排序工作原理 :
        它的工作原理是每一次从待排序的数据元素中选出最小的一个元素，
        存放在序列的起始位置，然后，再从剩余未排序元素中继续寻找最小元素，然后放到已排序序列的末尾。
        以此类推，直到全部待排序的数据元素排完。

    注意 :
        1 有n个元素，那么就要比较n-1趟。
        2 每一趟中都会选出一个最值元素，较前一趟少比较一次
 */

import java.util.Arrays;

public class SortDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {4, 1, 5, 3, 2};

        // 遍历数组
        for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
            // 记录当前元素和其之后所有元素的最小值索引
            int minIndex = i;

            int min = arr[i];
            for (int j = i; j < arr.length; j++) {
                if (arr[j] < min) {
                    minIndex = j; //  把当前最小值的索引赋值给minIndex
                    min = arr[j];// 替换最小值
                }
            }

            if (i != minIndex) {
                int temp = arr[i];
                arr[i] = arr[minIndex];
                arr[minIndex] = temp;
            }
        }

        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }
}

4.3 二分查找

原理 : 每次去掉一般的查找范围
前提 : 数组必须有序

package com.itheima.arraysort_demo.binarysearch_demo;

/*
    二分查找 :
        原理 : 每次去掉一般的查找范围
        前提 : 数组必须有序
        步骤 :
            1，定义两个变量，表示要查找的范围。默认min = 0 ， max = 最大索引
            2，循环查找，但是min <= max
            3，计算出mid的值
            4，判断mid位置的元素是否为要查找的元素，如果是直接返回对应索引
            5，如果要查找的值在mid的左半边，那么min值不变，max = mid -1.继续下次循环查找
            6，如果要查找的值在mid的右半边，那么max值不变，min = mid + 1.继续下次循环查找
            7，当 min > max 时，表示要查找的元素在数组中不存在，返回-1.
 */
public class BinarySearchDemo {
    public static void main(String[] args) {

        int[] arr = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10};

        int i = binarySearch(arr, 8);
        System.out.println(i);

    }

    public static int binarySearch(int[] arr, int num) {
        // 定义两个变量，表示要查找的范围。默认min = 0 ， max = 最大索引
        int max = arr.length - 1;
        int min = 0;

        // 2，循环查找，但是min <= max
        while (min <= max) {
            // 3，计算出mid的值
            int mid = (min + max) / 2;

            if (arr[mid] == num) {
                //  4，判断mid位置的元素是否为要查找的元素，如果是直接返回对应索引
                return mid;
            } else if (arr[mid] > num) {
                // 5，如果要查找的值在mid的左半边，那么min值不变，max = mid -1.继续下次循环查找
                max = mid - 1;
            } else if (arr[mid] < num) {
                // 6，如果要查找的值在mid的右半边，那么max值不变，min = mid + 1.继续下次循环查找
                min = mid + 1;
            }
        }

        return -1;
    }
}

5 Map集合

5.1 Map集合的介绍

java.util.Map<K,V> 集合，里面保存的数据是成对存在的，称之为双列集合。存储的数据，我们称为键值对。之前所学的Collection集合中元素单个单个存在的，称为单列集合

5.2 特点

Map<K,V> K：键的数据类型；V：值的数据类型
特点 :
- 键不能重复，值可以重复
- 键和值是一一对应的，通过键可以找到对应的值
- （键 + 值）一起是一个整体我们称之为“键值对” 或者 “键值对对象”，在Java中叫做“Entry对象”
使用场景
- 凡是要表示一一对应的数据时就可以Map集合
  - 举例 : 学生的学号和姓名 — (itheima001 小智)
  - 举例 : 夫妻的关系 ---- (王宝强马蓉 ) (谢霆锋张柏芝)

5.3 常用实现类

HashMap：
- 此前的HashSet底层实现就是HashMap完成的，HashSet保存的元素其实就是HashMap集合中保存的键，底层结构是哈希表结构，具有键唯一，无序，特点。
LinkedHashMap：
- 底层结构是有链表和哈希表结构，去重，有序
TreeMap：
- 底层是有红黑树，去重，通过键排序

5.4 常用的方法

public V put(K key, V value): 把指定的键与指定的值添加到Map集合中。
public V remove(Object key): 把指定的键所对应的键值对元素在Map集合中删除，返回被删除元素的值。
public V get(Object key) 根据指定的键，在Map集合中获取对应的值。
public Set keySet(): 获取Map集合中所有的键，存储到Set集合中。
public boolean containKey(Object key):判断该集合中是否有此键。

package com.itheima.map_demo.mapmethod_demo;

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

/*
    Map中常用方法 :
        public V put(K key, V value):  把指定的键与指定的值添加到Map集合中
        public V remove(Object key): 把指定的键 所对应的键值对元素 在Map集合中删除，返回被删除元素的值
        public V get(Object key) 根据指定的键，在Map集合中获取对应的值
        public Set<K> keySet(): 获取Map集合中所有的键，存储到Set集合中
        public boolean containKey(Object key): 判断该集合中是否有此键。

     需求 : 将以下数据保存到Map集合中 , 进行测试以上方法
        “文章“       "马伊琍
        “谢霆锋”     “王菲”
        “李亚鹏”     “王菲”

 */
public class MapDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //  创建双列集合对象
        Map<String, String> hm = new HashMap<>();

        // 添加元素
        // public V put(K key, V value):  把指定的键与指定的值添加到Map集合中
        hm.put("文章", "马伊琍");
        hm.put("谢霆锋", "王菲");
        hm.put("李亚鹏", "王菲");

        // public V remove(Object key): 把指定的键 所对应的键值对元素 在Map集合中删除，返回被删除元素的值
        // System.out.println(hm.remove("谢霆锋"));

        // public V get(Object key) 根据指定的键，在Map集合中获取对应的值
        // System.out.println(hm.get("李亚鹏"));

        // public Set<K> keySet(): 获取Map集合中所有的键，存储到Set集合中
//        Set<String> set = hm.keySet();
//        for (String key : set) {
//            System.out.println(key);
//        }

        // public boolean containKey(Object key): 判断该集合中是否有此键。
        // System.out.println(hm.containsKey("李亚鹏"));

        System.out.println(hm);// 打印集合 , 打印的是集合中的元素
    }
}

5.5 Map集合的遍历

第一种方式 : 键找值

  package com.itheima.map_demo.map_test;


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

/*
    创建Map集合对象 , 往集合中添加以下四对元素 , 使用键找值遍历集合

    周瑜 -- 小乔
    孙策 -- 大乔
    刘备 -- 孙尚香
    诸葛亮 -- 黄月英

 */
public class MapTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建集合对象
        Map<String, String> hm = new HashMap<>();

        // 添加元素
        hm.put("周瑜", "小乔");
        hm.put("孙策", "大乔");
        hm.put("刘备", "孙尚香");
        hm.put("诸葛亮", "黄月英");
    
        // 获取健集合
        Set<String> set = hm.keySet();
        
        // 遍历健集合 , 通过键找值
        for (String key : set) {
            String value = hm.get(key);
            System.out.println(key + "---" + value);
        }
    }
}

-第二种方式 : 获取键值对对象 , 在找到键和值

package com.itheima.map_demo.map_test;

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

/*
    需求 :  创建Map集合对象 , 往集合中添加以下三对元素
            使用获取Entry对象集合,在找到键和值 遍历集合

        张无忌 -- 赵敏
        张翠山 -- 殷素素
        张三丰 -- 郭芙

 */
public class MapTest2 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建集合对象
        Map<String, String> hm = new HashMap<>();

        // 添加元素
        hm.put("张无忌", "赵敏");
        hm.put("张翠山", "殷素素");
        hm.put("张三丰", "郭芙");

        // 获取键值对对象集合
        Set<Map.Entry<String, String>> set = hm.entrySet();

        // 遍历键值对对象集合 , 获取每一个键值对对象
        for (Map.Entry<String, String> entry : set) {
            // 通过entry对象获取键
            String key = entry.getKey();
            // 通过entry对象获取值
            String value = entry.getValue();
            System.out.println(key + "--" + value);
        }
    }
}

5.6 HashMap集合

注意 : HashMap集合 , 要想保证键唯一 , 那么键所在的类必须重写hashCode和equals方法

package com.itheima.map_demo.map_test;

public class Student {
    private String name;
    private int age;

    public Student() {
    }

    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;

        Student student = (Student) o;

        if (age != student.age) return false;
        return name != null ? name.equals(student.name) : student.name == null;
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        int result = name != null ? name.hashCode() : 0;
        result = 31 * result + age;
        return result;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}

package com.itheima.map_demo.map_test;
import java.util.HashMap;
import java.util.Set;

/*
    HashMap类 :
        存储数据，每位学生（姓名，年龄）都有自己的家庭住址。
        学生和地址有对应关系，将学生对象和家庭住址存储到map集合中。学生作为键, 家庭住址作为值。
        要求：学生姓名相同并且年龄相同视为同一名学生，不能重复存储
 */
public class HashMapTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 学生作为键, 家庭住址作为值。
        HashMap<Student, String> hm = new HashMap<>();

        hm.put(new Student("迪丽热巴", 18) , "新疆");
        hm.put(new Student("迪丽热巴", 18) , "中国");

        Set<Student> set = hm.keySet();
        for (Student key : set) {
            String value = hm.get(key);
            System.out.println(key + "--" + value);
        }
    }
}

5.7 LinkedHashMap集合(元素唯一、元素有序)

LinkedHashMap类 , 在最底层采用的数据结构 : 是链表+哈希表。
特点 :
- 元素唯一
- 元素有序

package com.itheima.map_demo.map_test;

import java.util.LinkedHashMap;
import java.util.Set;

/*
    LinkedHashMap类 , 在最底层采用的数据结构 : 是链表+哈希表。
    特点 :
        1 元素唯一
        2 有序

    需求 : 创建LinkedHashMap对象 , 添加元素进行验证 元素唯一 , 有序的特点
 */
public class LinkedHashMapTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建集合对象
        LinkedHashMap<Integer, String> linkedHashMap = new LinkedHashMap<>();

        linkedHashMap.put(1, "张三");
        linkedHashMap.put(1, "李四");
        linkedHashMap.put(2, "王五");
        linkedHashMap.put(3, "赵六");

        System.out.println(linkedHashMap);
    }
}

5.8 TreeMap集合

TreeMap的底层是红黑树实现的，有排序的能力，键去重。
可以自然排序（键所在的类要实现Comparable）
若自定义类没有自然排序功能，或自然排序功能不满足要求时。可以自定义比较器排序（Comparator）

package com.itheima.map_demo.map_test;
import java.util.TreeMap;

/*
    需求 :
        定义TreeMap集合存储键值对，键使用Integer，值使用String，存储若干键值对，遍历集合观察结果是否有排序。
 */
public class TreeMapTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        //  定义TreeMap集合存储键值对，键使用Integer，值使用String
        // 创建集合对象
        TreeMap<Integer, String> treeMap = new TreeMap<>();

        treeMap.put(1, "张三");
        treeMap.put(3, "赵六");
        treeMap.put(2, "王五");

        System.out.println(treeMap);
    }
}

package com.itheima.map_demo.map_test;

import java.util.Comparator;
import java.util.TreeMap;

/*
    需求：创建一个TreeMap集合，键是学生对象(Student)，值是籍贯(String)。
    学生属性姓名和年龄, 要求按照年龄进行升序排序并遍历
 */
public class TreeMapTest2 {
    public static void main(String[] args) {
        // 学生作为键, 家庭住址作为值。
        TreeMap<Student, String> tm = new TreeMap<>(new Comparator<Student>() {
            @Override
            public int compare(Student o1, Student o2) {
                return o1.getAge() - o2.getAge();
            }
        });

        tm.put(new Student("迪丽热巴", 18), "新疆");
        tm.put(new Student("迪丽热巴", 16), "中国");

        System.out.println(tm);
    }
}

6 集合嵌套

6.1 List嵌套List

package com.itheima.Collection_nested_demo;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/*
    使用场景举例：一年级有多个班级，每个班级有多名学生。要求保存每个班级的学生姓名，保存一个年级所有的班级信息

