Java集合总结---Xmind思维导图

墨蓝 2024-03-17 12:44 5阅读 0赞

## 1由来    ##

**Java是面向对象的语言，我们在编程的时候自然需要存储对象的容器，数组可以满足这个需求，但是数组初始化时长度是固定的，但是我们往往需要一个长度可变化的容器，因此，集合出现了。**

## 2集合与数组的区别 ##

>   
> （1）长度区别：集合长度可变，数组长度不可变
> 
> （2）内容区别：集合可存储不同类型元素，数组存储只可单一类型元素
> 
> （3）元素区别：集合只能存储引用类型元素，数组可存储引用类型，也可存储基本类型

## 3.集合概述 ##

Java集合要从两大接口说起，一为Collection接口，二为Map接口，它们是同一个层次的。

Collection接口被List接口和Set接口继承；

List接口有三个实现类：ArrayList，LinkedList，Vector；

Set接口被HashSet类实现，被SortedSet接口继承，同时TreeSet类实现SortedSet接口，LinkedHashSet类继承HashSet类；

Map接口有两个实现类，HashMap，HashTable。

###    3.1Collection接口（单列集合） ###

Collection接口是单列集合的最顶层接口，定义了一些通用的方法。

add(E e)添加元素; clear()清空元素; remove(E e)移除元素; size()元素数量;

toArray()集合转数组; contains(E e)判断元素是否存在; isEmpty()判断集合是否为空;

#### 4. List系列集合特点 ####

1.  ArrayList、LinekdList ：有序，可重复，有索引。
2.  有序：存储和取出的元素顺序一致
3.  有索引：可以通过索引操作元素
4.  可重复：存储的元素可以重复

#### List集合特有方法 ####

1.  List集合因为支持索引，所以多了很多索引操作的独特api，其他Collection的功能List也都继承了。

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**List的实现类的底层原理**

1.  ArrayList底层是基于数组实现的，根据查询元素快，增删相对慢。
2.  LinkedList底层基于双链表实现的，查询元素慢，增删首尾元素是非常快的。

#### 4.1 LinkedList的特点 ####

1.  底层数据结构是双链表，查询慢，首尾操作的速度是极快的，所以多了很多首尾操作的特有API。

#### 4.2 LinkedList集合的特有功能 ####

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### 5. Set系列集系概述 ###

#### 5.1 Set系列集合特点 ####

1.  无序：存取顺序不一致
2.  不重复：可以去除重复
3.  无索引：没有带索引的方法，所以不能使用普通for循环遍历，也不能通过索引来获取元素。

#### 5.2 Set集合实现类特点 ####

1.  HashSet : 无序、不重复、无索引。
2.  LinkedHashSet：**有序**、不重复、无索引。
3.  TreeSet：**排序**、不重复、无索引。

**Set集合的功能上基本上与Collection的API一致。**

### 5.3 HashSet元素无序的底层原理：哈希表 ###

#### HashSet底层原理 ####

1.  HashSet集合底层采取**哈希表**存储的数据。
2.  哈希表是一种对于增删改查数据性能都较好的结构。

**哈希表的组成**

1.  JDK8之前的，底层使用**数组+链表**组成
2.  JDK8开始后，底层采用**数组+链表+红黑树**组成。

**哈希值**

1.  是JDK根据对象的**地址，**按照某种规则算出来的int类型的**数值。**

#### 5.4 LinkedHashSet集合概述和特点 ####

1.  **有序**、不重复、无索引。
2.  这里的有序指的是保证存储和取出的元素顺序一致
3.  **原理**：底层数据结构是依然哈希表，只是每个元素又额外的多了一个双链表的机制记录存储的顺序。

### 6. 实现类：TreeSet ###

#### TreeSet集合概述和特点 ####

1.  不重复、无索引、可排序
2.  可排序：按照元素的大小默认升序（有小到大）排序。
3.  TreeSet集合底层是基于红黑树的数据结构实现排序的，增删改查性能都较好。
4.  **注意：TreeSet集合是一定要排序的，可以将元素按照指定的规则进行排序。**

#### TreeSet集合默认的规则 ####

1.  对于数值类型：Integer , Double，官方默认按照大小进行升序排序。
2.  对于字符串类型：默认按照首字符的编号升序排序。
3.  对于自定义类型如Student对象，TreeSet无法直接排序。