    思路：
    可以使用List集合保存一个班级的学生
    可以使用List集合保存所有班级

    因此我们可以定义集合如下：
    班级：List<String>
        举例 :
            List<String> 三年一班 = {迪丽热巴 , 古力娜扎 ,马尔扎哈 ,欧阳娜娜}
            List<String> 三年二班 = {李小璐 , 白百何 , 马蓉}
            List<String> 三年三班 = {林丹 ,文章, 陈赫}

    年级：List<List<String>>
        举例 :
            List<List<String>> 年级 = {三年一班 , 三年二班 , 三年三班}
 */
public class Test3 {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> 三年一班 = new ArrayList<>();
        三年一班.add("迪丽热巴");
        三年一班.add("古力娜扎");
        三年一班.add("马尔扎哈");
        三年一班.add("欧阳娜娜");

        List<String> 三年二班 = new ArrayList<>();
        三年二班.add("李小璐");
        三年二班.add("白百何");
        三年二班.add("马蓉");

        List<String> 三年三班 = new ArrayList<>();
        三年三班.add("林丹");
        三年三班.add("文章");
        三年三班.add("陈赫");

        List<List<String>> 年级 = new ArrayList<>();
        年级.add(三年一班);
        年级.add(三年二班);
        年级.add(三年三班);

        for (List<String> 班级 : 年级) {
            for (String name : 班级) {
                System.out.println(name);
            }
            System.out.println("-----------------");
        }
    }
}

6.2 List嵌套Map

package com.itheima.Collection_nested_demo;

import java.util.*;

/*
    List嵌套Map :

    使用场景举例：一年级有多个班级，每个班级有多名学生。要求保存每个班级的学生姓名，姓名有与之对应的学号，保存一年级所有的班级信息。

    思路：
        1 可以使用Map集合保存一个班级的学生（键是学号，值是名字）
        2 可以使用List集合保存所有班级

    因此我们可以定义集合如下：

    班级：Map<String,String> 键是学号，值是姓名
        举例 :
            Map<String,String> 三年一班 = {it001 = 迪丽热巴 , it002 = 古力娜扎 ,it003 = 马尔扎哈 ,it004 = 欧阳娜娜}
            Map<String,String> 三年二班 = {it001 = 李小璐 , it002 = 白百何 , it003 = 马蓉}
            Map<String,String> 三年三班 = {it001 = 林丹 ,it002 = 文章, it003 = 陈赫}

    年级：List<Map<String,String>>保存每个班级的信息
        举例 :
              List<Map<String,String>> 年级 = {三年一班 , 三年二班 , 三年三班}
 */
public class Test2 {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String, String> 三年一班 = new HashMap<>();
        三年一班.put("it001", "迪丽热巴");
        三年一班.put("it002", "古力娜扎");
        三年一班.put("it003", "马尔扎哈");
        三年一班.put("it004", "欧阳娜娜");


        Map<String, String> 三年二班 = new HashMap<>();
        三年二班.put("it001", "李小璐");
        三年二班.put("it002", "白百何");
        三年二班.put("it003", "马蓉");

        Map<String, String> 三年三班 = new HashMap<>();
        三年三班.put("it001", "林丹");
        三年三班.put("it002", "文章");
        三年三班.put("it003", "陈赫");


        List<Map<String, String>> 年级 = new ArrayList<>();
        年级.add(三年一班);
        年级.add(三年二班);
        年级.add(三年三班);

        for (Map<String, String> 班级 : 年级) {
            Set<String> studentId = 班级.keySet();
            for (String id : studentId) {
                String name = 班级.get(id);
                System.out.println(id + "---" + name);
            }
            System.out.println("=================");
        }
    }
}

6.3 Map嵌套Map

package com.itheima.Collection_nested_demo;

import java.util.*;

/*
    Map嵌套Map

    使用场景举例：一个年级有多个班级，每个班级有多名学生。要求保存每个班级的学生姓名，姓名有与之对应的学号，保存一年级所有的班级信息，班级有与之对应的班级名称。

    思路：
    可以使用Map集合保存一个班级的学生（键是学号，值是名字）

    可以使用Map集合保存所有班级（键是班级名称，值是班级集合信息）

    因此我们可以定义集合如下：
    班级： Map<String,String> 键：学号，值：姓名
        举例 :
            Map<String,String> 三年一班 = {it001 = 迪丽热巴 , it002 = 古力娜扎 ,it003 = 马尔扎哈 ,it004 = 欧阳娜娜}
            Map<String,String> 三年二班 = {it001 = 李小璐 , it002 = 白百何 , it003 = 马蓉}
            Map<String,String> 三年三班 = {it001 = 林丹 ,it002 = 文章, it003 = 陈赫}

    年级： Map<String , Map<String,String>> 键：班级名称，值：具体班级信息
        举例:
            Map<String, Map<String,String>> 年级 = {"三年一班" = 三年一班 , "三年二班" = 三年二班 , "三年三班" = 三年三班 }

 */
public class Test3 {
    public static void main(String[] args) {

        Map<String, String> 三年一班 = new HashMap<>();
        三年一班.put("it001", "迪丽热巴");
        三年一班.put("it002", "古力娜扎");
        三年一班.put("it003", "马尔扎哈");
        三年一班.put("it004", "欧阳娜娜");


        Map<String, String> 三年二班 = new HashMap<>();
        三年二班.put("it001", "李小璐");
        三年二班.put("it002", "白百何");
        三年二班.put("it003", "马蓉");

        Map<String, String> 三年三班 = new HashMap<>();
        三年三班.put("it001", "林丹");
        三年三班.put("it002", "文章");
        三年三班.put("it003", "陈赫");


        Map<String, Map<String, String>> 年级 = new HashMap<>();
        年级.put("三年一班", 三年一班);
        年级.put("三年二班", 三年二班);
        年级.put("三年三班", 三年三班);

        Set<String> 班级名字集合 = 年级.keySet();

        for (String 班级名字 : 班级名字集合) {
            Map<String, String> 班级信息 = 年级.get(班级名字);
            Set<String> 学生学号 = 班级信息.keySet();
            for (String 学号 : 学生学号) {
                String 姓名 = 班级信息.get(学号);
                System.out.println("班级名字:" + 班级名字 + " ,学号:" + 学号 + " , 名字:" + 姓名);
            }
            System.out.println("============");
        }

    }
}

7 斗地主案例

package com.itheima.doudizhu;

import java.util.*;

/*
    按照斗地主的规则，完成洗牌发牌的动作。
    要求完成以下功能：
    准备牌：组装54张扑克牌
    洗牌：54张牌顺序打乱
    发牌：三个玩家参与游戏，三人交替摸牌，每人17张牌，最后三张留作底牌。
    看牌：查看三人各自手中的牌（按照牌的大小排序）、底牌

    规则：手中扑克牌从大到小的摆放顺序：大王,小王,2,A,K,Q,J,10,9,8,7,6,5,4,3

 */
public class DouDiZhu {
    public static void main(String[] args) {
        // 准备牌
        // 键我牌的序号 , 值为牌面
        HashMap<Integer, String> pokers = new HashMap<>();

        // 牌的颜色
        String[] colors = {"♠", "♥", "♣", "♦"};
        String[] numbers = {"2", "A", "K", "Q", "J", "10", "9", "8", "7", "6", "5", "4", "3"};
        int count = 2;
        for (String number : numbers) {// 3
            for (String color : colors) {
                // System.out.println(count + " = " + color + number);
                pokers.put(count, color + number);
                count++;
            }
        }
        pokers.put(0, "大王");
        pokers.put(1, "小王");

        System.out.println(pokers);

        // 洗牌
        Set<Integer> set = pokers.keySet();
        // 创建存储编号的list集合
        List<Integer> list = new ArrayList<>();// {10 , 6 , 8 , 20 , 22 , 11 ... }
        // 把set集合中的元素存储到list集合中
        list.addAll(set);
        // 打乱集合中编号
        Collections.shuffle(list);
        System.out.println(list);

        // 发牌
        TreeSet<Integer> 赌神 = new TreeSet<>();
        TreeSet<Integer> 赌圣 = new TreeSet<>();
        TreeSet<Integer> 赌侠 = new TreeSet<>();
        TreeSet<Integer> 底牌 = new TreeSet<>();
        // 遍历牌的编号
        for (int i = 0; i < list.size() - 3; i++) {
            if (i % 3 == 0) {
                赌神.add(list.get(i));
            } else if (i % 3 == 1) {
                赌圣.add(list.get(i));
            } else {
                赌侠.add(list.get(i));
            }
        }

        底牌.add(list.get(51));
        底牌.add(list.get(52));
        底牌.add(list.get(53));
        System.out.println("赌神:" + 赌神);
        System.out.println("赌圣:" + 赌圣);
        System.out.println("赌侠:" + 赌侠);
        System.out.println("底牌:" + 底牌);


        // 看牌
        // 赌神
        lookPoker(pokers, 赌神, "赌神:  ");

        // 赌圣
        lookPoker(pokers, 赌圣, "赌圣:  ");

        // 赌侠
        lookPoker(pokers, 赌侠, "赌侠:  ");

        // 底牌
        System.out.print("底牌:  ");
        for (Integer integer : 底牌) {
            String poker = pokers.get(integer);
            System.out.print(poker + "\t");
        }

    }

    private static void lookPoker(HashMap<Integer, String> pokers, TreeSet<Integer> 赌神, String s) {
        System.out.print(s);
        for (Integer integer : 赌神) {
            String poker = pokers.get(integer);
            System.out.print(poker + "\t");
        }
        System.out.println();
    }
}

模块18.集合

模块17重点回顾:
  1.wait和notify
    a.wait:线程等待,在等待过程中释放锁,需要其他线程调用notify唤醒
    b.notify:唤醒一条等待的线程,如果多条线程等待,随机一条唤醒
    c.notifyAll:唤醒所有等待线程
  2.Lock:锁
    方法:lock()获取锁   unlock()释放锁
  3.线程池:Executors
    a.获取:static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThread)
    b.提交线程任务:
      submit(Runnable r) 
      submit(Callable c)
    c.Future:接收run或者call方法的返回值
    d.shutDown()关闭线程池
  4.Callable:类似于Runnable
    a.方法:call()设置线程任务,类似于run方法,但是call可以throws异常,以及有返回值
    b.接收返回值:FutureTask 实现了Future接口
      get()获取call方法的返回值
        
模块18重点:
  1.知道集合的特点以及作用
  2.会使用Collection接口中的方法
  3.会使用迭代器迭代集合
  4.会ArrayList以及LinkedList的使用
  5.会使用增强for遍历集合

第一章.集合框架(单列集合)

1.之前我们学了保存数据的有:变量,数组,但是数组定长,所以如果添加一个数据或者删除一个数据,数组并不好使,需要创建新数组,所以接下来我们学一个长度可变的容器,集合
    
2.集合的特点
  a.只能存储引用数据类型的数据
  b.长度可变
  c.集合中有大量的方法,方便我们操作
    
3.分类:
  a.单列集合:一个元素就一个组成部分:
    list.add("张三")
  b.双列集合:一个元素有两部分构成:  key 和 value
    map.put("涛哥","金莲") -> key,value叫做键值对

第二章.Collection接口

1.概述:单列集合的顶级接口
2.使用:
  a.创建:
    Collection<E> 对象名 = new 实现类对象<E>()
  b.<E>:泛型,决定了集合中能存储什么类型的数据,可以统一元素类型
        泛型中只能写引用数据类型,如果不写,默认Object类型,此时什么类型的数据都可以存储了
        <int> 不行
        <Integer> 行
        <Person> 行
      
  c.泛型细节:
    我们等号前面的泛型必须写,等号后面的泛型可以不写,jvm会根据前面的泛型推导出后面的泛型是啥
      
3.常用方法:
  boolean add(E e) : 将给定的元素添加到当前集合中(我们一般调add时,不用boolean接收,因为add一定会成功)
  boolean addAll(Collection<? extends E> c) :将另一个集合元素添加到当前集合中 (集合合并)
  void clear():清除集合中所有的元素
  boolean contains(Object o)  :判断当前集合中是否包含指定的元素
  boolean isEmpty() : 判断当前集合中是否有元素->判断集合是否为空
  boolean remove(Object o):将指定的元素从集合中删除
  int size() :返回集合中的元素个数。
  Object[] toArray(): 把集合中的元素,存储到数组中

public class Demo01Collection {
    public static void main(String[] args) {
        Collection<String> collection = new ArrayList<>();
        //boolean add(E e) : 将给定的元素添加到当前集合中(我们一般调add时,不用boolean接收,因为add一定会成功)
        collection.add("萧炎");
        collection.add("萧薰儿");
        collection.add("彩鳞");
        collection.add("小医仙");
        collection.add("云韵");
        collection.add("涛哥");
        System.out.println(collection);
        //boolean addAll(Collection<? extends E> c) :将另一个集合元素添加到当前集合中 (集合合并)
        Collection<String> collection1 = new ArrayList<>();
        collection1.add("张无忌");
        collection1.add("小昭");
        collection1.add("赵敏");
        collection1.add("周芷若");
        collection1.addAll(collection);
        System.out.println(collection1);

        //void clear():清除集合中所有的元素
        collection1.clear();
        System.out.println(collection1);
        //boolean contains(Object o)  :判断当前集合中是否包含指定的元素
        boolean result01 = collection.contains("涛哥");
        System.out.println("result01 = " + result01);
        //boolean isEmpty() : 判断当前集合中是否有元素->判断集合是否为空
        System.out.println(collection1.isEmpty());
        //boolean remove(Object o):将指定的元素从集合中删除
        collection.remove("涛哥");
        System.out.println(collection);
        //int size() :返回集合中的元素个数。
        System.out.println(collection.size());
        //Object[] toArray(): 把集合中的元素,存储到数组中
        Object[] arr = collection.toArray();
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }
}

第三章.迭代器

1.迭代器基本使用

1.概述:Iterator接口
2.主要作用:遍历集合
3.获取:Collection中的方法:
  Iterator<E> iterator()
4.方法:
  boolean hasNext()  -> 判断集合中有没有下一个元素
  E next()  ->获取下一个元素

public class Demo01Iterator {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("楚雨荨");
        list.add("慕容云海");
        list.add("端木磊");
        list.add("上官瑞谦");
        list.add("叶烁");
        //获取迭代器对象
        Iterator<String> iterator = list.iterator();
        while(iterator.hasNext()){
            String element = iterator.next();
            System.out.println(element);
        }
    }
}

注意:next方法在获取的时候不要连续使用多次

public class Demo02Iterator {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("楚雨荨");
        list.add("慕容云海");
        list.add("端木磊");
        list.add("上官瑞谦");
        list.add("叶烁");
        //获取迭代器对象
        Iterator<String> iterator = list.iterator();
        while(iterator.hasNext()){
            String element = iterator.next();
            System.out.println(element);
            //String element2 = iterator.next();
            //System.out.println(element2);
        }
    }
}

NoSuchElementException:没有可操作的元素异常

2.迭代器迭代过程

int cursor; //下一个元素索引位置
int lastRet = -1;//上一个元素索引位置

3.迭代器底层原理

1.获取Iterator的时候怎么获取的:
  Iterator iterator = list.iterator()
  我们知道Iterator是一个接口,等号右边一定是它的实现类对象
  问题:Iterator接收的到底是哪个实现类对象呢? -> ArrayList中的内部类Itr对象

注意:只有ArrayList使用迭代器的时候Iterator接口才会指向Itr,其他的集合使用迭代器Iterator就指向的不是Itr了
HashSet<String> set = new HashSet<>();
Iterator<String> iterator1 = set.iterator();

4.并发修改异常

需求:定义一个集合,存储 唐僧,孙悟空,猪八戒,沙僧,遍历集合,如果遍历到猪八戒,往集合中添加一个白龙马

public class Demo03Iterator {
    public static void main(String[] args) {
        //需求:定义一个集合,存储 唐僧,孙悟空,猪八戒,沙僧,遍历集合,如果遍历到猪八戒,往集合中添加一个白龙马
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("唐僧");
        list.add("孙悟空");
        list.add("猪八戒");
        list.add("沙僧");

        Iterator<String> iterator = list.iterator();
        while(iterator.hasNext()){
            String element = iterator.next();
            if ("猪八戒".equals(element)){
                list.add("白龙马");
            }
        }
        System.out.println(list);
    }
}

String element = iterator.next();
=========================================
private class Itr implements Iterator<E> {
        int cursor;       // index of next element to return
        int lastRet = -1; // index of last element returned; -1 if no such
    
        /*
          modCount: 实际操作次数
          expectedModCount:预期操作次数
        */
        int expectedModCount = modCount;
    
        @SuppressWarnings("unchecked")
        public E next() {
            checkForComodification();
        } 
    
        final void checkForComodification() {
            if (modCount != expectedModCount)
                throw new ConcurrentModificationException();
        }
}

结论:当预期操作次数和实际操作次数不相等了,会出现"并发修改异常"

我们干了什么事儿,让实际操作次数和预期操作次数不相等了

list.add("白龙马")
====================================
public boolean add(E e) {
    modCount++;//实际操作次数+1
}  
====================================
最终结论:我们调用了add方法,而add方法底层只给modCount++,但是再次调用next方法的时候,并没有给修改后的modCount重新赋值给expectedModCount,导致next方法底层的判断判断出实际操作次数和预期操作次数不相等了,所以抛出了"并发修改异常"

ArrayList中的方法:ListIterator listIterator()

public class Demo03Iterator {
    public static void main(String[] args) {
        //需求:定义一个集合,存储 唐僧,孙悟空,猪八戒,沙僧,遍历集合,如果遍历到猪八戒,往集合中添加一个白龙马
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("唐僧");
        list.add("孙悟空");
        list.add("猪八戒");
        list.add("沙僧");

        //Iterator<String> iterator = list.iterator();
        ListIterator<String> listIterator = list.listIterator();
        while(listIterator.hasNext()){
            String element = listIterator.next();
            if ("猪八戒".equals(element)){
                listIterator.add("白龙马");
            }
        }
        System.out.println(list);
    }
}

使用迭代器迭代集合的过程中,不要随意修改集合长度,容易出现并发修改异常

第四章.数据结构

数据结构是一种具有一定逻辑关系，在计算机中应用某种存储结构，并且封装了相应操作的数据元素集合。它包含三方面的内容，逻辑关系、存储关系及操作。

为什么需要数据结构

随着应用程序变得越来越复杂和数据越来越丰富，几百万、几十亿甚至几百亿的数据就会出现，而对这么大对数据进行搜索、插入或者排序等的操作就越来越慢，数据结构就是用来解	决这些问题的。

数据的逻辑结构指反映数据元素之间的逻辑关系，而与他们在计算机中的存储位置无关：

集合（数学中集合的概念）：数据结构中的元素之间除了“同属一个集合” 的相互关系外，别无其他关系；
线性结构：数据结构中的元素存在一对一的相互关系；
树形结构：数据结构中的元素存在一对多的相互关系；
图形结构：数据结构中的元素存在多对多的相互关系。

数据的物理结构/存储结构：是描述数据具体在内存中的存储（如：顺序结构、链式结构、索引结构、哈希结构）等，一种数据逻辑结构可表示成一种或多种物理存储结构。

数据结构是一门完整并且复杂的课程，那么我们今天只是简单的讨论常见的几种数据结构，让我们对数据结构与算法有一个初步的了解。

1.栈

1.特点:
  先进后出
2.好比:手枪压子弹

2.队列

1.特点:先进先出
2.好比:过安检

3.数组

1.特点:查询快,增删慢
2.查询快:因为有索引,我们可以直接通过索引操作元素
  增删慢:因为数组定长
        a.添加元素:创建新数组,将老数组中的元素复制到新数组中去,在最后添加新元素;要是从中间插入就更麻烦了
                  插入完新元素,后面的元素都要往后移动
        b.删除元素:创建新数组,将老数组中的元素复制到新数组中去,被删除的元素就不复制了;如果要是从之间删除
                  被删除的元素后面的元素都要往前移动

4.链表

1.在集合中涉及到了两种链表
2.单向链表
  a.节点:一个节点分为两部分
    第一部分:数据域(存数据)
    第二部分:指针域(保存下一个节点地址)
  b.特点:前面节点记录后面节点的地址,但是后面节点地址不记录前面节点地址
      
3.双向链表:
  a.节点:一个节点分为三部分
    第一部分:指针域(保存上一个节点地址)
    第二部分:数据域(保存的数据)
    第三部分:指针域(保存下一个节点地址)
  b.特点:
    前面节点记录后面节点地址,后面节点也记录前面节点地址
        
4.链表结构特点:查询慢,增删快

4.1单向链表

a.节点:一个节点分为两部分
  第一部分:数据域(存数据)
  第二部分:指针域(保存下一个节点地址)
b.特点:前面节点记录后面节点的地址,但是后面节点地址不记录前面节点地址

4.2双向链表

  a.节点:一个节点分为三部分
    第一部分:指针域(保存上一个节点地址)
    第二部分:数据域(保存的数据)
    第三部分:指针域(保存下一个节点地址)
  b.特点:
    前面节点记录后面节点地址,后面节点也记录前面节点地址

第五章.List接口

1.概述:是Collection接口的子接口
2.常见的实现类:
  ArrayList LinkedList Vector

第六章.List集合下的实现类

1.ArrayList集合

1.概述:ArrayList是List接口的实现类
2.特点:
  a.元素有序-> 按照什么顺序存的,就按照什么顺序取
  b.元素可重复
  c.有索引-> 可以利用索引去操作元素
  d.线程不安全
      
3.数据结构:数组       
4.常用方法:
  boolean add(E e)  -> 将元素添加到集合中->尾部(add方法一定能添加成功的,所以我们不用boolean接收返回值)
  void add(int index, E element) ->在指定索引位置上添加元素
  boolean remove(Object o) ->删除指定的元素,删除成功为true,失败为false
  E remove(int index) -> 删除指定索引位置上的元素,返回的是被删除的那个元素
  E set(int index, E element) -> 将指定索引位置上的元素,修改成后面的element元素
  E get(int index) -> 根据索引获取元素
  int size()  -> 获取集合元素个数

1.1.ArrayList集合使用

public class Demo01ArrayList {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        //boolean add(E e)  -> 将元素添加到集合中->尾部(add方法一定能添加成功的,所以我们不用boolean接收返回值)
        list.add("铁胆火车侠");
        list.add("喜洋洋");
        list.add("火影忍者");
        list.add("灌篮高手");
        list.add("网球王子");
        System.out.println(list);
        //void add(int index, E element) ->在指定索引位置上添加元素
        list.add(2,"涛哥");
        System.out.println(list);
        //boolean remove(Object o) ->删除指定的元素,删除成功为true,失败为false
        list.remove("涛哥");
        System.out.println(list);
        //E remove(int index) -> 删除指定索引位置上的元素,返回的是被删除的那个元素
        String element = list.remove(0);
        System.out.println(element);
        System.out.println(list);
        //E set(int index, E element) -> 将指定索引位置上的元素,修改成后面的element元素
        String element2 = list.set(0, "金莲");
        System.out.println(element2);
        System.out.println(list);
        //E get(int index) -> 根据索引获取元素
        System.out.println(list.get(0));
        //int size()  -> 获取集合元素个数
        System.out.println(list.size());
    }
}

public class Demo02ArrayList {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("铁胆火车侠");
        list.add("喜洋洋");
        list.add("火影忍者");
        list.add("灌篮高手");
        list.add("网球王子");

        Iterator<String> iterator = list.iterator();
        while(iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }

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

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

        System.out.println("=====================");
        /*
           遍历带有索引集合的快捷键
             集合名.fori
         */
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            System.out.println(list.get(i));
        }

    }
}

public class Demo03ArrayList {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
        list.add(2);
        System.out.println(list);

        /*
          需求:删除2
          remove(Object o) -> 直接删除指定元素
          remove(int index) -> 删除指定索引位置上的元素

          如果remove中直接传递整数,默认调用按照指定索引删除元素的remove
          但是此时list中没有2索引,所以越界

          解决:我们可以将2包装成包装类,变成包装类之后,其父类就是Object了,


         */
        //list.remove(2);
        list.remove(Integer.valueOf(2));
        System.out.println(list);
    }
}