**结论：想要使用TreeSet存储自定义类型，需要制定排序规则**

#### 自定义排序规则 ####

**两种方式中，关于返回值的规则：**

1.  如果认为第一个元素大于第二个元素返回正整数即可。
2.  如果认为第一个元素小于第二个元素返回负整数即可。
3.  如果认为第一个元素等于第二个元素返回0即可，此时Treeset集合只会保留一个元素，认为两者重复。

**注意：如果TreeSet集合存储的对象有实现比较规则，集合也自带比较器，默认使用集合自带的比较器排序。**

## 7. Collection体系的特点、使用场景总结 ##

1.  如果希望元素可以重复，又有索引，索引查询要快？
    
    1.  **用ArrayList集合，基于数组的。（用的最多）**

2. 如果希望元素可以重复，又有索引，增删首尾操作快？

1.  1.  用LinkedList集合，基于链表的。

3. 如果希望增删改查都快，但是元素不重复、无序、无索引。

1.  1.  用HashSet集合，基于哈希表的。

4. 如果希望增删改查都快，但是元素不重复、有序、无索引。

1.  1.  用LinkedHashSet集合，基于哈希表和双链表。

5. 如果要对对象进行排序。

1.  1.  用TreeSet集合，基于红黑树。后续也可以用List集合实现排序。

## 8. Map集合体系 ##

### Map集合的概述 ###

#### Map集合概述和使用 ####

1.  Map集合是一种双列集合，每个元素包含两个数据。
2.  Map集合的每个元素的格式：key=value(键值对元素)。
3.  Map集合也被称为“**键值对集合**”。

**Map集合整体格式：**

1.  Collection集合的格式: \[元素1,元素2,元素3..\]
2.  Map集合的完整格式：\{key1=value1 , key2=value2 , key3=value3 , ...\}

#### Map集合体系特点 ####

1.  Map集合的特点都是由键决定的。
2.  Map集合的键是无序,不重复的，无索引的，值不做要求（可以重复）。
3.  Map集合后面重复的键对应的值会覆盖前面重复键的值。
4.  Map集合的键值对都可以为null。

#### Map集合实现类特点 ####

1.  HashMap:元素按照键是无序，不重复，无索引，值不做要求。（与Map体系一致）
2.  LinkedHashMap:元素按照键是**有序**，不重复，无索引，值不做要求。
3.  TreeMap：元素按照建是**排序**，不重复，无索引的，值不做要求。

### **8.1 Map集合的实现类HashMap** ###

#### **HashMap的特点** ####

1.  HashMap是Map里面的一个实现类。特点都是由键决定的：无序、不重复、无索引
2.  没有额外需要学习的特有方法，直接使用Map里面的方法就可以了。
3.  HashMap跟HashSet底层原理是一模一样的，都是哈希表结构，只是HashMap的每个元素包含两个值而已。

**实际上：Set系列集合的底层就是Map实现的，只是Set集合中的元素只要键数据，不要值数据而已。**

**HashMap的特点和底层原理**

1.  由键决定：无序、不重复、无索引。HashMap底层是哈希表结构的。
2.  依赖hashCode方法和equals方法保证**键**的唯一。
3.  如果**键**要存储的是自定义对象，需要重写hashCode和equals方法。
4.  基于哈希表。增删改查的性能都较好。

#### LinkedHashMap集合概述和特点 ####

1.  **由键决定：有序**、不重复、无索引。
2.  这里的有序指的是保证存储和取出的元素顺序一致
3.  **原理**：底层数据结构是依然哈希表，只是每个键值对元素又额外的多了一个双链表的机制记录存储的顺序。

## 8.2 Map集合的实现类TreeMap ##

### TreeMap集合概述和特点 ###

1.  由键决定特性：不重复、无索引、可排序
2.  可排序：按照键数据的大小默认升序（有小到大）排序。**只能对键排序。**
3.  **注意：TreeMap集合是一定要排序的，可以默认排序，也可以将键按照指定的规则进行排序**
4.  TreeMap跟TreeSet一样底层原理是一样的。

**TreeMap集合自定义排序规则有2种**

1.  类实现Comparable接口，重写比较规则。
2.  集合自定义Comparator比较器对象，重写比较规则。

#### Map集合实现类特点 ####

1.  HashMap:元素按照键是无序，不重复，无索引，值不做要求，基于哈希表（与Map体系一致）
2.  LinkedHashMap:元素按照键是**有序**，不重复，无索引，值不做要求，基于哈希表
3.  TreeMap：元素只能按照键**排序**，不重复，无索引的，值不做要求，可以做排序

## 9.集合Xmind思维导图 ##

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