1.2.底层源码分析

1.ArrayList构造方法:
  a.ArrayList() 构造一个初始容量为十的空列表
  b.ArrayList(int initialCapacity) 构造具有指定初始容量的空列表 
      
2.ArrayList源码总结:
  a.不是一new底层就会创建初始容量为10的空列表,而是第一次add的时候才会创建初始化容量为10的空列表
  b.ArrayList底层是数组,那么为啥还说集合长度可变呢?
    ArrayList底层会自动扩容-> Arrays.copyOf    
  c.扩容多少倍?
    1.5倍

ArrayList() 构造一个初始容量为十的空列表
=========================================
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};
Object[] elementData; ->ArrayList底层的那个数组
    
public ArrayList() {
    this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}   

=========================================
list.add("a");

public boolean add(E e) {
    modCount++;
    add(e, elementData, size);// e->要存的元素  elementData->集合数组,长度开始为0,size->0
    return true;
}

private void add(E e->元素, Object[] elementData->集合数组, int s->0) {
    if (s == elementData.length)
        elementData = grow();
    elementData[s] = e;
    size = s + 1;
}

private Object[] grow() {
    return grow(size + 1);
}

private Object[] grow(int minCapacity->1) {
    int oldCapacity = elementData.length;//0
    if (oldCapacity > 0 || elementData != DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
        int newCapacity = ArraysSupport.newLength(oldCapacity,
                minCapacity - oldCapacity, /* minimum growth */
                oldCapacity >> 1           /* preferred growth */);
        return elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
    } else {
        return elementData = new Object[Math.max(DEFAULT_CAPACITY->10, minCapacity->1)];
    }
}
==========================================
假设ArrayList中存了第11个元素,会自动扩容-> Arrays.copyOf

private Object[] grow(int minCapacity) {//11
    int oldCapacity = elementData.length;//10
    if (oldCapacity > 0 || elementData != DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
        int newCapacity(15) = ArraysSupport.newLength(oldCapacity->10,
                minCapacity - oldCapacity->1, /* minimum growth */
                oldCapacity >> 1 ->5          /* preferred growth */);
        return elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
    } else {
        return elementData = new Object[Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity)];
    }
}    


public static int newLength(int oldLength->10, int minGrowth->1, int prefGrowth->5) {
        // preconditions not checked because of inlining
        // assert oldLength >= 0
        // assert minGrowth > 0

        int prefLength = oldLength + Math.max(minGrowth, prefGrowth); // 15
        if (0 < prefLength && prefLength <= SOFT_MAX_ARRAY_LENGTH) {
            return prefLength;
        } else {
            // put code cold in a separate method
            return hugeLength(oldLength, minGrowth);
        }
}

 ArrayList(int initialCapacity) 构造具有指定初始容量的空列表

ArrayList<String> list = new ArrayList<>(5);
==============================================
public ArrayList(int initialCapacity->5) {
    if (initialCapacity > 0) {
        this.elementData = new Object[initialCapacity];//直接创建长度为5的数组
    } else if (initialCapacity == 0) {
        this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
    } else {
        throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
                                           initialCapacity);
    }
}

ArrayList list = new ArrayList() -> 现在我们想用都是new

但是将来开发不会想使用就new集合,都是调用一个方法,查询出很多数据来,此方法返回一个集合,自动将查询出来的数据放到集合中,我们想在页面上展示数据,遍历集合

而且将来调用方法,返回的集合类型,一般都是接口类型

List<泛型> list = 对象.查询方法()

第七章.LinkedList集合

1.概述:LinkedList是List接口的实现类
2.特点:
  a.元素有序
  b.元素可重复
  c.有索引 -> 这里说的有索引仅仅指的是有操作索引的方法,不代表本质上具有索引
  d.线程不安全
      
3.数据结构:双向链表      
    
4.方法:有大量直接操作首尾元素的方法
  - public void addFirst(E e):将指定元素插入此列表的开头。
  - public void addLast(E e):将指定元素添加到此列表的结尾。
  - public E getFirst():返回此列表的第一个元素。
  - public E getLast():返回此列表的最后一个元素。
  - public E removeFirst():移除并返回此列表的第一个元素。
  - public E removeLast():移除并返回此列表的最后一个元素。
  - public E pop():从此列表所表示的堆栈处弹出一个元素。
  - public void push(E e):将元素推入此列表所表示的堆栈。
  - public boolean isEmpty()：如果列表没有元素，则返回true。

public class Demo05LinkedList {
    public static void main(String[] args) {
        LinkedList<String> linkedList = new LinkedList<>();
        linkedList.add("吕布");
        linkedList.add("刘备");
        linkedList.add("关羽");
        linkedList.add("张飞");
        linkedList.add("貂蝉");
        System.out.println(linkedList);

        linkedList.addFirst("孙尚香");
        System.out.println(linkedList);

        linkedList.addLast("董卓");
        System.out.println(linkedList);

        System.out.println(linkedList.getFirst());
        System.out.println(linkedList.getLast());

        linkedList.removeFirst();
        System.out.println(linkedList);

        linkedList.removeLast();
        System.out.println(linkedList);

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

        Iterator<String> iterator = linkedList.iterator();
        while(iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }

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

public E pop():从此列表所表示的堆栈处弹出一个元素。
public void push(E e):将元素推入此列表所表示的堆栈。

public class Demo06LinkedList {
    public static void main(String[] args) {
        LinkedList<String> linkedList = new LinkedList<>();
        linkedList.add("吕布");
        linkedList.add("刘备");
        linkedList.add("关羽");
        linkedList.add("张飞");
        linkedList.add("貂蝉");

        //public E pop():从此列表所表示的堆栈处弹出一个元素。
        linkedList.pop();
        System.out.println(linkedList);
        //public void push(E e):将元素推入此列表所表示的堆栈。
        linkedList.push("涛哥");
        System.out.println(linkedList);
    }
}

1.1 LinkedList底层成员解释说明

1.LinkedList底层成员
  transient int size = 0;  元素个数
  transient Node<E> first; 第一个节点对象
  transient Node<E> last;  最后一个节点对象
  
2.Node代表的是节点对象
   private static class Node<E> {
        E item;//节点上的元素
        Node<E> next;//记录着下一个节点地址
        Node<E> prev;//记录着上一个节点地址

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

1.2 LinkedList中add方法源码分析

LinkedList<String> list = new LinkedList<>();
list.add("a");
list.add("b");    

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++;
}

1.3.LinkedList中get方法源码分析

public E get(int index) {
    checkElementIndex(index);
    return node(index).item;
} 

Node<E> node(int index) {
    // assert isElementIndex(index);

    if (index < (size >> 1)) {
        Node<E> x = first;
        for (int i = 0; i < index; i++)
            x = x.next;
        return x;
    } else {
        Node<E> x = last;
        for (int i = size - 1; i > index; i--)
            x = x.prev;
        return x;
    }
}

index < (size >> 1)采用二分思想，先将index与长度size的一半比较，如果index<size/2，就只从位置0往后遍历到位置index处，而如果index>size/2，就只从位置size往前遍历到位置index处。这样可以减少一部分不必要的遍历

第八章.增强for

1.基本使用

1.作用:
  遍历集合或者数组
2.格式:
  for(元素类型 变量名:要遍历的集合名或者数组名){
      变量名就是代表的每一个元素
  }

3.快捷键:集合名或者数组名.for

public class Demo01ForEach {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("张三");
        list.add("李四");
        list.add("王五");
        list.add("赵六");
        for (String s : list) {
            System.out.println(s);
        }

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

        int[] arr = {1,2,3,4,5};
        for (int i : arr) {
            System.out.println(i);
        }
    }
}

2.注意

1.增强for遍历集合时,底层实现原理为迭代器
2.增强for遍历数组时,底层实现原理为普通for

所以不管是用迭代器还是使用增强for,在遍历集合的过程中都不要随意修改集合长度,否则会出现并发修改异常

模块19.集合

模块18回顾:
  1.Collection集合:单列集合的顶级接口
    a.add  addAll  clear size  isEmpty  remove  toArray  contains
  2.迭代器:Iterator
    a.获取:iterator方法
    b.方法:
      hasNext()
      next()
    c.并发修改异常:在迭代集合的时候,不能随意修改集合长度
      原因:调用add,只给实际操作次数+1.后面调用next的时候,没有给预期操作次数重新赋值,导致预期操作次数和实际操作次数不相等了
          
   3.数据结构:
     栈:先进后出
     队列:先进先出
     数组:查询快,增删慢
     链表:查询慢,增删快
         
   4.ArrayList
     a.特点:
       元素有序,有索引,元素可重复,线程不安全
     b.数据结构:
       数组
     c.方法:
       add(元素)直接在最后添加元素
       add(索引,元素)在指定索引位置上添加元素
       remove(元素)删除指定元素
       remove(索引)按照指定索引删除元素
       size()获取元素个数
       get(索引)根据索引获取元素
       set(索引,元素)将指定索引位置上的元素修改成我们指定的元素
     d.利用无参构造创建集合对象,第一次add时,会创建一个长度为10的空数组
       超出范围,自动扩容->Arrays.copyOf
       扩容1.5倍
           
   5.LinkedList
     a.特点: 元素有序 有索引(java提供了按照索引操作元素的方法,并不代表本质上拥有索引),元素可重复,线程不安全
         
     b.数据结构:双向链表
     c.方法:有大量直接操作收尾元素的方法
         
   6.增强for:
     a.格式:
       for(元素类型 变量名:集合名或者数组名){
           变量就代表每一个元素
       }

     b.原理:
       遍历集合时,原理为迭代器
       遍历数组时,原理为普通for
           
模块19重点:
  1.会Collections集合工具类的常用方法
  2.会使用泛型
  3.知道HashSet和LinkedHashSet的特点以及使用
  4.知道HashSet将元素去重复的过程

第一章.Collections集合工具类

1.概述:集合工具类
2.特点:
  a.构造私有
  b.方法都是静态的
      
3.使用:类名直接调用
    
4.方法:
  static <T> boolean addAll(Collection<? super T> c, T... elements)->批量添加元素 
  static void shuffle(List<?> list) ->将集合中的元素顺序打乱
  static <T> void sort(List<T> list) ->将集合中的元素按照默认规则排序
  static <T> void sort(List<T> list, Comparator<? super T> c)->将集合中的元素按照指定规则排序

public class Demo01Collections {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        //static <T> boolean addAll(Collection<? super T> c, T... elements)->批量添加元素
        Collections.addAll(list,"张三","李四","王五","赵六","田七","朱八");
        System.out.println(list);
        //static void shuffle(List<?> list) ->将集合中的元素顺序打乱
        Collections.shuffle(list);
        System.out.println(list);
        //static <T> void sort(List<T> list) ->将集合中的元素按照默认规则排序-> ASCII码表
        ArrayList<String> list1 = new ArrayList<>();
        list1.add("c.举头望明月");
        list1.add("a.床前明月光");
        list1.add("d.低头思故乡");
        list1.add("b.疑是地上霜");
        Collections.sort(list1);
        System.out.println(list1);
    }
}

1.方法:static <T> void sort(List<T> list, Comparator<? super T> c)->将集合中的元素按照指定规则排序
    
2.Comparator比较器
  a.方法:
    int compare(T o1,T o2)
                o1-o2 -> 升序
                o2-o1 -> 降序

public class Person {
    private String name;
    private Integer age;

    public Person() {
    }

    public Person(String name, Integer age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public Integer getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(Integer age) {
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}

public class Demo02Collections {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Person> list = new ArrayList<>();
        list.add(new Person("柳岩",18));
        list.add(new Person("涛哥",16));
        list.add(new Person("金莲",20));

        Collections.sort(list, new Comparator<Person>() {
            @Override
            public int compare(Person o1, Person o2) {
                return o1.getAge()-o2.getAge();
            }
        });

        System.out.println(list);
    }
}

1.接口:Comparable接口
2.方法: int compareTo(T o) -> this-o (升序)   o-this(降序)

public class Student implements Comparable<Student>{
    private String name;
    private Integer score;

    public Student() {
    }

    public Student(String name, Integer score) {
        this.name = name;
        this.score = score;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public Integer getScore() {
        return score;
    }

    public void setScore(Integer score) {
        this.score = score;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", score=" + score +
                '}';
    }

    @Override
    public int compareTo(Student o) {
        return this.getScore()-o.getScore();
    }
}

public class Demo03Collections {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Student> list = new ArrayList<>();
        list.add(new Student("涛哥",100));
        list.add(new Student("柳岩",150));
        list.add(new Student("三上",80));
        Collections.sort(list);
        System.out.println(list);
    }
}

Arrays中的静态方法:
  static <T> List<T> asList(T...a) -> 直接指定元素,转存到list集合中

public class Demo04Collections {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = Arrays.asList("张三", "李四", "王五");
        System.out.println(list);
    }
}

第二章.泛型

1.泛型:<>
2.作用:
  统一数据类型,防止将来的数据转换异常
3.注意:
  a.泛型中的类型必须是引用类型
  b.如果泛型不写,默认类型为Object

1.为什么要使用泛型

1.从使用层面上来说:
  统一数据类型,防止将来的数据类型转换异常
2.从定义层面上来看:
  定义带泛型的类,方法等,将来使用的时候给泛型确定什么类型,泛型就会变成什么类型,凡是涉及到泛型的都会变成确定的类型,代码更灵活

public class Demo01Genericity {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList list = new ArrayList();
        list.add("1");
        list.add(1);
        list.add("abc");
        list.add(2.5);
        list.add(true);

        //获取元素中为String类型的字符串长度
        for (Object o : list) {
            String s = (String) o;
            System.out.println(s.length());//ClassCastException
           
        }
    }
}

![](https://gitee.com/zdawdaw/img/raw/master/202407141655484.png" alt=“1706504536249” style=“zoom:80%;” />

2.泛型的定义

2.1含有泛型的类

1.定义:
   public class 类名<E>{
       
   }

2.什么时候确定类型
  new对象的时候确定类型

public class MyArrayList <E>{
    //定义一个数组,充当ArrayList底层的数组,长度直接规定为10
    Object[] obj = new Object[10];
    //定义size,代表集合元素个数
    int size;

    /**
     * 定义一个add方法,参数类型需要和泛型类型保持一致
     *
     * 数据类型为E  变量名随便取
     */
    public boolean add(E e){
        obj[size] = e;
        size++;
        return true;
    }

    /**
     * 定义一个get方法,根据索引获取元素
     */
    public E get(int index){
        return (E) obj[index];
    }

    @Override
    public String toString() {
        return Arrays.toString(obj);
    }
}

public class Demo02Genericity {
    public static void main(String[] args) {
        MyArrayList<String> list1 = new MyArrayList<>();
        list1.add("aaa");
        list1.add("bbb");
        System.out.println(list1);//直接输出对象名,默认调用toString

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

        MyArrayList<Integer> list2 = new MyArrayList<>();
        list2.add(1);
        list2.add(2);
        Integer element = list2.get(0);
        System.out.println(element);
        System.out.println(list2);
    }
}

2.2含有泛型的方法

1.格式:
  修饰符 <E> 返回值类型 方法名(E e)
      
2.什么时候确定类型
  调用的时候确定类型

public class ListUtils {
    //定义一个静态方法addAll,添加多个集合的元素
    public static <E> void addAll(ArrayList<E> list,E...e){
        for (E element : e) {
            list.add(element);
        }
    }

}

public class Demo03Genericity {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list1 = new ArrayList<>();
        ListUtils.addAll(list1,"a","b","c");
        System.out.println(list1);

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

        ArrayList<Integer> list2 = new ArrayList<>();
        ListUtils.addAll(list2,1,2,3,4,5);
        System.out.println(list2);
    }
}

2.3含有泛型的接口

1.格式:
  public interface 接口名<E>{
      
  }
2.什么时候确定类型:
  a.在实现类的时候还没有确定类型,只能在new实现类的时候确定类型了 ->比如 ArrayList
  b.在实现类的时候直接确定类型了 -> 比如Scanner

public interface MyList <E>{
    public boolean add(E e);
}

public class MyArrayList1<E> implements MyList<E>{
    //定义一个数组,充当ArrayList底层的数组,长度直接规定为10
    Object[] obj = new Object[10];
    //定义size,代表集合元素个数
    int size;

    /**
     * 定义一个add方法,参数类型需要和泛型类型保持一致
     *
     * 数据类型为E  变量名随便取
     */
    public boolean add(E e){
        obj[size] = e;
        size++;
        return true;
    }

    /**
     * 定义一个get方法,根据索引获取元素
     */
    public E get(int index){
        return (E) obj[index];
    }

    @Override
    public String toString() {
        return Arrays.toString(obj);
    }
}

public class Demo04Genericity {
    public static void main(String[] args) {
        MyArrayList1<String> list1 = new MyArrayList1<>();
        list1.add("张三");
        list1.add("李四");
        System.out.println(list1.get(0));

    }
}

public interface MyIterator <E>{
    E next();
}

public class MyScanner implements MyIterator<String>{
    @Override
    public String next() {
        return "涛哥和金莲的故事";
    }
}

public class Demo05Genericity {
    public static void main(String[] args) {
        MyScanner myScanner = new MyScanner();
        String result = myScanner.next();
        System.out.println("result = " + result);
    }
}

3.泛型的高级使用

3.1 泛型通配符 ?

public class Demo01Genericity {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list1 = new ArrayList<>();
        list1.add("张三");
        list1.add("李四");

        ArrayList<Integer> list2 = new ArrayList<>();
        list2.add(1);
        list2.add(2);
        
        method(list1);
        method(list2);
    }
    
    public static void method(ArrayList<?> list){
        for (Object o : list) {
            System.out.println(o);
        }
    }

}

3.2 泛型的上限下限

1.作用:可以规定泛型的范围
2.上限:
  a.格式:<? extends 类型>
  b.含义:?只能接收extends后面的本类类型以及子类类型    
3.下限:
  a.格式:<? super 类型>
  b.含义:?只能接收super后面的本类类型以及父类类型

/**
 * Integer -> Number -> Object
 * String -> Object
 */
public class Demo02Genericity {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Integer> list1 = new ArrayList<>();
        ArrayList<String> list2 = new ArrayList<>();
        ArrayList<Number> list3 = new ArrayList<>();
        ArrayList<Object> list4 = new ArrayList<>();

        get1(list1);
        //get1(list2);错误
        get1(list3);
        //get1(list4);错误

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

        //get2(list1);错误
        //get2(list2);错误
        get2(list3);
        get2(list4);
    }

    //上限  ?只能接收extends后面的本类类型以及子类类型
    public static void get1(Collection<? extends Number> collection){

    }

    //下限  ?只能接收super后面的本类类型以及父类类型
    public static void get2(Collection<? super Number> collection){

    }
}

应用场景:

1.如果我们在定义类,方法,接口的时候,如果类型不确定,我们可以考虑定义含有泛型的类,方法,接口

2.如果类型不确定,但是能知道以后只能传递某个类的继承体系中的子类或者父类,就可以使用泛型的通配符

第三章.斗地主案例(扩展案例)

3.1 案例介绍

按照斗地主的规则，完成洗牌发牌的动作。
具体规则：

使用54张牌打乱顺序,三个玩家参与游戏，三人交替摸牌，每人17张牌，最后三张留作底牌。

3.2 案例分析

准备牌：

牌可以设计为一个ArrayList,每个字符串为一张牌。
每张牌由花色数字两部分组成，我们可以使用花色集合与数字集合嵌套迭代完成每张牌的组装。
牌由Collections类的shuffle方法进行随机排序。
发牌

将每个人以及底牌设计为ArrayList,将最后3张牌直接存放于底牌，剩余牌通过对3取模依次发牌。
看牌

直接打印每个集合。

3.3 代码实现

1.创建ArrayList集合-> color -> 专门存花色
2.创建一个ArrayList集合 -> number -> 专门存牌号
3.创建一个ArrayList集合 -> poker -> 专门存花色和牌号组合好的牌面
4.打乱poker
5.创建4个ArrayList集合,分别代表三个玩家,以及存储一个底牌
6.如果index为最后三张,往dipai集合中存
7.如果index%3==0 给p1
8.如果index%3==1 给p2
9.如果index%3==2 给p3
10.遍历看牌

public class Poker {
    public static void main(String[] args) {
        //1.创建ArrayList集合-> color -> 专门存花色
        ArrayList<String> color = new ArrayList<>();
        //2.创建一个ArrayList集合 -> number -> 专门存牌号
        ArrayList<String> number = new ArrayList<>();
        //3.创建一个ArrayList集合 -> poker -> 专门存花色和牌号组合好的牌面
        ArrayList<String> poker = new ArrayList<>();

        color.add("♠");
        color.add("♥");
        color.add("♣");
        color.add("♦");

        for (int i = 2; i <= 10; i++) {
            number.add(i + "");
        }

        number.add("J");
        number.add("Q");
        number.add("K");
        number.add("A");

        //System.out.println(color);
        //System.out.println(number);

        for (String num : number) {
            for (String huaSe : color) {
                String pokerNumber = huaSe + num;
                poker.add(pokerNumber);
            }
        }

        poker.add("😊");
        poker.add("☺");
        //System.out.println(poker);

        //4.打乱poker
        Collections.shuffle(poker);
        //System.out.println(poker);
        //5.创建4个ArrayList集合,分别代表三个玩家,以及存储一个底牌
        ArrayList<String> p1 = new ArrayList<>();
        ArrayList<String> p2 = new ArrayList<>();
        ArrayList<String> p3 = new ArrayList<>();
        ArrayList<String> dipai = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < poker.size(); i++) {
            String s = poker.get(i);
            //6.如果index为最后三张,往dipai集合中存
            if (i >= 51) {
                dipai.add(s);
                //7.如果index%3==0 给p1
            } else if (i % 3 == 0) {
                p1.add(s);
                //8.如果index%3==1 给p2
            } else if (i % 3 == 1) {
                p2.add(s);
                //9.如果index%3==2 给p3
            }else if (i%3==2){
                p3.add(s);
            }
        }

        //10.遍历看牌
        System.out.println("涛哥:"+p1);
        System.out.println("三上:"+p2);
        System.out.println("金莲:"+p3);
        System.out.println("底牌:"+dipai);
    }
}

public class Poker1 {
    public static void main(String[] args) {
        //1.创建数组-> color -> 专门存花色
        String[] color = "♠-♥-♣-♦".split("-");
        //2.创建数组 -> number -> 专门存牌号
        String[] number = "2-3-4-5-6-7-8-9-10-J-Q-K-A".split("-");
        //3.创建一个ArrayList集合 -> poker -> 专门存花色和牌号组合好的牌面
        ArrayList<String> poker = new ArrayList<>();

        //System.out.println(color);
        //System.out.println(number);

        for (String num : number) {
            for (String huaSe : color) {
                String pokerNumber = huaSe + num;
                poker.add(pokerNumber);
            }
        }

        poker.add("😊");
        poker.add("☺");
        //System.out.println(poker);

        //4.打乱poker
        Collections.shuffle(poker);
        //System.out.println(poker);
        //5.创建4个ArrayList集合,分别代表三个玩家,以及存储一个底牌
        ArrayList<String> p1 = new ArrayList<>();
        ArrayList<String> p2 = new ArrayList<>();
        ArrayList<String> p3 = new ArrayList<>();
        ArrayList<String> dipai = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < poker.size(); i++) {
            String s = poker.get(i);
            //6.如果index为最后三张,往dipai集合中存
            if (i >= 51) {
                dipai.add(s);
                //7.如果index%3==0 给p1
            } else if (i % 3 == 0) {
                p1.add(s);
                //8.如果index%3==1 给p2
            } else if (i % 3 == 1) {
                p2.add(s);
                //9.如果index%3==2 给p3
            }else if (i%3==2){
                p3.add(s);
            }
        }

        //10.遍历看牌
        System.out.println("涛哥:"+p1);
        System.out.println("三上:"+p2);
        System.out.println("金莲:"+p3);
        System.out.println("底牌:"+dipai);
    }
}

第四章.红黑树(了解)

集合加入红黑树的目的:提高查询效率
HashSet集合:
  数据结构:哈希表
      jdk8之前:哈希表 = 数组+链表
      jdk8之后:哈希表 = 数组+链表+红黑树 ->为的是查询效率

1. 每一个节点或是红色的,或者是黑色的

2. 根节点必须是黑色

3. 如果一个节点没有子节点或者父节点,则该节点相应的指针属性值为Nil,这些Nil视为叶节点,每个叶节点(Nil)是黑色的

4. 如果某一个节点是红色,那么它的子节点必须是黑色(不能出现两个红色节点相连 的情况)

5. 对每一个节点,从该节点到其所有后代叶节点的简单路径上,均包含相同数目的黑色节点

https://www.cs.usfca.edu/~galles/visualization/RedBlack

第五章.Set集合

1.涛哥总说:Set接口并没有对Collection接口进行功能上的扩充,而且所有的Set集合底层都是依靠Map实现

1.Set集合介绍

Set和Map密切相关的
Map的遍历需要先变成单列集合,只能变成set集合

2.HashSet集合的介绍和使用

1.概述:HashSet是Set接口的实现类
2.特点:
  a.元素唯一
  b.元素无序
  c.无索引
  d.线程不安全
3.数据结构:哈希表
  a.jdk8之前:哈希表 = 数组+链表
  b.jdk8之后:哈希表 = 数组+链表+红黑树
            加入红黑树目的:查询快
4.方法:和Collection一样
5.遍历:
  a.增强for
  b.迭代器

public class Demo01HashSet {
    public static void main(String[] args) {
        HashSet<String> set = new HashSet<>();
        set.add("张三");
        set.add("李四");
        set.add("王五");
        set.add("赵六");
        set.add("田七");
        set.add("张三");
        System.out.println(set);

        //迭代器
        Iterator<String> iterator = set.iterator();
        while(iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }

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

        //增强for
        for (String s : set) {
            System.out.println(s);
        }
    }
}

3.LinkedHashSet的介绍以及使用

1.概述:LinkedHashSet extends HashSet
2.特点:
  a.元素唯一
  b.元素有序
  c.无索引
  d.线程不安全
3.数据结构:
  哈希表+双向链表
4.使用:和HashSet一样

public class Demo02LinkedHashSet {
    public static void main(String[] args) {
        LinkedHashSet<String> set = new LinkedHashSet<>();
        set.add("张三");
        set.add("李四");
        set.add("王五");
        set.add("赵六");
        set.add("田七");
        set.add("张三");
        System.out.println(set);

        //迭代器
        Iterator<String> iterator = set.iterator();
        while(iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }

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

        //增强for
        for (String s : set) {
            System.out.println(s);
        }
    }
}

4.哈希值

1.概述:是由计算机算出来的一个十进制数,可以看做是对象的地址值
2.获取对象的哈希值,使用的是Object中的方法
  public native int hashCode()
    
3.注意:如果重写了hashCode方法,那计算的就是对象内容的哈希值了
    
4.总结:
  a.哈希值不一样,内容肯定不一样
  b.哈希值一样,内容也有可能不一样

public class Person {
    private String name;
    private Integer age;

    public Person() {
    }

    public Person(String name, Integer age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public Integer getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(Integer age) {
        this.age = age;
    }

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

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

public class Demo01Hash {
    public static void main(String[] args) {
        Person p1 = new Person("涛哥", 18);
        Person p2 = new Person("涛哥", 18);
        System.out.println(p1);//com.atguigu.f_hash.Person@4eec7777
        System.out.println(p2);//com.atguigu.f_hash.Person@3b07d329

        System.out.println(p1.hashCode());
        System.out.println(p2.hashCode());

        //System.out.println(Integer.toHexString(1324119927));//4eec7777
        //System.out.println(Integer.toHexString(990368553));//3b07d329

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

        String s1 = "abc";
        String s2 = new String("abc");
        System.out.println(s1.hashCode());//96354
        System.out.println(s2.hashCode());//96354

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

        String s3 = "通话";
        String s4 = "重地";
        System.out.println(s3.hashCode());//1179395
        System.out.println(s4.hashCode());//1179395

    }
}

如果不重写hashCode方法,默认计算对象的哈希值
如果重写了hashCode方法,计算的是对象内容的哈希值

5.字符串的哈希值时如何算出来的

String s = "abc"
byte[] value = {97,98,99}

public int hashCode() {
    int h = hash;
    if (h == 0 && !hashIsZero) {
        h = isLatin1() ? StringLatin1.hashCode(value)
                       : StringUTF16.hashCode(value);
        if (h == 0) {
            hashIsZero = true;
        } else {
            hash = h;
        }
    }
    return h;
}
====================================================
StringLatin1.hashCode(value)底层源码,String中的哈希算法
    
public static int hashCode(byte[] value) {
    int h = 0;
    for (byte v : value) {
        h = 31 * h + (v & 0xff);
    }
    return h;
}

直接跑到StringLatin1.hashCode(value)底层源码,计算abc的哈希值-> 0xff这个十六进制对应的十进制255
任何数据和255做&运算,都是原值
    
第一圈:
  h = 31*0+97 = 97
第二圈:
  h = 31*97+98 = 3105
第三圈:
  h = 31*3105+99 = 96354

问题:在计算哈希值的时候,有一个定值就是31,为啥?
     31是一个质数,31这个数通过大量的计算,统计,认为用31,可以尽量降低内容不一样但是哈希值一样的情况
    
     内容不一样,哈希值一样(哈希冲突,哈希碰撞)

6.HashSet的存储去重复的过程

1.先计算元素的哈希值(重写hashCode方法),再比较内容(重写equals方法)
2.先比较哈希值,如果哈希值不一样,存
3.如果哈希值一样,再比较内容
  a.如果哈希值一样,内容不一样,存
  b.如果哈希值一样,内容也一样,去重复

public class Test02 {
    public static void main(String[] args) {
        HashSet<String> set = new HashSet<>();
        set.add("abc");
        set.add("通话");
        set.add("重地");
        set.add("abc");
        System.out.println(set);//[通话, 重地, abc]

    }
}

7.HashSet存储自定义类型如何去重复

public class Person {
    private String name;
    private Integer age;

    public Person() {
    }

    public Person(String name, Integer age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public Integer getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(Integer age) {
        this.age = age;
    }

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

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

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}

public class Test03 {
    public static void main(String[] args) {
        HashSet<Person> set = new HashSet<>();
        set.add(new Person("涛哥",16));
        set.add(new Person("金莲",24));
        set.add(new Person("涛哥",16));
        System.out.println(set);
    }
}

总结:
1.如果HashSet存储自定义类型,如何去重复呢?重写hashCode和equals方法,让HashSet比较属性的哈希值以及属性的内容
2.如果不重写hashCode和equals方法,默认调用的是Object中的,不同的对象,肯定哈希值不一样,equals比较对象的地址值也不一样,所以此时即使对象的属性值一样,也不能去重复

Map嵌套Map

- JavaSE  集合 存储的是 学号 键，值学生姓名
  - 1  张三
  - 2  李四
- JavaEE 集合 存储的是 学号 键，值学生姓名
  - 1  王五
  - 2  赵六

public class Demo03MapInMap {
    public static void main(String[] args) {
        //1.创建两个map集合
        HashMap<Integer, String> map1 = new HashMap<>();
        map1.put(1,"张三");
        map1.put(2,"李四");

        HashMap<Integer, String> map2 = new HashMap<>();
        map2.put(1,"王五");
        map2.put(2,"赵六");

        HashMap<String, HashMap<Integer, String>> map = new HashMap<>();
        map.put("javase",map1);
        map.put("javaee",map2);

        Set<Map.Entry<String, HashMap<Integer, String>>> set = map.entrySet();
        for (Map.Entry<String, HashMap<Integer, String>> entry : set) {
            HashMap<Integer, String> hashMap = entry.getValue();
            Set<Integer> set1 = hashMap.keySet();
            for (Integer key : set1) {
                System.out.println(key+"..."+hashMap.get(key));
            }
        }
    }
}

模块20.Map集合

模块19回顾:
  1.Collections集合工具类
    方法:
        addAll-> 批量添加元素
        shuffle-> 元素打乱
        sort->排序-> ascii
        sort(集合,比较器)-> 按照指定的顺序排序
  2.泛型:
    a.含有泛型的类:
      public class 类名<E>{}
      new对象的时候确定类型
    b.含有泛型的方法:
      修饰符 <E> 返回值类型 方法名(E e){}
      调用的时候确定类型
    c.含有泛型的接口
      public interface 接口名<E>{}
      在实现类的时候确定类型
      在实现类的时候还没有确定类型,只能new对象的时候确定
    d.泛型通配符
      <? extends 类型> ?接收的泛型类型是后面类的本类以及子类
      <? super 类型> ?接收的泛型类型是后面类的本类以及父类
          
  3.哈希值:计算机计算出来的十进制数,可以看成是对象的地址值
    a.要是没有重写hashCode方法,默认调用Object中的hashCode方法,计算的是对象的哈希值
    b.要是重写了hashCode方法,计算的是对象内容的哈希值
  4.HashSet集合
    特点:  元素唯一  无序 无索引 线程不安全
    数据结构: 哈希表 = 数组+链表+红黑树
   
  5.LinkedHashSet
    特点:元素唯一  有序 无索引 线程不安全  
    数据结构: 哈希表+双向链表
  6.set存储自定义对象怎么去重复 -> 重写hashCode和equals方法
        
  7.去重复过程:先比较元素哈希值,再比较内容
    如果哈希值不一样,存
    如果哈希值一样,再比较内容->哈希值一样,内容不一样,存;哈希值一样,内容一样,去重复
        
模块20重点:
  1.会使用HashMap和LinkedHashMap以及知道他们的特点
  2.会使用Properties属性集
  3.会操作集合嵌套
  4.知道哈希表结构存储元素过程

第一章.Map集合

1.Map的介绍

1.概述:是双列集合的顶级接口
2.元素特点:
  元素都是由key(键),value(值)组成 -> 键值对

2.HashMap的介绍和使用

1.概述:HashMap是Map的实现类
2.特点:
  a.key唯一,value可重复 -> 如果key重复了,会发生value覆盖
  b.无序
  c.无索引
  d.线程不安全
  e.可以存null键null值
3.数据结构:
  哈希表
4.方法:
  V put(K key, V value)  -> 添加元素,返回的是
  V remove(Object key)  ->根据key删除键值对,返回的是被删除的value
  V get(Object key) -> 根据key获取value
  boolean containsKey(Object key)  -> 判断集合中是否包含指定的key
  Collection<V> values() -> 获取集合中所有的value,转存到Collection集合中
      
  Set<K> keySet()->将Map中的key获取出来,转存到Set集合中  
  Set<Map.Entry<K,V>> entrySet()->获取Map集合中的键值对,转存到Set集合中

public class Demo01HashMap {
    public static void main(String[] args) {
        HashMap<String, String> map = new HashMap<>();
        //V put(K key, V value)  -> 添加元素,返回的是被覆盖的value
        String value1 = map.put("猪八", "嫦娥");
        System.out.println(value1);
        String value2 = map.put("猪八", "高翠兰");
        System.out.println(value2);
        System.out.println(map);

        map.put("后裔","嫦娥");
        map.put("二郎神","嫦娥");
        map.put("唐僧","女儿国国王");
        map.put("涛哥","金莲");
        map.put(null,null);
        System.out.println(map);

        //V remove(Object key)  ->根据key删除键值对,返回的是被删除的value
        String value3 = map.remove("涛哥");
        System.out.println(value3);
        System.out.println(map);
        //V get(Object key) -> 根据key获取value
        System.out.println(map.get("唐僧"));
        //boolean containsKey(Object key)  -> 判断集合中是否包含指定的key
        System.out.println(map.containsKey("二郎神"));
        //Collection<V> values() -> 获取集合中所有的value,转存到Collection集合中
        Collection<String> collection = map.values();
        System.out.println(collection);
    }
}

1.概述:LinkedHashMap extends HashMap
2.特点:
  a.key唯一,value可重复 -> 如果key重复了,会发生value覆盖
  b.有序
  c.无索引
  d.线程不安全
  e.可以存null键null值
3.数据结构:
  哈希表+双向链表
4.使用:和HashMap一样

public class Demo02LinkedHashMap {
    public static void main(String[] args) {
        LinkedHashMap<String, String> map = new LinkedHashMap<>();
        map.put("八戒","嫦娥");
        map.put("涛哥","金莲");
        map.put("涛哥","三上");
        map.put("唐僧","女儿国国王");
        System.out.println(map);
    }
}

3.HashMap的两种遍历方式

3.1.方式1:获取key,根据key再获取value

Set<K> keySet()->将Map中的key获取出来,转存到Set集合中

public class Demo03HashMap {
    public static void main(String[] args) {
        HashMap<String, String> map = new HashMap<>();
        map.put("猪八", "嫦娥");
        map.put("猪八", "高翠兰");
        map.put("后裔","嫦娥");
        map.put("二郎神","嫦娥");
        map.put("唐僧","女儿国国王");
        map.put("涛哥","金莲");

        Set<String> set = map.keySet();//获取所有的key,保存到set集合中
        for (String key : set) {
            //根据key获取value
            System.out.println(key+".."+map.get(key));
        }

    }
}

3.2.方式2:同时获取key和value

Set<Map.Entry<K,V>> entrySet()->获取Map集合中的键值对,转存到Set集合中

public class Demo04HashMap {
    public static void main(String[] args) {
        HashMap<String, String> map = new HashMap<>();
        map.put("猪八", "嫦娥");
        map.put("猪八", "高翠兰");
        map.put("后裔","嫦娥");
        map.put("二郎神","嫦娥");
        map.put("唐僧","女儿国国王");
        map.put("涛哥","金莲");

        /*
          Set集合中保存的都是"结婚证"-> Map.Entry
          我们需要将"结婚证"从set集合中遍历出来
         */
        Set<Map.Entry<String, String>> set = map.entrySet();
        for (Map.Entry<String, String> entry : set) {
            String key = entry.getKey();
            String value = entry.getValue();
            System.out.println(key+"..."+value);
        }
    }
}

1.Map存储自定义对象时如何去重复

public class Person {
    private String name;
    private Integer age;

    public Person() {
    }

    public Person(String name, Integer age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public Integer getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(Integer age) {
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }

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

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

public class Demo05HashMap {
    public static void main(String[] args) {
        HashMap<Person, String> map = new HashMap<>();
        map.put(new Person("涛哥",18),"河北省");
        map.put(new Person("三上",26),"日本");
        map.put(new Person("涛哥",18),"北京市");
        System.out.println(map);
    }
}

如果key为自定义类型,去重复的话,重写hashCode和equals方法,去重复过程和set一样一样的
因为set集合的元素到了底层都是保存到了map的key位置上

2.Map的练习

需求:用Map集合统计字符串中每一个字符出现的次数
步骤:
  1.创建Scanner和HashMap
  2.遍历字符串,将每一个字符获取出来
  3.判断,map中是否包含遍历出来的字符 -> containsKey
  4.如果不包含,证明此字符第一次出现,直接将此字符和1存储到map中
  5.如果包含,根据字符获取对应的value,让value++
  6.将此字符和改变后的value重新保存到map集合中
  7.输出

public class Demo06HashMap {
    public static void main(String[] args) {
        //1.创建Scanner和HashMap
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        HashMap<String, Integer> map = new HashMap<>();
        String data = sc.next();
        //2.遍历字符串,将每一个字符获取出来
        char[] chars = data.toCharArray();
        for (char aChar : chars) {
            String key = aChar+"";
            //3.判断,map中是否包含遍历出来的字符 -> containsKey
            if (!map.containsKey(key)){
            //4.如果不包含,证明此字符第一次出现,直接将此字符和1存储到map中
                map.put(key,1);
            }else{
                //5.如果包含,根据字符获取对应的value,让value++
                //6.将此字符和改变后的value重新保存到map集合中
                Integer value = map.get(key);
                value++;
                map.put(key,value);
            }
        }

        //7.输出
        System.out.println(map);
    }
}

3.斗地主_Map版本

public class Demo07Poker {
    public static void main(String[] args) {
        //1.创建数组-> color -> 专门存花色
        String[] color = "♠-♥-♣-♦".split("-");
        //2.创建数组 -> number -> 专门存牌号
        String[] number = "2-3-4-5-6-7-8-9-10-J-Q-K-A".split("-");
        //3.创建map集合,key为序号,value为组合好的牌面
        HashMap<Integer, String> poker = new HashMap<>();
        //4.创建一个ArrayList,专门存储key
        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
        list.add(0);
        list.add(1);

        //5.组合牌,存储到map中
        int key = 2;
        for (String num : number) {
            for (String huaSe : color) {
                String pokerNumber = huaSe+num;
                poker.put(key,pokerNumber);
                list.add(key);
                key++;
            }
        }

        poker.put(0,"😊");
        poker.put(1,"☺");

        //6.洗牌,打乱list集合中的key
        Collections.shuffle(list);
        //7.创建四个list集合
        ArrayList<Integer> p1 = new ArrayList<>();
        ArrayList<Integer> p2 = new ArrayList<>();
        ArrayList<Integer> p3 = new ArrayList<>();
        ArrayList<Integer> dipai = new ArrayList<>();

        //8.发牌
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            Integer key1 = list.get(i);
            if (i>=51){
                dipai.add(key1);
            }else if (i%3==0){
                p1.add(key1);
            }else if (i%3==1){
                p2.add(key1);
            }else if (i%3==2){
                p3.add(key1);
            }
        }

        //9.排序
        Collections.sort(p1);
        Collections.sort(p2);
        Collections.sort(p3);
        Collections.sort(dipai);

        lookPoker("涛哥",p1,poker);
        lookPoker("三上",p2,poker);
        lookPoker("金莲",p3,poker);
        lookPoker("大郎",dipai,poker);
    }

    private static void lookPoker(String name, ArrayList<Integer> list, HashMap<Integer, String> map) {
        System.out.print(name+":");

        for (Integer key : list) {
            String value = map.get(key);
            System.out.print(value+" ");
        }

        System.out.println();
    }
}

第二章.哈希表结构存储过程

1.HashMap底层数据数据结构:哈希表
2.jdk7:哈希表 = 数组+链表
  jdk8:哈希表 = 数组+链表+红黑树
3.
  先算哈希值,此哈希值在HashMap底层经过了特殊的计算得出
  如果哈希值不一样,直接存
  如果哈希值一样,再去比较内容,如果内容不一样,也存
  如果哈希值一样,内容也一样,直接去重复(后面的value将前面的value覆盖)
  
  哈希值一样,内容不一样->哈希冲突(哈希碰撞)
4.要知道的点:
  a.在不指定长度时,哈希表中的数组默认长度为16,HashMap创建出来,一开始没有创建长度为16的数组
  b.什么时候创建的长度为16的数组呢?在第一次put的时候,底层会创建长度为16的数组
  c.哈希表中有一个数据加[加载因子]->默认为0.75(加载因子)->代表当元素存储到百分之75的时候要扩容了->2倍
  d.如果对个元素出现了哈希值一样,内容不一样时,就会在同一个索引上以链表的形式存储,当链表长度达到8并且当前数组长度>=64时,链表就会改成使用红黑树存储
    如果后续删除元素,那么在同一个索引位置上的元素个数小于6,红黑树会变回链表
  e.加入红黑树目的:查询快

外面笔试时可能会问到的变量
default_initial_capacity:HashMap默认容量  16
default_load_factor:HashMap默认加载因子   0.75f
threshold:扩容的临界值   等于   容量*0.75 = 12  第一次扩容
treeify_threshold:链表长度默认值,转为红黑树:8
min_treeify_capacity:链表被树化时最小的数组容量:64

1.问题:哈希表中有数组的存在,但是为啥说没有索引呢?

哈希表中虽然有数组,但是set和map却没有索引,因为存数据的时候有可能在同一个索引下形成链表,如果2索引上有一条链表,那么我们要是按照索引2获取,咱们获取哪个元素呢?所以就取消了按照索引操作的机制

2.问题:为啥说HashMap是无序的,LinkedHashMap是有序的呢?

原因:HashMap底层哈希表为单向链表

LinkedHashMap底层在哈希表的基础上加了一条双向链表

1.HashMap无参数构造方法的分析

//HashMap中的静态成员变量
static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f;
public HashMap() {
    this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR; // all other fields defaulted
}

解析：使用无参数构造方法创建HashMap对象，将加载因子设置为默认的加载因子，loadFactor=0.75F。

2.HashMap有参数构造方法分析

HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) ->创建Map集合的时候指定底层数组长度以及加载因子
    
public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
    if (initialCapacity < 0)
    	throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " +
    initialCapacity);
    if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
    	initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
    if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))
    	throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " +
    loadFactor);
    this.loadFactor = loadFactor;
    this.threshold = tableSizeFor(initialCapacity);//10
}

解析：带有参数构造方法，传递哈希表的初始化容量和加载因子

如果initialCapacity（初始化容量）小于0，直接抛出异常。
如果initialCapacity大于最大容器，initialCapacity直接等于最大容器
- MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30 是最大容量 (1073741824)
如果loadFactor（加载因子）小于等于0，直接抛出异常
tableSizeFor（initialCapacity）方法计算哈希表的初始化容量。
- 注意：哈希表是进行计算得出的容量，而初始化容量不直接等于我们传递的参数。

3.tableSizeFor方法分析

static final int tableSizeFor(int cap) {
    int n = cap - 1;
    n |= n >>> 1;
    n |= n >>> 2;
    n |= n >>> 4;
    n |= n >>> 8;
    n |= n >>> 16;
    return (n < 0) ? 1 : (n >= MAXIMUM_CAPACITY) ? MAXIMUM_CAPACITY : n + 1;
}

8  4  2  1规则->无论指定了多少容量,最终经过tableSizeFor这个方法计算之后,都会遵循8421规则去初始化列表容量为了存取高效，尽量较少碰撞

解析：该方法对我们传递的初始化容量进行位移运算，位移的结果是 8 4 2 1 码

例如传递2，结果还是2，传递的是4，结果还是4。
例如传递3，结果是4，传递5，结果是8，传递20，结果是32。

4.Node 内部类分析

哈希表是采用数组+链表的实现方法，HashMap中的内部类Node非常重要，证明HashSet是一个单向链表

 static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
     final int hash;
     final K key;
     V value;
     Node<K,V> next;
 Node(int hash, K key, V value, Node<K,V> next) {
     this.hash = hash;
     this.key = key;
     this.value = value;
     this.next = next;
}

解析：内部类Node中具有4个成员变量

hash，对象的哈希值
key，作为键的对象
value，作为值得对象（讲解Set集合，不牵扯值得问题）
next，下一个节点对象

5.存储元素的put方法源码

public V put(K key, V value) {
	return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}

解析：put方法中调研putVal方法，putVal方法中调用hash方法。

hash(key)方法：传递要存储的元素，获取对象的哈希值
putVal方法，传递对象哈希值和要存储的对象key

6.putVal方法源码

Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
	if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
		n = (tab = resize()).length;

解析：方法中进行Node对象数组的判断，如果数组是null或者长度等于0，那么就会调研resize()方法进行数组的扩容。

7.resize方法的扩容计算

if (oldCap > 0) {
     if (oldCap >= MAXIMUM_CAPACITY) {
         threshold = Integer.MAX_VALUE;
         return oldTab;
     }
     else if ((newCap = oldCap << 1) < MAXIMUM_CAPACITY &&
              oldCap >= DEFAULT_INITIAL_CAPACITY)
         newThr = oldThr << 1; // double threshold
}

解析：计算结果，新的数组容量=原始数组容量<<1，也就是乘以2。

8.确定元素存储的索引

if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
	 tab[i] = newNode(hash, key, value, null);

解析：i = (数组长度 - 1) & 对象的哈希值，会得到一个索引，然后在此索引下tab[i]，创建链表对象。

不同哈希值的对象，也是有可能存储在同一个数组索引下。

其中resize()扩容的方法,默认是16
 tab[i] = newNode(hash, key, value, null);->将元素放在数组中  i就是索引

 i = (n - 1) & hash
     0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1111->15
                                                    &   0&0=0 0&1=0 1&1=1
     0000 0000 0000 0001 0111 1000 0110 0011->96355
--------------------------------------------------------
     0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011->3

     0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1111->15
                                                    &   0&0=0 0&1=0 1&1=1
     0000 0000 0001 0001 1111 1111 0001 0010->1179410
--------------------------------------------------------
     0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010->2

9.遇到重复哈希值的对象

 Node<K,V> e; K k;
 if (p.hash == hash &&
 	((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
		 e = p;

解析：如果对象的哈希值相同，对象的equals方法返回true，判断为一个对象，进行覆盖操作。

else {
     for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
     	if ((e = p.next) == null) {
     		p.next = newNode(hash, key, value, null);
     	if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
     		treeifyBin(tab, hash);
     	break;
 }

解析：如果对象哈希值相同，但是对象的equals方法返回false，将对此链表进行遍历，当链表没有下一个节点的时候，创建下一个节点存储对象.

第三章.TreeSet

1.概述:TreeSet是Set的实现类
2.特点:
  a.对元素进行排序
  b.无索引
  c.不能存null
  d.线程不安全
  e.元素唯一
3.数据结构:红黑树

构造:
  TreeSet() -> 构造一个新的空 set，该 set 根据其元素的自然顺序进行排序 -> ASCII 
  TreeSet(Comparator<? super E> comparator)构造一个新的空 TreeSet，它根据指定比较器进行排序

public class Person {
    private String name;
    private Integer age;

    public Person() {
    }

    public Person(String name, Integer age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public Integer getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(Integer age) {
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }

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

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

public class Demo01TreeSet {
    public static void main(String[] args) {
        TreeSet<String> set1 = new TreeSet<>();
        set1.add("c.白毛浮绿水");
        set1.add("a.鹅鹅鹅");
        set1.add("b.曲项向天歌");
        set1.add("d.红掌拨清波");
        System.out.println(set1);

        System.out.println("=====================");
        TreeSet<Person> set2 = new TreeSet<>(new Comparator<Person>() {
            @Override
            public int compare(Person o1, Person o2) {
                return o1.getAge()-o2.getAge();
            }
        });
        set2.add(new Person("柳岩",18));
        set2.add(new Person("涛哥",12));
        set2.add(new Person("三上",20));
        System.out.println(set2);
    }
}

第四章.TreeMap

1.概述:TreeMap是Map的实现类
2.特点:
  a.对key进行排序
  b.无索引
  c.key唯一
  d.线程不安全
  e.不能存null
3.数据结构:红黑树

构造:
  TreeMap() -> 使用键的自然顺序构造一个新的、空的树映射 -> ASCII 
  TreeMap(Comparator<? super E> comparator)构造一个新的、空的树映射，该映射根据给定比较器进行排序

public class Person {
    private String name;
    private Integer age;

    public Person() {
    }

    public Person(String name, Integer age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public Integer getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(Integer age) {
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }

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

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

public class Demo02TreeMap {
    public static void main(String[] args) {
        TreeMap<String, String> map1 = new TreeMap<>();
        map1.put("c","白毛浮绿水");
        map1.put("a","鹅鹅鹅");
        map1.put("b","曲项向天歌");
        map1.put("d","红掌拨清波");
        System.out.println(map1);

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

        TreeMap<Person, String> map2 = new TreeMap<>(new Comparator<Person>() {
            @Override
            public int compare(Person o1, Person o2) {
                return o1.getAge()-o2.getAge();
            }
        });

        map2.put(new Person("柳岩",18),"北京");
        map2.put(new Person("涛哥",12),"北京");
        map2.put(new Person("三上",20),"北京");
        System.out.println(map2);

    }
}

第五章.Hashtable和Vector集合(了解)

1.Hashtable集合

1.概述:Hashtable是Map的实现类
2.特点:
  a.key唯一,value可重复
  b.无序
  c.无索引
  d.线程安全   
  e.不能存储null键,null值
3.数据结构:哈希表

public class Demo01Hashtable {
    public static void main(String[] args) {
        Hashtable<String, String> table = new Hashtable<>();
        table.put("迪丽热巴","马尔扎哈");
        table.put("古力娜扎","涛哥思密达");
        table.put("古力娜扎","雷霆嘎巴");
        table.put("玛卡巴卡","哈哈哈哈");
        //table.put(null,null);
        System.out.println(table);
    }
}

HashMap和Hashtable区别:

相同点:元素无序,无索引,key唯一

不同点:HashMap线程不安全,Hashtable线程安全

HashMap可以存储null键null值;Hashtable不能

2.Vector集合

1.概述:Vector是List接口的实现类
2.特点:
  a.元素有序
  b.有索引
  c.元素可重复
  d.线程安全
3.数据结构:数组
    
4.源码分析:
  a.如果用空参构造创建对象,数组初始容量为10,如果超出范围,自动扩容,2倍
  b.如果用有参构造创建对象,如果超出了范围,自动扩容,扩的是老数组长度+指定的容量增强

public class Demo02Vector {
    public static void main(String[] args) {
        Vector<String> vector = new Vector<>();
        vector.add("张三");
        vector.add("李四");
        for (String s : vector) {
            System.out.println(s);
        }
    }
}

Vector底层源码分析

Vector() 构造一个空向量，使其内部数据数组的大小为 10，其标准容量增量为零
Vector(int initialCapacity, int capacityIncrement)使用指定的初始容量和容量增量构造一个空的向量

Vector<String> vector = new Vector<>();
public Vector() {
    this(10);
}
public Vector(int initialCapacity->10) {
    this(initialCapacity, 0);
}
public Vector(int initialCapacity->10, int capacityIncrement->0) {
    super();
    if (initialCapacity < 0)
        throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
                                           initialCapacity);
    this.elementData = new Object[initialCapacity];//长度为0的数组
    this.capacityIncrement = capacityIncrement;//0
}
=====================================================
vector.add("李四");-> 假设李四是第11个元素
public synchronized boolean add(E e) {
    modCount++;
    ensureCapacityHelper(elementCount + 1);
    elementData[elementCount++] = e;
    return true;
}  
private void ensureCapacityHelper(int minCapacity->11) {
    // overflow-conscious code
    if (minCapacity - elementData.length > 0)
        grow(minCapacity->11);
}
private void grow(int minCapacity->11) {
    // overflow-conscious code
    int oldCapacity = elementData.length;//10
    int newCapacity = oldCapacity + ((capacityIncrement > 0) ?
                                     capacityIncrement : oldCapacity);//10+10=20
    if (newCapacity - minCapacity < 0)
        newCapacity = minCapacity;
    if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
        newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
    elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}

Vector<String> vector = new Vector<>(10,5);
public Vector(int initialCapacity->10, int capacityIncrement->5) {
    super();
    if (initialCapacity < 0)
        throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
                                           initialCapacity);
    this.elementData = new Object[initialCapacity];
    this.capacityIncrement = capacityIncrement;//5
}

======================================================
vector.add("李四");-> 假设李四是第11个元素
public synchronized boolean add(E e) {
    modCount++;
    ensureCapacityHelper(elementCount + 1);
    elementData[elementCount++] = e;
    return true;
}    

private void ensureCapacityHelper(int minCapacity->11) {
    // overflow-conscious code
    if (minCapacity - elementData.length > 0)
        grow(minCapacity);
}

private void grow(int minCapacity->11) {
    // overflow-conscious code
    int oldCapacity = elementData.length;//10
    int newCapacity = oldCapacity + ((capacityIncrement > 0) ?
                                     capacityIncrement : oldCapacity);
    if (newCapacity - minCapacity < 0)
        newCapacity = minCapacity;
    if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
        newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
    elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}

第六章.Properties集合(属性集)

1.概述:Properties 继承自 Hashtable
2.特点:
  a.key唯一,value可重复
  b.无序
  c.无索引
  d.线程安全
  e.不能存null键,null值
  f.Properties的key和value类型默认为String
3.数据结构:哈希表
4.特有方法:
  Object setProperty(String key, String value)  -> 存键值对
  String getProperty(String key)  ->根据key获取value的
  Set<String> stringPropertyNames()  -> 获取所有的key,保存到set集合中,相当于keySet方法
  void load(InputStream inStream) -> 将流中的数据加载到Properties集合中(IO部分讲)

public class Demo01Properties {
    public static void main(String[] args) {
        Properties properties = new Properties();
        //Object setProperty(String key, String value)  -> 存键值对
        properties.setProperty("username","root");
        properties.setProperty("password","1234");
        System.out.println(properties);
        //String getProperty(String key)  ->根据key获取value的
        System.out.println(properties.getProperty("username"));
        //Set<String> stringPropertyNames()  -> 获取所有的key,保存到set集合中,相当于keySet方法
        Set<String> set = properties.stringPropertyNames();
        for (String key : set) {
            System.out.println(properties.getProperty(key));
        }
    }
}

第七章.集合嵌套

1.List嵌套List

需求:创建2个List集合,每个集合中分别存储一些字符串,将2个集合存储到第3个List集合中

public class Demo01ListInList {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list1 = new ArrayList<>();
        list1.add("杨过");
        list1.add("小龙女");
        list1.add("尹志平");

        ArrayList<String> list2 = new ArrayList<>();
        list2.add("涛哥");
        list2.add("金莲");
        list2.add("三上");

        /*
           list中的元素是两个 ArrayList<String>
           所以泛型也应该是 ArrayList<String>
         */
        ArrayList<ArrayList<String>> list = new ArrayList<>();
        list.add(list1);
        list.add(list2);

        /*
          先遍历大集合,将两个小集合遍历出来
          再遍历两个小集合,将元素获取出来
         */
        for (ArrayList<String> arrayList : list) {
            for (String s : arrayList) {
                System.out.println(s);
            }
        }
    }
}

2.List嵌套Map

1班级有第三名同学，学号和姓名分别为：1=张三，2=李四，3=王五，2班有三名同学，学号和姓名分别为：1=黄晓明，2=杨颖，3=刘德华,请将同学的信息以键值对的形式存储到2个Map集合中，在将2个Map集合存储到List集合中。

public class Demo02ListInMap {
    public static void main(String[] args) {
        //1.创建两个map集合
        HashMap<Integer, String> map1 = new HashMap<>();
        map1.put(1,"张三");
        map1.put(2,"李四");
        map1.put(3,"王五");

        HashMap<Integer, String> map2 = new HashMap<>();
        map2.put(1,"黄晓明");
        map2.put(2,"杨颖");
        map2.put(3,"刘德华");

        //2.创建一个存储map集合的list集合
        ArrayList<HashMap<Integer, String>> list = new ArrayList<>();
        list.add(map1);
        list.add(map2);

        //3.先遍历list集合,再遍历map集合
        for (HashMap<Integer, String> map : list) {
            Set<Map.Entry<Integer, String>> set = map.entrySet();
            for (Map.Entry<Integer, String> entry : set) {
                System.out.println(entry.getKey()+"..."+entry.getValue());
            }
        }
    }
}

3.Map嵌套Map

- JavaSE  集合 存储的是 学号 键，值学生姓名
  - 1  张三
  - 2  李四
- JavaEE 集合 存储的是 学号 键，值学生姓名
  - 1  王五
  - 2  赵六

public class Demo03MapInMap {
    public static void main(String[] args) {
        //1.创建两个map集合
        HashMap<Integer, String> map1 = new HashMap<>();
        map1.put(1,"张三");
        map1.put(2,"李四");

        HashMap<Integer, String> map2 = new HashMap<>();
        map2.put(1,"王五");
        map2.put(2,"赵六");

        HashMap<String, HashMap<Integer, String>> map = new HashMap<>();
        map.put("javase",map1);
        map.put("javaee",map2);

        Set<Map.Entry<String, HashMap<Integer, String>>> set = map.entrySet();
        for (Map.Entry<String, HashMap<Integer, String>> entry : set) {
            HashMap<Integer, String> hashMap = entry.getValue();
            Set<Integer> set1 = hashMap.keySet();
            for (Integer key : set1) {
                System.out.println(key+"..."+hashMap.get(key));
            }
        }
    }
}